鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

賈雄飛

摘 ? ?要：現(xiàn)階段，裝配式建筑和施工體系被廣泛用于建筑行業(yè)的施工過程，不僅使得建筑工程項目穩(wěn)定性能和安全性能大大提高，而且在縮短施工工期的同時，極大地節(jié)約了工程的成本，具有非常積極的社會效益和經(jīng)濟效益。同時，鋼結(jié)構(gòu)是裝配式建筑施工體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究和探析其施工技術(shù)與施工管理措施是極為重要的。在實際的作業(yè)過程中，相關(guān)的技術(shù)人員和作業(yè)人員務(wù)必重視鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和施工管理措施，進而達到促進行業(yè)發(fā)展，推動行業(yè)進步的最終目的。

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

1 ?引言

與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在節(jié)能環(huán)保方面具有很好的優(yōu)勢，而且能夠較快的施工，是未來建筑發(fā)展的方向。鋼結(jié)構(gòu)自身抗震性能好、強度較大，應(yīng)用到裝配式建筑中，能夠使建筑物的承載力得到較好的提升。

2 ?裝配式建筑工程鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用的必要性研究

2.1 ?鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)保障施工設(shè)計的合理性

在建筑工程項目的施工過程中，施工方案的規(guī)劃設(shè)計是非常重要的，設(shè)計工作是否合理直接決定了工程項目是否合理。一個具備合理性、嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性的施工方案，不僅能提高施工的質(zhì)量，而且保障了每個階段的施工都能夠有效益、有意義。但是，傳統(tǒng)形式下的施工設(shè)計存在著一定的局限性，具體體現(xiàn)在無法進行協(xié)同化設(shè)計，這不但導(dǎo)致工程的規(guī)劃容易脫離實際，設(shè)計的方案容易出錯;還使得工程后期的運維階段存在問題，給工程項目帶來安全隱患。由此，裝配式建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)運而生，它的存在使得施工規(guī)劃和方案設(shè)計有了新的方式。這種新方式體現(xiàn)在為設(shè)計工作提供模擬平臺，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)能夠應(yīng)用BIM（建筑信息模型）技術(shù)進行具象化設(shè)計，在提供模型平臺提高協(xié)同性的基礎(chǔ)上，設(shè)計工作更加準(zhǔn)確和合理，進而促使設(shè)計工作能夠為工程的建設(shè)服務(wù)，為項目的質(zhì)量服務(wù)。

2.2 ?鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)保障工程項目的穩(wěn)定性

鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)保障工程項目的穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在兩個方面，即：施工過程穩(wěn)定和使用過程穩(wěn)定。就施工過程穩(wěn)定而言，前文已經(jīng)提到，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)采用BIM技術(shù)，這種技術(shù)不但能夠保障工程設(shè)計的合理性，還提高了設(shè)計方案的準(zhǔn)確性。這主要是因為BIM技術(shù)能夠嚴(yán)格把關(guān)每一道程序，并且能夠全程監(jiān)管施工過程，進而提高了施工的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)了建筑行業(yè)的有序發(fā)展和健康發(fā)展。就使用過程穩(wěn)定而言，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)作為裝配式建筑，乃至整個建筑行業(yè)施工過程中常用的技術(shù)形式，其作業(yè)和施工過程是不會因外界因素而出現(xiàn)工程問題的。加之在鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用下，建筑過程中的材料質(zhì)量和性能有保障。

3 ?裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工要點

3.1 ?桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）理清設(shè)計思路，桁架結(jié)構(gòu)的上弦桿及下弦桿均采用角鋼來制作，腹桿與上下弦桿之間需使用焊接工藝進行連接。同時，為了保證混凝土澆筑后整個構(gòu)件具有良好的平整性，需根據(jù)項目實際參數(shù)對上弦桿進行起拱。（2）對于鋼結(jié)構(gòu)的布置工作也要給予高度關(guān)注，針對裝配式建筑而言，柱網(wǎng)的尺寸要達到4800mm×3300mm，每一個樓板構(gòu)件的尺寸要達到1000mm×1500mm，針對3300mm的跨桁架要采用之字形布置方式。（3）建立科學(xué)的結(jié)構(gòu)傳力系統(tǒng)，在混凝土澆筑后，其自身、鋼筋以及模板的重量都會經(jīng)桁架傳遞給主梁構(gòu)件。通過主梁構(gòu)件傳遞給分散在各部位的鋼材支柱，并且借助支柱向下傳遞。

3.2 ?墻體隔聲

墻體隔聲效果的好壞是衡量一座建筑物實用性的一個重要指標(biāo)。當(dāng)前建筑工程中所用到的墻體結(jié)構(gòu)質(zhì)量越發(fā)輕巧，建筑工藝也非常簡單，但是其隔聲的效果卻不理想。特別是對于住宅型建筑而言，如果沒有很好的隔聲措施，則會嚴(yán)重影響居民生活，產(chǎn)生一系列的社會問題。對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)而言，如何解決墻體隔聲問題就成了該技術(shù)能否進行大范圍普及的關(guān)鍵因素。通過對噪聲傳播方式的分析，工作人員從制作墻體的材料及墻體結(jié)構(gòu)2個方面出發(fā)減少噪聲的傳播。一方面在墻體材質(zhì)選擇方面使用石膏板+巖棉的方式對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行包裹。另一方面采用ALC對墻面進行拼縫處理。經(jīng)試驗證明，這2種方式的組合運用可起到很好的隔聲效果。

