鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應(yīng)用

劉海峰

（甘肅第二建設(shè)集團有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

現(xiàn)代建筑業(yè)的飛快發(fā)展使得越來越多的建筑結(jié)構(gòu)被廣泛運用到不同的工程建設(shè)中。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)主要以木質(zhì)和磚瓦結(jié)構(gòu)為主，而當前工程建設(shè)過程建筑的結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)為主?，F(xiàn)代建筑的主流形式便是裝配式，現(xiàn)階段的裝配式建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土為主，而鋼結(jié)構(gòu)則很少被運用在裝配式建筑中。然而，如果在裝配式建筑中有效應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，那么就可以將裝配式建筑的優(yōu)點更好的發(fā)揮出來。因此，如何將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到裝配式建筑中也成為了現(xiàn)階段建筑行業(yè)的研究重點。

1 裝配式建筑優(yōu)勢分析

1.1 布置靈活，較高集成化

相比于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑而言，在建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)可以擴大內(nèi)部空間尺寸，同時住戶還可以根據(jù)自己的想法對空間進行布置。鋼結(jié)構(gòu)的使用能夠提高建筑結(jié)構(gòu)安全，同時給予用戶更大的空間來按照自己的喜好，對建筑內(nèi)部進行分隔和裝修。鋼結(jié)構(gòu)的使用能夠很好的將水電管線融入墻壁和樓板中，以此來使得室內(nèi)結(jié)構(gòu)的更加美觀合理。

1.2 自重較輕，抗震效果好

對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)而言，薄壁方管和H型熱軋鋼的承重大小，代表著自身的主要承重量同時其具有質(zhì)量較輕、受力合理等特點。對于建筑自身而言，采用質(zhì)量較輕的材料來進行墻體和樓面的建設(shè)能夠有效降低建筑的重量。建筑材料本身具有高強度、強塑性以及延展性較好等特點，如果在裝配式建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)就能夠?qū)⒔ㄖ牧系淖罴研Ч行Оl(fā)揮出來，從而產(chǎn)生良好的抗震效果，在一定程度上確保了建筑的安全可靠。同時，在確保安全的情況下選用質(zhì)量較輕的材料能夠有效降低工程的投入成本。

1.3 建設(shè)周期短，實現(xiàn)工業(yè)化及產(chǎn)業(yè)化

對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)是有一定順序的，前期主要是由工廠來進行設(shè)計和預(yù)制，而后期的生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝是同時進行的。不同的工序進行有效的配合和協(xié)調(diào)，才能有效提高施工的效率。通過對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)控機床技術(shù)的結(jié)合運用，從而實現(xiàn)對施工量的精準控制，進而才能確保施工項目在規(guī)定時間內(nèi)順利完工。

1.4 綜合效益較高

對于鋼結(jié)構(gòu)而言，雖然它的結(jié)構(gòu)件截面較小、重量較輕，但是能夠在整體上提高裝配式建筑的承重能力，同時在一定程度上還可以減少施工材料的浪費以及降低施工難度和成本投入。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中使用到的住宅結(jié)構(gòu)件一般都是通過委托工廠采取先進的流水線的方式進行生產(chǎn)加工，這在一定程度上就減少了人工方面的費用投入和模板費。因此，降低了住宅建造的成本，這就給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。

2 當前裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展存在問題分析

現(xiàn)階段，由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的起步比較晚，所以，在缺乏先進經(jīng)驗的條件下，其發(fā)展和應(yīng)用過程中會存在許多問題：①相關(guān)企業(yè)沒有一套完整的材料結(jié)構(gòu)維護系統(tǒng)和鋼結(jié)構(gòu)裝配式體系；②裝配式建筑需要的要求較高，其主要表現(xiàn)在保溫、通氣、以及防火方面，但是，當前的墻體材料和安裝方法無法滿足需求，同時也就無法促進裝配式建筑的進一步發(fā)展；③現(xiàn)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)質(zhì)部件很難做到標準化、通用化、科技化、產(chǎn)業(yè)化和集成化；④缺少專業(yè)技能較高的人才?，F(xiàn)階段很少有人會對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)進行研究，這就造成了專業(yè)人才較少的局面，這樣必然會阻礙裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的長期發(fā)展。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用要點分析

3.1 做好裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計工作

對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系而言，在實際的應(yīng)用過程中按照建筑功能和抗震設(shè)防烈度可以分為以下幾類：鋼框架機構(gòu)、鋼框架-延性墻板結(jié)構(gòu)、鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)、門式鋼架結(jié)構(gòu)、交錯桁架結(jié)構(gòu)、低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)等。在對裝配式結(jié)構(gòu)建筑體系進行前期的設(shè)計工作時：①要按照建設(shè)的具體要求選擇最合適的結(jié)構(gòu)體系，只有在前期確定好結(jié)構(gòu)體系類型，才能確保后期設(shè)計工作的順利完成；②在對裝配式鋼結(jié)構(gòu)的體系進行設(shè)計時，要確保其建筑平面的布置達到簡單、規(guī)則、對稱的效果，同時設(shè)置好伸縮縫、沉降縫和防震縫的大小，從而才能確保裝配式結(jié)構(gòu)建筑的功能得到有效發(fā)揮以及符合用戶的構(gòu)造要求；③在進行實際設(shè)計過程中，要通過力學(xué)的方法來進行受力性能的分析，設(shè)計科學(xué)合理的傳力路徑，對受力不均勻的薄弱部位要進行加強；④裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用樓板類型較多，相關(guān)施工人員要選擇最佳的結(jié)構(gòu)材料，比如：壓型鋼板組合樓板、預(yù)制混凝土疊合樓板、預(yù)制應(yīng)力空心樓板以及鋼筋桁架樓承板組合樓板等。

