淺談裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用*

鄧如意 蘇留鋒

(西南科技大學(xué)城市學(xué)院 四川 綿陽 621000)

改革開放以來，國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的重要支柱，推動了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于提高人民的生活質(zhì)量，但相對的，它也在一定程度上破壞了我國的生態(tài)環(huán)境。同時，隨著人民的生活水平不斷提高，開始追求綠色健康的生活環(huán)境，建筑行業(yè)就必須朝著綠色發(fā)展的方向改變，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑就是在這種情況下發(fā)展起來的。

1 鋼鐵在我國的運(yùn)用狀況

在古代時期，我國的金屬冶煉技術(shù)在當(dāng)時就已經(jīng)很發(fā)達(dá)了。商朝時期，我國就開始了冶煉青銅，西周時就開始冶煉生鐵，而生鐵是鋼的原材料。而歐洲地區(qū)是在14世紀(jì)發(fā)明了水力鼓風(fēng)爐以后才能鑄鐵，比我國晚了1 900多年。除此之外，我國的鋼材儲備和產(chǎn)量也是非常驚人的。早在1996年的時候，我國鋼材的產(chǎn)量就已經(jīng)突破1億t，成為當(dāng)時的世界第一位，也是從那時起，我國就開啟了鋼鐵大國的旅途；而如今到了2020年，我國正在邁向鋼鐵強(qiáng)國的行列。

2 在裝配式建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的特點分析

裝配式建筑指的是事先在工廠將施工現(xiàn)場需要的建筑構(gòu)件加工好以后，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過進(jìn)行可靠連接的方式，把分散的預(yù)制構(gòu)件組裝在一起形成整體建筑，通俗一點地說，就是把建筑構(gòu)件拼接在一起所形成的建筑。它的主要特點有：①滿足綠色建筑和綠色施工的要求，減少建筑場地施工垃圾，節(jié)省資源，降低對環(huán)境產(chǎn)生的污染。②該建筑修筑時，它的構(gòu)件已經(jīng)加工好，只需要到施工現(xiàn)場組裝就行?，F(xiàn)澆作業(yè)量大大減少，能有效縮短工期。③采用信息化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方式，生產(chǎn)效率提高，再加上工廠數(shù)字化管理，大幅度降低了成本。如今，裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的使用越來越多，國家對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的要求也越發(fā)嚴(yán)格，鋼結(jié)構(gòu)的各類規(guī)范和企業(yè)工法也基本齊全。這既規(guī)范了市場，又為消費(fèi)者提供了保障，同時，這也是對鋼結(jié)構(gòu)建筑的一種推廣，能夠讓更多人知道、了解鋼結(jié)構(gòu)建筑。

2.1 施工速度快，質(zhì)量有保證

裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程項目，大都是將施工期間用到的結(jié)構(gòu)構(gòu)件提前加工出來，再通過數(shù)控加工技術(shù)以及信息技術(shù)的相互配合，在建筑場地中進(jìn)行實際安裝施工，每一個安裝施工環(huán)節(jié)都有高端技術(shù)的輔助來完成，這種技術(shù)保證了施工品質(zhì)，同時也使安裝施工更加有序，進(jìn)而達(dá)到減少工期的效果。而且，裝配式鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場現(xiàn)澆施工較少，不受環(huán)境和季節(jié)影響，提前預(yù)制，現(xiàn)場組裝，能夠使工期更短，質(zhì)量更優(yōu)。

2.2 真實體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念

裝配式建筑施工的整個過程都能呈現(xiàn)出綠色環(huán)保的施工理念。建筑材料大都是提前在加工廠加工而成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，只需要在施工現(xiàn)場遵循安裝圖紙內(nèi)容將這些零散的構(gòu)件安裝完成即可，因此基本都是干作業(yè)施工，產(chǎn)出的廢棄物更少，使用起來更加健康。如此不但減少了在建筑場地中施工產(chǎn)生的各種污染，比方說灰塵污染、施工垃圾污染以及噪聲污染等。而且這種鋼結(jié)構(gòu)的建筑在日后維修與改建時候，與磚石混凝土結(jié)構(gòu)相比，其施工流程要簡捷很多。施工期間產(chǎn)生的廢料可以回收再使用，這樣更是有效的節(jié)約了資源，這才是將綠色環(huán)保施工理念真實的呈現(xiàn)了出來，有益于推進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)步。同時，鋼結(jié)構(gòu)建筑性能優(yōu)，能夠在修筑過程中節(jié)約能源，使用時也能減少一些不必要的消耗。

