綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的應(yīng)用實踐

魏代軍

(甘肅省長城建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 蘭州 730000)

傳統(tǒng)建筑施工過程中,會涉及到混凝土澆筑等環(huán)節(jié),這極易引起環(huán)境污染問題,這一問題也導(dǎo)致建筑行業(yè)時常受人詬病。在這一基礎(chǔ)下,更多專業(yè)人才開始尋求施工的新方式,旨在進(jìn)一步迎合綠色理念,降低污染,同時提高建筑施工效果。綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)的開發(fā),使得建筑可以利用“拼裝”理念來完成施工,這一施工方式耗費時間短,操作較為簡便,且不容易引起污染,對其進(jìn)行應(yīng)用,加強(qiáng)研究,能夠進(jìn)一步促進(jìn)建筑水平的提高。

1 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系概述

1.1 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)建筑體系的區(qū)別

綠色裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的研究極大地推動了建筑行業(yè)的發(fā)展,這一研究在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上進(jìn)行,進(jìn)一步完成優(yōu)化,使得建筑體系有了更好的提升。當(dāng)下而言,這一結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)建筑之間主要有兩點不同。

首先在建筑工藝方面,綠色裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系往往采用的是先對構(gòu)件進(jìn)行加工再應(yīng)用于建筑工地的方式。而傳統(tǒng)建筑中多利用木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu),在建筑現(xiàn)場即可完成施工。

其次在能耗方面,鋼材料原本就具有較為良好的導(dǎo)熱性能,將其應(yīng)用于建筑工程之中,能夠進(jìn)一步提升建筑的散熱能力。從這一方面來講,這一建筑體系更加適用于溫度較高的地區(qū),能夠為人們的生活提供更多的便利。

1.2 適用范圍

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有其自身的獨特性,所以難以將其應(yīng)用于所有建筑之中。例如鋼這一材料極易受到雨水或者是光照的侵襲,所以很難將其應(yīng)用于戶外結(jié)構(gòu)之中,若真將其用于戶外,容易被腐蝕,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,甚至?xí)榻窈笫褂寐裣螺^大的安全風(fēng)險。當(dāng)下適用于這一體系的建筑有路橋骨梁、建筑總體架構(gòu)等等。例如將其應(yīng)用于建筑總體架構(gòu)之中時,能夠有效提高建筑的震動適應(yīng)性。

一般來講,現(xiàn)代化建筑多需要高度的承受力,有著較大的重力負(fù)荷,若是出現(xiàn)地震等事故,相關(guān)建筑難以適應(yīng)這一壓力,容易出現(xiàn)坍塌事故。若是應(yīng)用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu),雖然不會增強(qiáng)其抗震能力,但對于一些小型震動能夠增強(qiáng)適應(yīng)力,減少事故造成的損失。此外,路橋建設(shè)中多以混凝土作為主要材料,雖然整體強(qiáng)度能夠得到保證,但若是利用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系,可以加強(qiáng)其剛度,同時促進(jìn)其整體性能的提升。這能夠有效提高路橋的安全性,同時提升其使用價值[1]。

1.3 造價研究

對于綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)而言,將鋼這一材料作為建筑主要材料,雖然從單位造價來看,與傳統(tǒng)建筑相比有所提高,但整體而言,鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度更高,所以能夠有效減少材料的數(shù)量,進(jìn)一步降低建筑造價。

2 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的優(yōu)勢

2.1 抗壓能力強(qiáng)

在常見的建筑中,最常用的兩種建筑結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)以及鋼混結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)往往將鋼作為主要建材,而鋼混結(jié)構(gòu)則是將鋼材與混凝土進(jìn)行結(jié)合使用。這兩種結(jié)構(gòu)在使用方面具有較多差異性。其中混凝土的抗壓、抗拉能力比之鋼材要更差一些,所以在建筑中會更多的偏向于使用鋼材。對于部分跨度較大的建筑來講,鋼材特有的抗壓性能夠有效促進(jìn)建筑空間的擴(kuò)展,所以更容易布置建筑結(jié)構(gòu),與鋼混結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)更具有方便性[2]。