3.2 做好裝配式結(jié)構(gòu)建筑外圍護系統(tǒng)建設(shè)工作

對裝配式鋼結(jié)構(gòu)進行外圍護系統(tǒng)的建設(shè)而言，首先要根據(jù)施工所在地的氣候條件來對施工性能和功能進行有效的判斷，同時，還要提高屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能強度。其次，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外圍護系統(tǒng)類型的選擇主要是依據(jù)建筑類型和結(jié)構(gòu)的形式來確定的，現(xiàn)階段主要運用的外圍護連接形式為內(nèi)嵌式、外掛式以及嵌掛結(jié)合式。在具體的建設(shè)過程中，不同的建設(shè)區(qū)域應(yīng)選擇最佳外圍護連接形式。再次，由于存在外板墻材料，結(jié)構(gòu)層間位移以及溫度變形等因素的影響，那么就要對這些影響因素進行全方位的考慮，選擇最佳的接縫寬度和材料，并確保其滿足實際的建設(shè)需求。最后，實際設(shè)計過程中要對連接點進行力學(xué)性能進行分析，根據(jù)其受力大小來確定材料的耐久性是否符合實際需求，從而才能有效提高其使用壽命，進而才能提高外圍護系統(tǒng)建設(shè)的整體質(zhì)量。

3.3 加強與裝配式建筑的適應(yīng)性

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計存在一定的規(guī)律性，只有遵循這種規(guī)律才能設(shè)計出標準的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑。同時，相關(guān)管理者要提出措施來對鋼結(jié)構(gòu)進行有效管理，確保其結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化以及在建筑的實踐應(yīng)用中給大眾帶來良好的體驗，從而才能拓寬裝配式建筑應(yīng)用的渠道。其次，相關(guān)單位可以統(tǒng)一規(guī)定板材的尺寸，在板材標準化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上來加強建筑設(shè)計的規(guī)范性。異形板的多次使用會給施工現(xiàn)場帶來許多不利影響，對現(xiàn)場板材裁截量進行有效的控制才能在確保安全的情況下縮短工期，進而才能提高施工效率。最后，以開放性和標準化為原則的平面布置設(shè)計要表現(xiàn)出動態(tài)變化的效果，符合大眾的審美要求。

3.4 做好裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑防火、防腐工作

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的材料主要是鋼材，所以，在對材料的實際應(yīng)用過程中要對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑進行防火防腐等工作處理?，F(xiàn)階段的鋼結(jié)構(gòu)采取的防火措施主要是通過防火板和防火涂料以及鋼柱結(jié)構(gòu)外包防火砌塊的使用等。在實際施工過程中，施工人員要以施工區(qū)域的實際情況為基礎(chǔ)選擇最佳的防火、防腐工藝，并按照前期的設(shè)計方案和施工要求進行施工，這樣才能有效提高裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火、防腐效果。

3.5 注重戶型美觀，強化環(huán)保節(jié)能

由于現(xiàn)階段大眾審美水平的提高，這就使得人們心目中理想建筑戶型的要求越來越高。因此，在對鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑進行優(yōu)化施工過程中，要充分展現(xiàn)公共區(qū)的開放性和私人區(qū)域的私密性，將施工面積的利用率達到最大化的同時還要提高建筑的美觀，確保給消費者帶來良好的第一印象。此外，如今的建筑更傾向于向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。對于鋼結(jié)構(gòu)而言，它不僅可以有效減少建筑材料的消耗，還能夠提高資源的使用效率，確保建筑在節(jié)能環(huán)保方面的可持續(xù)發(fā)展，在一定程度上還可以降低施工建設(shè)對城市自然環(huán)境的影響。同時，鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中產(chǎn)生的垃圾量相比于傳統(tǒng)混凝土建筑施工中產(chǎn)生的垃圾量減少了80%，因此，在建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)能夠有效促進建筑的綠色環(huán)保發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，在實際的施工建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)較之鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)更能發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)勢。但是在實際的應(yīng)用過程中，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到了諸多外力因素的影響，相關(guān)的施工人員沒有真正了解鋼結(jié)構(gòu)對裝配式建筑的促進作用。因此，只有將鋼結(jié)構(gòu)和裝配式結(jié)構(gòu)的特點進行有效的結(jié)合，才能在裝配式建筑中成功應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，進而才能促進現(xiàn)代建筑業(yè)的長期順利發(fā)展。