綠色裝配式鋼結構建筑體系及應用方向

劉藍萍

山東泰安建筑工程集團有限公司

1 綠色裝配式鋼結構建筑體系及優(yōu)勢

1.1 綠色裝配式鋼結構建筑體系

在綠色裝配式鋼結構建筑中，有多重類型的鋼結構材料。建筑領域鋼結構隨著現(xiàn)代可續(xù)而技術水平的不斷發(fā)展進步速度較快，有著越來越多的組成模式。綠色裝配式鋼結構體系比傳統(tǒng)鋼結構體系有著諸多優(yōu)勢，具體包括以下幾點。

第一，在建筑行業(yè)中應用綠色裝配式建筑體系可以將施工工作量大大減少，能夠全面優(yōu)化建筑產(chǎn)品，可以實現(xiàn)投資成本的節(jié)約，并且有助于施工效率和施工質(zhì)量水平的提升。

第二，相比于傳統(tǒng)建筑，綠色裝配式鋼結構所用材料可以將建筑結構的延展性、安全性提升，并且比傳統(tǒng)建筑有著更長的使用壽命。

第三，綠色裝配式鋼結構建筑比傳統(tǒng)建筑結構密度低，可以將施工成本有效節(jié)省，并且在人工、材料和機械設備等方面都有所節(jié)約，可以將建筑工程經(jīng)濟效益提升。

第四，裝配式鋼結構建筑蘇勇材料能夠回收利用，鋼結構組成體系可以通過合理使用鋼結構得到進一步優(yōu)化，不但能夠節(jié)省工程成本，還能夠有效達到節(jié)能環(huán)保的效果。

1.2 綠色裝配式鋼結構建筑體系優(yōu)勢

綠色裝配式鋼結構作為新型的建筑結構體系，具有很多特點和優(yōu)勢。

第一，具有較高的強度，自重輕，在大跨度和超高層建筑中能夠發(fā)揮良好效果。剛才是建筑結構當中抗壓性能和抗拉性能都不較高的材料，剛才的高強度、輕質(zhì)量的優(yōu)勢可以在高層建筑和大跨度結構當中充分發(fā)揮出來，在居民居住空間個性化設計中可以得到良好應用，當前很多大型公共建筑比如體育場館、車站、會展中心等都采用的是鋼結構建筑體系。

第二，具有良好的抗震性能。鋼結構體系具有較高的延展性，這種特性促使鋼結構體系在地震發(fā)生時能夠通過塑性變形將地震能量消耗。鋼結構體系比傳統(tǒng)混凝土結構具有更強的抗震效果。

第三，良好的環(huán)保效果。鋼結構體系的應用將建筑所用砂石等原材料用量大大減少，有效降低了對資源和環(huán)境的影響，此外，鋼結構建筑有超過百分之七十的材料能夠回收再利用，這大大節(jié)省了建筑行業(yè)的建筑垃圾和碳排放量，可以發(fā)揮明顯的環(huán)保效果。

第四，具有較高的工業(yè)化程度，比混凝土結構施工速度快。利用BIM等先進的技術設計鋼結構體系后可以讓工廠提前預制鋼結構構件然后輸送到現(xiàn)場拼裝，現(xiàn)場施工作業(yè)量大大減少，這在節(jié)省施工時間方面發(fā)揮了重要作用。

2 綠色裝配式鋼結構實踐應用

2.1 住宅建筑中的應用方式

需要將綠色設計理念充分應用于房屋建筑設計當中，將房屋節(jié)能能力全面提升，同時也需要將綠色環(huán)保理念應用于裝配式建筑當中，加強重視梁體穩(wěn)定性改善工作，實現(xiàn)全面提升建筑結構穩(wěn)定性和安全性的效果。在設計時，首先需要合理配置低碳合金鋼，用混凝土合理澆筑結構中裸露的部分，實現(xiàn)稱重構件剛度的提升，保證房屋建筑穩(wěn)定安全。其次，可以積極借助BIM等現(xiàn)代信息技術開展裝配式鋼結構住宅設計，統(tǒng)一設計和裝配施工工作，尤其需要加強設計一體化空間，重點分析梁柱存在的問題，利用BIM 系統(tǒng)碰撞檢查功能優(yōu)化配置各個構件和功能節(jié)點，將建筑本身安全性全面提升。

2.2 商業(yè)建筑中的應用

和民用建筑相比，商業(yè)建筑的實際功能要求更多，并且本身有著商業(yè)需求。通常商業(yè)澆筑對采光通風等方面有著更高的要求。為此，設計人員可以利用BIM 技術可視性特點和裝配式建筑靈活性特點評估和分析商業(yè)建筑設計結果的采光情況，同時就安裝施工中需要使用的通風、采暖等設備進行合理配置。在設計階段，堅持一體化原則，合理組合并配置結構材料。大多商場有著較大的跨度，在現(xiàn)代化社會不斷發(fā)展的背景下其內(nèi)部空間布置也會越來越多樣。在設計商場類商業(yè)建筑時應當對構件可拆除性加強考慮，將建筑空間整合功能提升，降低產(chǎn)生建筑垃圾的概率，同時有效利用商業(yè)建筑內(nèi)部空間。

