裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究

王臻 楊偉

裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好的特點(diǎn)，目前具有較好的市場應(yīng)用前景。但是考慮到國內(nèi)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)方面沒有專業(yè)化的水準(zhǔn)，不管是在理論方面還是在實(shí)踐技術(shù)支持層面，都缺乏專門的模塊化應(yīng)用，基本上處于盲目跟風(fēng)的狀態(tài)，加上成本較高、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題，并不能真正地發(fā)揮工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢。若可以通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)來基于當(dāng)?shù)鼐用竦膶?shí)際需要加以設(shè)計(jì)，在成本上進(jìn)行控制，流程作業(yè)保留核心環(huán)節(jié)，這樣在住宅建筑中輕鋼結(jié)構(gòu)施工將占據(jù)較大的市場份額。

鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用于建筑項(xiàng)目，具有易拼裝、機(jī)械加工性能強(qiáng)等顯著優(yōu)勢，伴隨著數(shù)據(jù)化、信息化、裝配化趨勢的快速發(fā)展，將更好地朝著創(chuàng)新、綠色、開放的方向發(fā)展。縱觀整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑市場，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑作為其重要分支，在實(shí)際施工中，因?yàn)檎麄€(gè)施工環(huán)節(jié)處于無火、無水、無塵的環(huán)境，可達(dá)到綠色環(huán)保的建筑標(biāo)準(zhǔn)。輕鋼建筑可實(shí)現(xiàn)裝配式施工，具有較高的工業(yè)化水平，其后續(xù)回收率高達(dá)90%以上，完全符合當(dāng)前我國的基本國情，同時(shí)可最大程度上減少碳排放，滿足了綠色建筑與產(chǎn)業(yè)綠色化的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。要看到的是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑作為一種節(jié)能綠色產(chǎn)業(yè)，符合國家政策的要求，同時(shí)迎來重大的發(fā)展機(jī)遇，將具有更為廣闊的市場發(fā)展前景[1]。

1.裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)及構(gòu)造闡述

1.1 裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)體系概述

根據(jù)裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)體系的具體要求來看，針對(duì)鋼柱往往使用的是高頻焊接H 型鋼，而鋼梁也采取這一方法。而槽鋼可作為支撐架來使用，或者是使用H 型鋼同樣能達(dá)到這一效果。要確保輕鋼建筑的框架結(jié)構(gòu)，一般采用螺栓或焊接來實(shí)現(xiàn)這一目的，前提是使用外包防火薄板來對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行處理[2]。

1.2 裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)體系的主體結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

1.2.1 主要的裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)體系

1.2.1.1 框架-剪力墻體系

框架-剪力墻體系耗費(fèi)較低，且自重比較輕，用戶可獲得較大的空間利用率。同時(shí)框架-剪力墻體系不管是在承載性還是在抗震性方面均具有較好的效果，能滿足三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。不過基于目前的情況來看，實(shí)際運(yùn)用較為狹窄。

1.2.1.2 框架-支撐體系

框架-支撐體系主要以框架結(jié)構(gòu)為支撐結(jié)構(gòu)，然后在其中增加斜向支撐進(jìn)行形成支撐結(jié)構(gòu)體系。不同的支撐形式，體系名稱不同，常見的框架—支撐體系主要有兩種，一種是鋼框架—中心支撐體系，另一種是鋼框架—偏心支撐體系，其中鋼框架—偏心支撐體系已成為高層鋼結(jié)構(gòu)的一種重要形式。

1.2.2 墻板之間的連接構(gòu)造及板縫處理

1.2.2.1 墻板的布置方式

一般來說，往往會(huì)選取橫放、豎放作為布置墻板的辦法。其中豎放主要是指墻面與水平面保持90°的位置，施工中鋼結(jié)構(gòu)采取這種方法；橫放則是指墻板與水平面保持平行，這類做法在施工中是較為獨(dú)特的做法。