2.3 自重較輕，抗震能力好

其施工原材料大都是輕便的材料，對于建筑中的承重墻來說，使用的建筑材料大都是壁管較薄的鋼管，這樣的材料具備了自重輕、橫截面受力勻稱等優(yōu)點。所以鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑可以將施工材料的優(yōu)點全部地施展出來，相比混凝土結(jié)構(gòu)，其總體自重減輕了很多，同時還能把施工材料本身擁有的屬性，如強(qiáng)度高、延伸性好以及塑性優(yōu)良等特點都呈現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)里面，能夠很好地提升建筑的穩(wěn)固能力。鋼結(jié)構(gòu)多用于低層建筑，其中屋面大都做成了坡屋面，此屋面結(jié)構(gòu)做成三角型屋架體系，增強(qiáng)了它結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性是尤其突出的，8度以上地區(qū)也可以使用。在地震多發(fā)的臺灣地區(qū)，一般多層建筑倒塌的機(jī)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)建筑，因此臺灣當(dāng)局提出要求，對于多層房屋建筑，都得采用鋼結(jié)構(gòu)。

2.4 建筑布置靈活，較高集成化

對于建筑空間來說，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑能擴(kuò)大增加建筑里面的總體面積，同時不會用到太多的承重墻，所以能夠改善建筑內(nèi)部空間。相比于只使用混凝土的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的空間感，使人感覺空間會更加寬闊敞亮，其通風(fēng)透光效果明顯，可以使居住者更加舒適。

2.5 缺點

首先是造價，鋼結(jié)構(gòu)住宅造價比混凝土高10%左右，雖然鋼材的價格相比20世紀(jì)雖有所下降，但鋼材仍比水泥貴。而且在鋼材的生產(chǎn)過程中，耗能巨大，相比于隨處都可以找到原材料的混凝土結(jié)構(gòu)，它的生產(chǎn)更加復(fù)雜。其次，鋼結(jié)構(gòu)的致命弱點就是耐腐蝕性和耐火性，防腐防火全靠外涂層，剛剛新建成的建筑并沒有太大的問題，但十年之后，隨著時間的增長，鋼結(jié)構(gòu)外涂層會逐漸退化和脫落，鋼材就會失去表層的保護(hù)，隨之失去作用。它的整個建筑使用周期比混凝土建筑要短一些。而且建筑建成并投入使用之后，很難再重新對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴涂，使它在使用期間很難維護(hù)，無法增加使用時限。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)一旦溫度超過熔點，不會像鋼混結(jié)構(gòu)一樣有個緩沖期，結(jié)構(gòu)會瞬間破壞，比如911事件的雙子大廈。

3 未來前景

現(xiàn)在的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，在很多地方已經(jīng)快接近飽和，如果我們還想要繼續(xù)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)，可以從這三大領(lǐng)域入手，即海洋石油工程裝備、鋼結(jié)構(gòu)住宅、鋼結(jié)構(gòu)橋梁三個領(lǐng)域?！笆濉逼陂g，這些領(lǐng)域得到了政府的政策扶持，有機(jī)會實現(xiàn)產(chǎn)量的倍增，很有可能能夠再進(jìn)一步的發(fā)展。

隨著科技的不斷進(jìn)步，人類已經(jīng)完成了對陸地和天空的基本探索，現(xiàn)在的科技發(fā)展方向是以外太空和深海為主的。目前，人類對于海洋的探索已越發(fā)深入，相關(guān)的企業(yè)在不斷成立，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展，但這也需要整個產(chǎn)業(yè)的制造水平及制造規(guī)模都提高到一定的水平，所以今后針對該項目的研究會越來越多，前景大好。

除此之外，鋼材是綠色環(huán)保的產(chǎn)品，能夠重復(fù)利用，而且比混凝土結(jié)構(gòu)更容易回收處理，充分體現(xiàn)了我國各行各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展觀念，積極響應(yīng)國家的環(huán)境政策，努力為世界環(huán)境發(fā)展貢獻(xiàn)一份力。同時，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)其經(jīng)濟(jì)和技術(shù)具有優(yōu)越性，能夠適應(yīng)我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，也將成為我國市場上生機(jī)勃勃的新興產(chǎn)業(yè)之一。