2.3 模塊化裝配式鋼結構房

在小型臨時性用房中常?？梢娔K化裝配式結構房。這種房屋具有便捷的拆裝方式，有著較快的施工速度和較高的工業(yè)化程度，所以有著較為廣泛地應用。當前集裝箱房和活動板房是最為典型的模塊化裝配式鋼結構房。按照工業(yè)化生產(chǎn)標準生產(chǎn)的模塊化裝配式鋼結構房組裝過程可以在工廠完成，配合使用巖棉夾芯板墻板然后運輸?shù)浆F(xiàn)場，實現(xiàn)了百分百的工廠化生產(chǎn)。采用標準單元預制的活動板房現(xiàn)場螺栓拼接鋼骨架，同時使用門窗構件、標準化墻板能夠將拆裝工作效率顯著提升。通過工業(yè)化生產(chǎn)的模塊化結構房可以大大降低材料損耗，大幅度提高制作安裝的效果，可以節(jié)省大量的資金成本，有助于企業(yè)經(jīng)濟效益提升以及裝配式鋼結構的發(fā)展。

2.4 廣泛應用于大型公用建筑和工業(yè)建筑中

當前很多建筑結構對外觀和施工功能都有著多樣化的要求，傳統(tǒng)結構受到自身重量的影響無法在大空間和造型上滿足現(xiàn)代化建筑需求，此時裝配式鋼結構體系可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，通過網(wǎng)架、桁架、索膜結構等實現(xiàn)多樣化建筑結構設計施工，充分利用大跨度鋼結構的特點，創(chuàng)造各種形式的建筑結構。比如鳥巢、水立方、飛機場、高鐵站等都是常見的大跨度鋼結構建筑。近些年我國已經(jīng)開始廣泛地應用輕鋼廠房、重鋼廠房工業(yè)廠房建設當中，將傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構廠房建設存在的不足有效解決。

3 預制裝配式現(xiàn)場施工安全風險管理

預制裝配式建筑施工現(xiàn)場需要應用到大量的機械設備，并且會存在較多高空作業(yè)，為了保證施工現(xiàn)場的安全，工作人員需要提前組織好安全管理隊伍，確定安全管理辦法，加強施工現(xiàn)場安全檢查。整個工程施工過程中，出色科學的安全檢查方法有助于提升施工安全管理水平，為此，工作人員需要全面具體地分析施工現(xiàn)場安全管理工作，確保安全順利地完成裝配式建筑施工。安全檢查過程胡總，需要從自我檢查、互檢、成員內(nèi)部檢查三個方面加強重視，工作人員需要加強自我反省，對集體合作性和成員之間存在的工作問題及時解決，同時要積極采取他人的意見和檢查，不同工人之間還要綜合分析彼此之間的安全工作存在的隱患風險。除了做好安全檢查，工作人員還要重點做好如下安全管理內(nèi)容。

3.1 加強吊裝風險管理

企業(yè)應當有效地管理預制裝配式住宅施工過程，尤其要加強吊裝過程的管控。吊裝中容易出現(xiàn)嚴重地安全風險，所有安全管理人員需要在吊裝前監(jiān)督工作人員實地勘查施工現(xiàn)場，將吊裝方案和順序進行明確并且詳細、認真地完成施工技術交底工作，在正式施工前所有的施工人員都應當參加培訓和安全教育工作，保證技術交底的詳細。對于技術人員要設備操作人員都要持證上崗，施工現(xiàn)場嚴禁非工作人員進入。同時，企業(yè)需要在施工現(xiàn)場安排合理的監(jiān)管人員，加強監(jiān)管施工人員的操作和施工設備和材料的質(zhì)量，確保吊裝過程中操作人員能夠嚴格按照吊裝操作技術規(guī)范嚴格做好設備操作。設備操作人員、指揮員、安全管理人員現(xiàn)場需要充分做好協(xié)調(diào)溝通，質(zhì)檢人員和監(jiān)督人員加強檢查吊裝的質(zhì)量和效果，確保高質(zhì)量地完成吊裝安裝作業(yè)。此外，設備管理人員還要按照檢測維修制度定期檢查保養(yǎng)吊裝所用的機械設備，確保所有的設備可以在操作過程中正常運行，避免發(fā)生故障釀成嚴重地安全事故。

