鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

柳廣全

摘? ? 要：進入21世紀(jì)以來，社會主義市場經(jīng)濟雖發(fā)展迅速，但是以消耗資源為代價的社會經(jīng)濟發(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，能夠貫徹落實環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展等理念。具體言之，裝配式建筑施工主要加工廠完成預(yù)制品部件的加工，隨后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，完成部件組裝任務(wù)，即可完成施工任務(wù)。一方面最大程度節(jié)約了資源，減少了污染;另一方面有助于保證施工質(zhì)量。鑒于此，本文對“鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的具體應(yīng)用”展開深層次分析具備一定的現(xiàn)實意義與實踐價值。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);裝配式建筑;應(yīng)用

1? 引言

從建筑材料上分類，裝配式建筑包括三類，即混凝土裝配式、木結(jié)構(gòu)裝配式、鋼結(jié)構(gòu)裝配式。木結(jié)構(gòu)的裝配式建筑發(fā)展歷史最為悠久。而鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑因其強度高、抗震性能強、施工方便、熱工性能良好等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)的裝配式建筑從用途上分為重型鋼結(jié)構(gòu)建筑和輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑。重型鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點一般為跨度大、空間大、強度高、剛度大，比如高層鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)等。而輕型鋼結(jié)構(gòu)主要是指普通的房屋建筑，比如普通住宅、度假村建筑、臨時類建筑等，具有拆卸方便、結(jié)構(gòu)安全、建筑設(shè)計年限短等特點。

2? 鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在裝配式建筑中的具體優(yōu)勢

2.1? 建筑內(nèi)容高度集成

鋼結(jié)構(gòu)建筑在優(yōu)化建筑空間方面，具有突出優(yōu)勢，建筑內(nèi)部使用面積增加，承重墻剪力墻結(jié)構(gòu)較少?；诮ㄖ脩艚嵌榷裕山Y(jié)合自身興趣愛好，對建筑內(nèi)部空間進行優(yōu)化設(shè)計。同時，裝修期間，可讓給排水管道、線管等埋設(shè)在墻壁內(nèi)，一方面不會影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性;另一方面增強了建筑美觀效果，滿足了現(xiàn)代人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求與精神層次的需求。

2.2? 抗震能力強，自重輕

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的施工材料，主要以輕型建筑材料為主，在建筑承重墻方面，所選材料主要以薄壁鋼管和車型熱軋鋼為主，這種材料的最大特征有質(zhì)量輕、截面受力均勻等。正因如此，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑最大限度發(fā)揮了建筑材料的優(yōu)勢，整體上降低了自重，并將建筑材料的特點，例如：高強度、高塑性、高延展性等，淋漓盡致體現(xiàn)在建筑中，有效提高了建筑穩(wěn)定性、質(zhì)量、抗震效果。

2.3? 貫徹落實了環(huán)保節(jié)能理念

裝配式建筑全過程操作均能夠體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能理念。施工材料主要以加工廠加工完成的預(yù)制品部件為主，現(xiàn)場施工僅是嚴(yán)格按照施工圖紙進行安裝即可，一方面降低了現(xiàn)場污染，例如：噪音污染、粉塵污染、水資源污染、建筑垃圾污染等;另一方面鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在后期改造及維修中，相比磚混結(jié)構(gòu)而言，操作更加簡單與便利，并且建筑垃圾可進行回收二次利用，真正意義上貫徹落實了環(huán)保節(jié)能理念，有助于推動建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3? 鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的具體應(yīng)用

3.1? 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)進步，會出現(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度高、重量輕、施工速度快和混凝土的抗壓強度高、防火性能好、抗側(cè)剛度大的特點結(jié)合起來。變形較小，舒適性好，且造價較低，易于推廣。

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，同時實施主屋面的拼裝，加快工程進度，降低工程造價，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，減少了臨時支架的使用，避免了設(shè)置臨時支架而增加工作量的問題，同時也節(jié)省了這方面的成本。由此可見，這種施工技術(shù)不僅優(yōu)化了工程造價，節(jié)省了時間，而且降低了能耗。在具體的施工過程中，應(yīng)該合理控制所有吊裝設(shè)備或頂升設(shè)備的垂直度和上升速度，減少施工和安裝誤差，使屋面受力點分布均勻，從而保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在提升時更加平衡。

3.3? 外圍護體系

外圍護體系按照構(gòu)造形式分類主要有砌塊式、條板式、大板式等。應(yīng)用比較廣泛的有幕墻、PC掛板等;但成本較高，只能應(yīng)用于高檔項目。為了推廣應(yīng)用，應(yīng)加強研發(fā)外圍護與保溫裝飾一體化產(chǎn)品，研發(fā)外墻板與鋼結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)，其連接節(jié)點更加適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)建筑。

3.4? 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，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，同時還應(yīng)進一步加強研發(fā)一體化產(chǎn)品及其與鋼結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)。

4? 結(jié)束語

綜上，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，加強鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用，以此推動綠色建筑事業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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