裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展與應(yīng)用探討

田昭勇 戰(zhàn)小康

1.青島精合成慧產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)有限公司 山東青島 266100

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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(shì)，而且能夠較快的施工，是未來(lái)建筑發(fā)展的方向。鋼結(jié)構(gòu)自身抗震性能好、強(qiáng)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。

1 裝配式建筑概述

在建筑工程的不斷發(fā)展中，施工技術(shù)也在逐漸的進(jìn)步，新的建筑形式與材料在工程建設(shè)中的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)工程在建筑時(shí)的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問(wèn)題得以有效解決?？蚣芙Y(jié)構(gòu)形式能夠增強(qiáng)建筑物的承載能力，施工的速度也得到了較大的提高，對(duì)于推動(dòng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型起到了重要作用。裝配式建筑主要是在工廠中加工制造構(gòu)件，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的大量操作，預(yù)先制作好構(gòu)件后運(yùn)到工地現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)一定的連接方式在工地進(jìn)行安裝。這種新型的建筑結(jié)構(gòu)使施工建設(shè)的速度得到加快，而且減小了施工難度，對(duì)環(huán)境的破壞較小。如果是在冬季進(jìn)行建設(shè)，傳統(tǒng)的混凝土澆筑在施工現(xiàn)場(chǎng)受到溫度的影響，強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)不足，但是，在工廠加工建筑構(gòu)件，相關(guān)的數(shù)據(jù)信息可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，然后進(jìn)行預(yù)先制造，建筑構(gòu)件的質(zhì)量可以得到有效的保障。在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)件連接組合時(shí)，能夠減少大氣污染、噪音污染等，是一種節(jié)能環(huán)保的建筑形式。

2 裝配式建筑中鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

目前常見的裝配式建筑形式主要有裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制集裝箱式房屋、裝配式木結(jié)構(gòu)和裝配式鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，在民用建筑中的應(yīng)用也在逐步增加，鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中應(yīng)用的受力構(gòu)件是預(yù)制式，可以使鋼結(jié)構(gòu)的剛度增強(qiáng)，從而得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1 重量輕、抗震效果好

鋼結(jié)構(gòu)自身具有較好的優(yōu)越性，在制作建筑構(gòu)件時(shí)，相比較其它建筑材料，自身重量很輕，具有很好的抗震性。在鋼結(jié)構(gòu)中常用的鋼構(gòu)件有薄壁鋼管和熱軋型鋼，在慣性矩相同時(shí)其重量較輕，既能夠滿足強(qiáng)度要求又可以減少結(jié)構(gòu)自重，因此適合用作裝配式鋼結(jié)構(gòu)的主要承重部件。另外，裝配式建筑中的外墻、隔墻、樓面板都可以采用質(zhì)量較輕的建筑材料，荷載較小，減少對(duì)主要承重構(gòu)件的影響。此外，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑可以充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、塑性和韌性好的特點(diǎn)，提高了建筑的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，增強(qiáng)建筑的抗震性能。

2.2 符合綠色建筑的要求

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑和傳統(tǒng)的混凝土建筑相比，能夠明顯地減少施工過(guò)程中產(chǎn)生的光污染、水污染、大氣污染等，減少建筑垃圾的排放，降低能源損耗，因此不會(huì)給周圍的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。此外，由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行生產(chǎn)的，因此在完成使用功能后很多構(gòu)件還可以拆除運(yùn)用在其他的建筑中。實(shí)現(xiàn)資源再利用的目的，節(jié)約成本，成為真正意義上的綠色建筑。

2.3 綜合效益較好

由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)件承載能力強(qiáng)、截面面積較小，節(jié)約了大量的鋼材和混凝土，并且可以降低建筑工程基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用。此外，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中的鋼構(gòu)件和混凝土預(yù)制構(gòu)件都可以在工廠預(yù)先加工完成，在很大程度上加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了時(shí)間成本，構(gòu)件的質(zhì)量也可以得到保證，減少了施工過(guò)程中由于構(gòu)件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成的返工費(fèi)用，所以裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有較好的綜合效益。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 鋼結(jié)構(gòu)在發(fā)展中存在的問(wèn)題

由于裝配式建筑的發(fā)展還處于初級(jí)階段，對(duì)于施工建設(shè)，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)于這種形式的建筑不管是在設(shè)計(jì)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。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(lái)講，在設(shè)計(jì)、構(gòu)筑物的建造以及現(xiàn)場(chǎng)施工方面差別都非常大，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(duì)也較少。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)未來(lái)趨勢(shì)的發(fā)展

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在未來(lái)的發(fā)展中，會(huì)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(jì)人員需要積極的引入新的建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)于建筑人員需要加強(qiáng)新技術(shù)的培訓(xùn)，對(duì)這種新的建筑形式建設(shè)的有關(guān)流程和規(guī)范進(jìn)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(jī)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(jìn)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(shì)，使裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工的精準(zhǔn)性得以提高。投資建設(shè)試點(diǎn)建筑，將裝配式鋼結(jié)構(gòu)作為招投標(biāo)的重點(diǎn)條件，由公用建筑建設(shè)向商業(yè)以及住宅建筑進(jìn)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(lái)會(huì)形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在技術(shù)水平不斷提高的同時(shí)，建設(shè)成本會(huì)逐漸得到良好控制，對(duì)于社會(huì)可以帶來(lái)更好的綜合效益。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)建筑工程建設(shè)的固定模式，推動(dòng)了建筑工程行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，在裝配式建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)，能夠加快建筑結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的目的。不過(guò)由于這種建筑形式的發(fā)展處在初級(jí)階段，仍然需要在設(shè)計(jì)、施工中不斷的加強(qiáng)研究，著力健全規(guī)范相關(guān)施工體系，探索如何保障施工現(xiàn)場(chǎng)秩序，從而有效發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。