3.2 重視構件管理

裝配式建筑施工中需要應用的預制構件都較大，通常在運輸或者現(xiàn)場存放時容易受到各種因素的影響發(fā)生質(zhì)量問題，這會大大增加施工成本，對工程質(zhì)量和工期還會產(chǎn)生嚴重地不良影響，所以為了保證現(xiàn)場施工順利地完成，應當提前對構件的尺寸進行明確的了解，合理選擇運輸工具、吊裝設備和防護工具，裝車前需要固定好構件降低運輸過程中發(fā)生損壞的可能性，選擇的路線要平坦不擁堵，避免過分顛簸和搖晃影響到構件的質(zhì)量。在存放預制構件過程中需要盡量放在施工位置近的地方，便于后期吊裝安裝，不過不能影響正常施工，同時要考慮自然環(huán)境因素。

3.3 加強對現(xiàn)場施工人員的管理

施工現(xiàn)場的操作者直接決定了施工的質(zhì)量安全，所以企業(yè)需要全面提高施工作業(yè)人員的技術水平和個人整體素質(zhì)，這不但包括裝配式鋼結構建筑施工的專業(yè)技術水平，還包括員工的質(zhì)量安全風險意識?？梢圆捎枚ㄆ谂嘤柕姆绞郊訌娛┕と藛T理論水平和操作水平的全面提高，將施工安全意識灌輸?shù)矫總€員工的思想意識當中，確保所有的員工都能夠明確施工中的風險點，在施工過程中加強控制，嚴格按照操作流程和安全防護措施做好施工作業(yè)，降低發(fā)生安全風險的概率。

4 綠色裝配式鋼結構建筑發(fā)展的趨勢

綠色裝配式鋼結構建筑體系已經(jīng)成為現(xiàn)如今建筑行業(yè)中重要的組成內(nèi)容之一，在住宅建筑和商業(yè)建筑中都有著較為廣泛地應用。不過我國裝配式鋼結構建筑的應用時間較短，在施工中可能還存在諸多技術、管理等方面的問題，在未來發(fā)展中，需要重點改進傳統(tǒng)裝配式建筑存在的不足，政府部門加大對裝配式建筑的監(jiān)督管控。同時，相關施工企業(yè)也要根據(jù)市場需求不斷調(diào)整自身的發(fā)展戰(zhàn)略，提高自身設計施工水平，進而達到優(yōu)化裝配式鋼結構建筑體系的目的。

雖然綠色裝配式鋼結構建筑興起時間較短，但是卻在建筑行業(yè)發(fā)揮了至關重要的作用。在未來應當以常規(guī)鋼結構為基礎加強發(fā)展鋼結構建筑體系，從而全面創(chuàng)新改進綠色裝配式鋼結構體系，保證建筑體系和建筑結構朝著節(jié)能環(huán)保、施工高效的方向發(fā)展。設計人員在創(chuàng)新和研究建筑結構的過程中需要加強創(chuàng)新建筑鋼結構體系，加強創(chuàng)新施工模式，加強建筑成本控制，盡量將鋼結構建筑內(nèi)部利用空間擴大，從而更好地服務于民眾。

我國對裝配式鋼結構住宅具有高度重視。我國近些年非常關注建筑行業(yè)與環(huán)境之間的關系，在諸多綠色建筑結構當中，裝配式鋼結構是非常典型的一種，鋼結構體系的應用能夠將垃圾排放量、能源消耗量都顯著減少，同時有助于升級建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化，有助于推動建筑行業(yè)的綠色發(fā)展。我國當前鋼結構住宅體系仍然存在一定不足，在國家大力支持下，相信未來裝配式鋼結構建筑體系會得到進一步的發(fā)展和應用。

當前很多大型工業(yè)廠房、高層建筑、公用建筑已經(jīng)開始使用裝配式鋼結構體系。裝配式鋼結構體系的抗震性和使用空間、外觀多樣化等特點促使其未來會進一步占據(jù)建筑市場份額，鋼結構建筑體系工期和質(zhì)量會進一步提升，進而實現(xiàn)鋼結構體系的進一步推廣和應用。

鋼結構體系符合環(huán)保要求，可以化解鋼鐵產(chǎn)能過剩的情況，這將促使鋼結構體系進一步發(fā)展。同時，我國居民越來越深入地認識鋼結構建筑的環(huán)保性能，也將對鋼結構建筑體系有更進一步的了解和選擇，這也會進一步促進鋼結構體系的發(fā)展。

5 結束語

在我國建筑行業(yè)發(fā)展過程中，綠色裝配式鋼結構技術有效發(fā)揮了推動作用。相關工作人員在實際設計建設裝配式鋼結構建筑過程中應當積極采用先進的理論技術，積極選用節(jié)能環(huán)保材料，加強對環(huán)保工作的重視，有機整合結構和其他輔助設備，通過不斷優(yōu)化建筑結構體系實現(xiàn)建筑行業(yè)的發(fā)展，進而達到建筑行業(yè)和企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的目的。