試析裝配式輕型鋼結(jié)構(gòu)工程施工關(guān)鍵技術(shù)

沈軍

江蘇蘇凈鋼結(jié)構(gòu)有限公司 江蘇常熟 215500

進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)雖發(fā)展迅速，但是以消耗資源為代價(jià)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，外加粗放型管理方式，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，局部地區(qū)環(huán)境不適宜人們的生存?？沙掷m(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)保等理念，逐漸深入人心，社會(huì)各行各業(yè)紛紛重視可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)保理念的貫徹實(shí)施，尤其是一些高耗資源的行業(yè)，例如：建筑行業(yè)等，更是重視綠色發(fā)展。裝配式建筑的發(fā)展，能夠貫徹落實(shí)環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展等理念[1]。

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)和優(yōu)勢分析

1.1 提升了建筑設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工策略與傳統(tǒng)的混凝土建筑有明顯的差別，在建筑施工前，要對鋼結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，并對各個(gè)重要的鋼結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)，這些關(guān)鍵部件都是在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工廠預(yù)制完成，在工地施工時(shí)，需要將這些部件進(jìn)行拼裝連接，形成完整的建筑框架。這種施工方式在建筑設(shè)計(jì)時(shí)通常都采用3D模型對結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了模擬化拼裝，在設(shè)計(jì)軟件的支持下，建筑的各個(gè)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)都能充分的展現(xiàn)出來，能夠有效的提升設(shè)計(jì)施工圖紙的準(zhǔn)確性。

1.2 提高建筑工程施工效率

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑需要采用大量的工廠預(yù)制件，這些鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件通常都是批量化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，在現(xiàn)代化工廠中，預(yù)制件的生產(chǎn)效率非常高，現(xiàn)場施工只需要依據(jù)總裝圖紙進(jìn)行安裝拼接施工，有效降低了工地現(xiàn)場施工量。

1.3 穩(wěn)定性較強(qiáng)

傳統(tǒng)的混凝土建筑容易受到環(huán)境的影響出現(xiàn)墻體變形、出現(xiàn)裂縫等各種問題，特別是在冬夏溫差較大的北方地區(qū)，溫度疲勞很容易造成混凝土的開裂，而裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑機(jī)械性能更好，且具有良好的彈性和延展性，并且具有較強(qiáng)的抗震性能，從使用安全性和建筑壽命來講都要優(yōu)于傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)建筑。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工體系技術(shù)分類

裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)要點(diǎn)主要有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、智能化應(yīng)用、信息化管理為六大典型特征。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工技術(shù)按照不同的劃分方式，可劃分為“三大體系”,即結(jié)構(gòu)支撐體系、外圍護(hù)體系和內(nèi)裝體系[2]。

2.1 結(jié)構(gòu)支撐體系

鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系可劃分為：鋼框架體系、鋼框架-混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-鋼支撐結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-核心筒體系等，隨著技術(shù)進(jìn)步，會(huì)出現(xiàn)更新型的結(jié)構(gòu)體系。鋼框架體系和鋼框架-混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系較為常見。鋼框架結(jié)構(gòu)體系建筑平面布置靈活，可做成需要大空間的會(huì)議室、餐廳、辦公室等。鋼框架-混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系有效的將鋼材的強(qiáng)度高、重量輕、施工速度快和混凝土的抗壓強(qiáng)度高、防火性能好、抗側(cè)剛度大的特點(diǎn)結(jié)合起來。變形較小，舒適性好，且造價(jià)較低，易于推廣。

2.2 外圍護(hù)系統(tǒng)

在裝配式建筑外圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要能夠充分聯(lián)系地區(qū)使用功能需求以及氣候條件情況對抗震性能、防火性能、氣密性能、隔聲性能及抗風(fēng)性能等進(jìn)行確定，同時(shí)屋面系統(tǒng)也需要滿足建筑的結(jié)構(gòu)性要求。