2.2 環(huán)境污染小

利用綠色裝配式結(jié)構(gòu)建筑體系能夠有效減少環(huán)境污染,這一優(yōu)點使其正好貼合了當(dāng)下所暢行的環(huán)保理念,能夠有效促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從工程建設(shè)方面來件,這一體系不需要在施工場地直接加工,而是需要將預(yù)制的構(gòu)件進(jìn)行組裝之后應(yīng)用于建筑中,這一過程并不會導(dǎo)致環(huán)境污染。此外綠色裝配式結(jié)構(gòu)建筑體系以拼裝建筑為主,并不會產(chǎn)生較多噪音,對于周圍居民的生活不會產(chǎn)生較多影響。

2.3 可循環(huán)利用

綠色裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系之中所用到的鋼材占比非常大,而鋼材具有較強(qiáng)的可回收率,這就使得這一建筑具有較強(qiáng)的可循環(huán)使用的優(yōu)勢。同時這一體系應(yīng)用過程中能夠減少垃圾產(chǎn)生,碳排放方面也不會超標(biāo),使得該建筑體系能夠符合低碳環(huán)保要求。

2.4 提升性能耐久性

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)之中,其中圍護(hù)墻體和構(gòu)造多采用的是交叉應(yīng)用的方式,這能夠有效提高其性能的耐久性。這一過程借用了幕墻的建設(shè)方式,同時對外墻保溫與裝飾的方式進(jìn)行了分析研究,最終采用了保溫裝飾一體化的建設(shè)體系,以此加強(qiáng)了建筑的保溫隔熱性能。另外在實際使用過程中,能夠依據(jù)北方與南方的氣候差異進(jìn)行針對性建設(shè),為人們的生活提供了極大的便利。同時這一方式能夠進(jìn)一步保證建筑質(zhì)量。

2.5 節(jié)約用鋼量

利用鋼預(yù)制方式建設(shè)新型樓梯,能夠有效節(jié)省鋼材用量,進(jìn)一步提高建筑效果。例如借鑒混凝土的建筑方式,將鋼架在梁上加強(qiáng)支撐,能夠有效保證樓梯建設(shè)不依賴于樓板,同時加強(qiáng)螺栓固定,能夠有效節(jié)省人力,材料使用方面也有所節(jié)省。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系應(yīng)用流程

3.1 圖紙設(shè)計

圖紙設(shè)計對于之后建筑工作有著較強(qiáng)的指導(dǎo)作用,這一環(huán)節(jié)也是整個建筑中的關(guān)鍵點所在,直接影響后續(xù)工作的推進(jìn)。綠色裝配式建筑體系中所涉及到的圖紙設(shè)計與傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計有所不同,這一體系之下圖紙設(shè)計中必須將所有會用到的構(gòu)件全部列出,同時對每個構(gòu)件的規(guī)格加以明確。此外,涉及單個構(gòu)件時,還需考慮到這一構(gòu)件與其他結(jié)構(gòu)之間的連接,進(jìn)行整體設(shè)計。因為裝配建筑之中還需將所有構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一拼裝連接,所以還需保證構(gòu)件連接的完整性,否則會影響到拼接工作,導(dǎo)致工期無法正常推進(jìn)。此外為了進(jìn)一步保證建筑之后管線的有序性,還需加強(qiáng)對管線規(guī)劃渠的設(shè)計[3]。

3.2 預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)

在完成圖紙設(shè)計之后,需根據(jù)圖紙對預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)。這一過程中,需要相關(guān)生產(chǎn)人員明確圖紙要求,同時在生產(chǎn)結(jié)束之后對構(gòu)件加以檢查,若是發(fā)現(xiàn)其中存在著缺陷或者是具有尺寸偏差等問題,還需重新生產(chǎn)。要注意的是,在這一過程中往往會用到較多的人力,這也會容易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中具有較多的誤差,生產(chǎn)質(zhì)量存在著較多不穩(wěn)定性。所以為了進(jìn)一步降低誤差,減少失誤。相關(guān)工作人員可以先構(gòu)建出較設(shè)計圖紙更大的模板,并由此來對模板進(jìn)行處理,為之后的工作指明方向。此外,在鋼結(jié)構(gòu)制作之后,還需對其加以合理保存,同時要注意其養(yǎng)護(hù)工作。在存放時需要保證鋼結(jié)構(gòu)不可直接接觸地面,距離地面至少1m,以防止鋼材生銹。相關(guān)工作人員也需定期對鋼材進(jìn)行檢查,對存儲地點進(jìn)行清潔,防止鋼材出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.3 構(gòu)件運輸