1.2.2.2 墻板連接及板縫處理方式

彈性連接與剛性連接目前是墻板與墻面連接的常見的方法，其一為剛性連接，主要是指在若干個(gè)墻板中采取焊接的方法使之成為一個(gè)整體，不過此類方法存在其不足，主要表現(xiàn)為當(dāng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在移位時(shí)，更大的應(yīng)力需要墻板來承受，如果墻板無法承受這一力度，則會(huì)出現(xiàn)變形等問題[3]。

2.裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量監(jiān)管方面存在的問題

2.1 裝配式輕鋼建筑結(jié)構(gòu)體系不夠完善

其中包含圍護(hù)結(jié)構(gòu)灌漿聯(lián)合、疊合板面粘結(jié)程度等重要問題沒有行之有效的方式和相聯(lián)系的配套手段，單純利用最終的檢查結(jié)果，很難保障連接點(diǎn)是否絕對(duì)安全；針對(duì)工作中的部分檢驗(yàn)和最終完工時(shí)的驗(yàn)收，單純利用各類材料的記錄和有關(guān)資料，無法保證整體結(jié)構(gòu)的正確性和穩(wěn)定性，也就是說，不能對(duì)結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行評(píng)估，從而確定該結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)意圖是否相符。

2.2 部分生產(chǎn)企業(yè)并不具備所有的資質(zhì)

我國曾針對(duì)該問題頒布了有關(guān)建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)入的相關(guān)條例，其中，明確說明不再設(shè)定混凝土預(yù)制構(gòu)件的有關(guān)資質(zhì)。目前，鄭州市擁有4 家裝配式構(gòu)件的公司，但這些公司只具備營業(yè)執(zhí)照，仍沒有制定嚴(yán)格的指標(biāo)，對(duì)于該領(lǐng)域的進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)比較低，預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，以上問題均對(duì)建造和檢驗(yàn)兩大環(huán)節(jié)有嚴(yán)重影響[4]。

2.3 從事員工資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不明確

建筑研發(fā)、生產(chǎn)、安裝等部門都面臨高級(jí)技術(shù)人才稀少的問題，這也成為影響該領(lǐng)域持續(xù)進(jìn)步的重要因素。從最新頒布的各類條例中可以看出，提高產(chǎn)業(yè)員工技術(shù)水平迫在眉睫，積極開展建筑內(nèi)容培訓(xùn)至關(guān)重要，引進(jìn)多方面類型創(chuàng)新人才，各領(lǐng)域的員工必須具備準(zhǔn)入資格?，F(xiàn)如今，針對(duì)不同部門員工需要具備何種證書以及此類證書由什么部門負(fù)責(zé)頒布，都需要繼續(xù)研究確定[5]。

2.4 產(chǎn)品生產(chǎn)過程不夠標(biāo)準(zhǔn)

在混凝土建筑生產(chǎn)過程中，需眾多環(huán)節(jié)的配合，比如設(shè)計(jì)部門、生產(chǎn)部門、運(yùn)輸部門等，但我國目前的生產(chǎn)模式比較死板，各個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不集中，缺少有效銜接。例如，鄭州市的構(gòu)件生產(chǎn)基地比較稀缺，它們通常建在郊區(qū)，距離偏遠(yuǎn)，因此交通運(yùn)輸費(fèi)用較高，所需要投入的資金量較大，而鄭州市在該領(lǐng)域的市場容量是很廣闊的，當(dāng)需求量增加時(shí)，將面臨供不應(yīng)求的現(xiàn)象，這對(duì)于裝配式建筑行業(yè)發(fā)展極為不利。

3.裝配式輕型鋼住宅質(zhì)量監(jiān)管方面的建議

3.1 建立新形勢下的工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制

裝配式輕鋼建筑產(chǎn)業(yè)中，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)兩部門影響著整體工程質(zhì)量，也就是說，建設(shè)行政主管的監(jiān)督工作需要包含生產(chǎn)和施工兩方面，必須確保這兩方面的監(jiān)管到位。

監(jiān)督單位必須建立嚴(yán)格的審查標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)督計(jì)劃。結(jié)合裝配式結(jié)構(gòu)的工作要求，完善監(jiān)管生產(chǎn)和施工兩方面監(jiān)管的頻率、檢查要素、重要材料和產(chǎn)品驗(yàn)收等相關(guān)問題，要求監(jiān)督人員嚴(yán)格按照計(jì)劃方針展開檢查。