在外圍護(hù)系統(tǒng)選型方面，也需要能夠根據(jù)建筑的具體結(jié)構(gòu)形式以及類型進(jìn)行確定。在結(jié)構(gòu)以及外墻系統(tǒng)連接方面，主要方式有嵌掛結(jié)合式、內(nèi)嵌式以及外掛式，適合以分層懸掛或者承托處理。處理方式主要有以下4種：①砌塊墻、外墻面層及保溫層組合，能夠有效降低施工成本；②保溫層、砌塊墻裝飾一體化板，該材料具有便捷的施工操作特點(diǎn)，能夠有效解決墻體滲漏以及開裂問題；③外墻面層、砌塊墻同保溫層的外掛墻板形式，能夠有效解決墻體外部存在的黏磚問題；④使用建筑幕墻，該結(jié)構(gòu)在裝飾性方面具有較好的表現(xiàn)，具有節(jié)能、美觀及易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。

在接縫、接縫材料及接縫寬度方面，需要能夠根據(jù)溫度變形、立面分格、墻板材料及結(jié)構(gòu)層間位移綜合確定。在保證外墻板同接縫材料間在相容性方面具有較好的表現(xiàn)，正常使用時(shí)，外墻板接縫的彈性密封材料具有完好的特點(diǎn)。同時(shí)，連接設(shè)計(jì)也是外圍護(hù)中的重要內(nèi)容，對于鋼結(jié)構(gòu)主體同外圍護(hù)系統(tǒng)的連接點(diǎn)，需要滿足承載力方面的要求。

2.3 內(nèi)裝體系

目前內(nèi)裝體系與結(jié)構(gòu)體系不分離的特點(diǎn)，嚴(yán)重制約著鋼結(jié)構(gòu)裝配式產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化工業(yè)化的發(fā)展；而裝配式建筑設(shè)備管線分離，水電管線埋在裝飾層中，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研發(fā)一體化產(chǎn)品及其與鋼結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)。

3 裝配式輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)深化探討

3.1 構(gòu)件分段技術(shù)

采用構(gòu)件分段技術(shù)時(shí)，首先要注意施工現(xiàn)場使用的塔式起重機(jī)的吊裝重量能力，應(yīng)確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量在起重機(jī)起重極限以內(nèi)。在鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸過程中，如果構(gòu)件截面長度超過12m，寬度超過2．8m，高度超過4．5m，可采用構(gòu)件分段技術(shù)來處理外形尺寸過大的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，保證構(gòu)件能夠順利運(yùn)輸。

3.2 整體安裝技術(shù)

整體安裝技術(shù)包括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體提升、整體頂升、整體吊裝。由于施工中機(jī)械設(shè)備及吊裝位置的不同，可分為提升安裝技術(shù)和頂升安裝技術(shù)。所謂提升安裝技術(shù)是指將起重設(shè)備放在結(jié)構(gòu)頂部和屋頂上進(jìn)行起重過程，而頂升安裝技術(shù)是指采用能承受較大載荷的地面起重設(shè)備，如千斤頂、液壓支桿等，將其放在屋頂下和結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)行頂升安裝的過程。提升安裝技術(shù)更適用于屋面面積小、重量輕的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工，而頂升安裝技術(shù)主要用于大型裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工，該施工技術(shù)減少了高空安裝多個(gè)部件的高空作業(yè)工作量和由此造成的各種安全隱患。更重要的是它能保證下部主體結(jié)構(gòu)的施工，同時(shí)實(shí)施主屋面的拼裝，加快工程進(jìn)度，降低工程造價(jià)，保證工程的施工周期。由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地面組裝完成，減少了臨時(shí)支架的使用，避免了設(shè)置臨時(shí)支架而增加工作量的問題，同時(shí)也節(jié)省了這方面的成本[3]。

4 結(jié)語

綜上，輕型鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的有效應(yīng)用，具有諸多優(yōu)勢。因此，裝配式建筑施工期間，需結(jié)合具體工程，綜合考慮相關(guān)技術(shù)、安全等方面的需求，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用，以此推動(dòng)綠色建筑事業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。