3.3 ?BIM技術(shù)全過程運用

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項目施工過程中，使用BIM能讓該技術(shù)的各個子環(huán)節(jié)施工的量化程度提升，同時也可以加強各環(huán)節(jié)之間的連接效果。借助BIM技術(shù)搭建起一個統(tǒng)一的設(shè)計、制造、施工可視化管理平臺。從宏觀角度來看，可以提升整個項目的量化程度，使施工單位更為深入地把控各個施工環(huán)節(jié)。借助于全過程BIM管理，能實現(xiàn)對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選擇、分類、編碼以及創(chuàng)建信息的工作，讓相關(guān)工作人員可以按設(shè)計圖紙制作出相應(yīng)的BIM模型，對于BIM模型進行各種模擬碰撞試驗，通過試驗得到的數(shù)據(jù)對設(shè)計方案進行優(yōu)化，提升建設(shè)項目的安全性、穩(wěn)定性及實用價值。

4 ?裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展趨勢

4.1 ?鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的問題

裝配式建筑的發(fā)展由于處在初級階段，對于施工建設(shè)，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，裝配式建筑的鋼結(jié)構(gòu)在構(gòu)件的設(shè)計及施工中的問題，對于預(yù)制混凝土的構(gòu)件有現(xiàn)場澆筑節(jié)點的問題，這些都使得裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑涵蓋的專業(yè)內(nèi)容較多，對于這種形式的建筑不管是在設(shè)計中還是在施工中，都需要多專業(yè)體系結(jié)合，所以，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)還需要建立信息化的模型，使相關(guān)的信息能夠融合為一體，這樣建筑建設(shè)才能更加順利。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的成本增加了構(gòu)件運輸?shù)馁M用、構(gòu)件加工的費用等，這在成本管控方面短時間內(nèi)沒有應(yīng)用優(yōu)勢，同時由于建造經(jīng)驗有限，在現(xiàn)場的裝配安裝技術(shù)還需要不斷的提升。這種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式，相比較傳統(tǒng)的建筑工程建設(shè)來講，在設(shè)計、構(gòu)筑物的建造以及現(xiàn)場施工方面差別都非常大，施工人員以及設(shè)計人員對于建筑形式的相關(guān)知識和技能的掌握還有所不足。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的專業(yè)人才較為缺乏，由于建筑形式的新興，有關(guān)于這方面具體的研究相對也較少。

4.2 ?未來的發(fā)展

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在未來的發(fā)展中，會更加突出綠色環(huán)保的觀念，在材料的使用方面盡可能應(yīng)用環(huán)保型的原材料，比如保溫墻體、節(jié)能門窗等。設(shè)計人員需要積極的引入新的建筑結(jié)構(gòu)，對于建筑人員需要加強新技術(shù)的培訓(xùn)，對這種新的建筑形式建設(shè)的有關(guān)流程和規(guī)范進行統(tǒng)一，以使裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)質(zhì)量得到有效的提升。完善建立關(guān)于裝配式建筑建設(shè)的質(zhì)量和安全監(jiān)管機制，使管理人員能夠有具體的文件指導(dǎo)，明確管理工作具體的內(nèi)容，更好的推進裝配式建筑的建設(shè)。另外，還要充分的利用BIM技術(shù)，發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，使裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工的精準(zhǔn)性得以提高。要想使裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)得到更為廣泛的使用，還需要加強對其示范性工作的建設(shè)，政府有關(guān)部門可以加強政策優(yōu)惠，對項目的推廣設(shè)置一定的補貼標(biāo)準(zhǔn)。投資建設(shè)試點建筑，將裝配式鋼結(jié)構(gòu)作為招投標(biāo)的重點條件，由公用建筑建設(shè)向商業(yè)以及住宅建筑進行推廣。由于建筑構(gòu)件的統(tǒng)一加工制造，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑未來會形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在技術(shù)水平不斷提高的同時，建設(shè)成本會逐漸得到良好控制，對于社會可以帶來更好的綜合效益。

5 ?結(jié)束語

總而言之，在裝配式住宅中，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮著極為重要的作用，在建筑中運用這種鋼結(jié)構(gòu)體系能夠合理地促進建筑住宅的有效轉(zhuǎn)型以及發(fā)展，并且可以幫助社會節(jié)能減排，獲得技術(shù)創(chuàng)新，同時幫助企業(yè)開拓市場，繼而加速中國住宅產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展速度，同時促進我國建筑業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻：

[1] 胡泊，劉冰，韋凱杰.鋼結(jié)構(gòu)建筑在裝配式建筑發(fā)展過程中的優(yōu)勢[J].福建建材，2020（2）：31～32+106.

[2] 李聞達.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑新型復(fù)合墻板研發(fā)及構(gòu)造技術(shù)研究[D].山東建筑大學(xué)，2019.