質(zhì)量監(jiān)督者必須深入了解所負(fù)責(zé)工程的特點(diǎn)和問題，針對(duì)重點(diǎn)部位和有可能面臨的問題預(yù)先提出，例如設(shè)計(jì)部門應(yīng)結(jié)合該工程整體特點(diǎn)展開交底、預(yù)制構(gòu)件進(jìn)一步完善和不同專業(yè)施工圖紙的有效銜接結(jié)合、提高生產(chǎn)工作中原材料把控、構(gòu)件質(zhì)量檢查、重要部位的過程把控、關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)性能監(jiān)察等，提前將問題通知不同負(fù)責(zé)部門，可以更加有效工作并采取針對(duì)性舉措[6]。提高各類生產(chǎn)廠家和參與工程建設(shè)責(zé)任主體的監(jiān)管力度。生產(chǎn)廠家需要有完善的設(shè)施，確保質(zhì)量檢查過關(guān)，以及具備適合的監(jiān)測方案和質(zhì)量檢查體系，完善責(zé)任負(fù)責(zé)制和材料檢測流程、針對(duì)自檢交接更要從內(nèi)部抓起。

3.2 加強(qiáng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)管

管理者必須注意質(zhì)量檢查，當(dāng)要進(jìn)行監(jiān)督交底工作時(shí)，需要及時(shí)通知不同部門深化設(shè)計(jì)的重要程度和嚴(yán)重性，認(rèn)真執(zhí)行工程審查制度，沒有合格標(biāo)準(zhǔn)的圖紙絕不能成為施工的憑借。

3.3 加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)管

預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量嚴(yán)重影響著施工的整體安全程度和持久性，建筑公司可以結(jié)合第三方監(jiān)理公司進(jìn)入工廠展開持續(xù)監(jiān)管。構(gòu)件制作企業(yè)必須具備國家準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，擁有完善的生產(chǎn)流程設(shè)施，保證質(zhì)量和安全過關(guān)，并制定合理的監(jiān)管制度和管理方式。對(duì)于生產(chǎn)廠家來說，必須確保認(rèn)真執(zhí)行負(fù)責(zé)人帶班制度，積極開展工程例會(huì)，提升工作效率。

3.4 加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)管

在建筑行業(yè)中，工程實(shí)施過程中的質(zhì)量問題尤為關(guān)鍵，其中就包括裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)。在施工過程中，必須按照省市工程質(zhì)量制定的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求內(nèi)部工作，使得產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，標(biāo)識(shí)齊全。施工過程的控制應(yīng)該密切聯(lián)系有關(guān)單位的具體要求，包括住建部和省住建廳工程質(zhì)量治理的相關(guān)計(jì)劃等，充分利用裝配式結(jié)構(gòu)的特征。提前設(shè)置施工計(jì)劃并制定監(jiān)管方案，可以在正式施工前有效避免眾多問題，重點(diǎn)把控施工單位和監(jiān)理部門兩方面的工作。

4.結(jié)論

由于城市化不斷發(fā)展，綜合考慮該地區(qū)的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，利用冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)理論形式展開設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化流程，可以不斷適應(yīng)各類用戶的多樣化需求；結(jié)合本地區(qū)傳統(tǒng)材料和綠色成分與輕鋼結(jié)構(gòu)建筑充分結(jié)合，發(fā)揮輕鋼式結(jié)構(gòu)具備的獨(dú)特優(yōu)勢和特點(diǎn)，將這種建筑風(fēng)格與當(dāng)?shù)仄毡榈慕ㄖ嘟Y(jié)合。因?yàn)榻ㄔ斐杀臼艿絿?yán)格控制，很多價(jià)格偏高的綠色材料沒有在設(shè)計(jì)時(shí)利用，不得不選擇性價(jià)比更加適合的材料，但隨著時(shí)代的變化和建筑領(lǐng)域的健康發(fā)展，必定會(huì)有眾多性價(jià)比極高的產(chǎn)品或材料應(yīng)用于民居設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步提高建筑的舒適度和質(zhì)量。