將制作好的鋼結(jié)構(gòu)運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的過程中,還需考慮到鋼結(jié)構(gòu)的完好性,運輸過程中極易受到周圍環(huán)境或者是其他因素的影響。其中最主要的原因有兩個,其一是在裝卸過程中鋼結(jié)構(gòu)與周圍的物體發(fā)生了碰撞,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)受損。其二是運輸過程中車輛會產(chǎn)生晃動,最終導(dǎo)致構(gòu)件之間有所摩擦,造成損壞。針對這兩點,還需進(jìn)一步完善運輸工作。相關(guān)工作人員可以在裝車之前,將鋼結(jié)構(gòu)用草繩等進(jìn)行包裹,保證在碰撞過程中鋼結(jié)構(gòu)能夠得以緩沖,防止碰撞受損。此外可以在運輸時在鋼結(jié)構(gòu)上安裝構(gòu)建固定結(jié)構(gòu),以此減少晃動。在運輸過程中,也可以安排相關(guān)工作人員對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行照看,以防止構(gòu)建運輸中出現(xiàn)的損壞[4]。

3.4 裝配與固定

裝配與固定施工同樣是建筑過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這一環(huán)節(jié)下的施工還需先對圖紙加以研究,最終保證施工順序的準(zhǔn)確性,合理裝配鋼結(jié)構(gòu)。一般來講,在拼裝過程中需要先對其基礎(chǔ)加以搭建,之后再對其上部結(jié)構(gòu)加以拼裝。在拼裝的每個階段完成之后,都需要對其加以檢查,同時對每個構(gòu)件進(jìn)行合理固定。必須要在固定完成之后進(jìn)行下一個環(huán)節(jié)的拼裝。例如在基礎(chǔ)構(gòu)件拼裝完成之后,需要利用鋼筋等材料進(jìn)行構(gòu)件的固定,不過在構(gòu)件固定材料的選擇方面,不可隨意選擇,還需根據(jù)設(shè)計圖紙選用合適的固定連接件。同時在操作過程中,需要保證連接操作的合理性。再者,鋼結(jié)構(gòu)拼接完成之后,需進(jìn)行整體測試,以保證建筑結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定且安全的,若是測試過程中發(fā)現(xiàn)問題還需及時處理。

3.5 測試與防滲

在構(gòu)件拼裝初步測試之后,還需進(jìn)一步加強(qiáng)測試,以便保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,兩次測試能夠進(jìn)一步對建筑質(zhì)量加以保證。除此之外,在保證建筑的穩(wěn)定性之后,還需對其加強(qiáng)防護(hù)。因綠色裝配式建筑在拼裝之后容易產(chǎn)生縫隙,若是長久使用,容易有滲水的現(xiàn)象發(fā)生。所以工作人員還需利用一些密封性較好的材料對縫隙加以處理,例如環(huán)氧樹脂等等。在進(jìn)行防滲操作之后,可以開展防水測試,以保證滲水系統(tǒng)的實效性。

4 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的具體應(yīng)用實踐

4.1 住宅建筑中的應(yīng)用

住宅建筑之中應(yīng)用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系,可以進(jìn)一步加強(qiáng)梁柱強(qiáng)度,具體而言,將鋼管作為建筑核心,利用鋼管束,加上內(nèi)部混凝土的澆筑,能夠有效提高梁柱強(qiáng)度。一般來講,傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的使用會耗費較高的成本,且難以真正應(yīng)用于部分平面戶型之中,而利用鋼筋樓板,能夠有效解決這一問題。另外剪力墻在建設(shè)時,可以利用鋼束加以構(gòu)造,同時將混凝土灌注到鋼束之中使用,這能夠極大的加強(qiáng)其承重強(qiáng)度,同時能夠有效減少鋼材用量。一方面降低了成本,另一方面提高了建筑質(zhì)量。

4.2 商業(yè)建筑中的應(yīng)用

商業(yè)建筑與民用建筑之間有著較強(qiáng)的差異性,所以在進(jìn)行裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系建設(shè)時還需注重到其不同點。

一般來講,商業(yè)建筑之中多采用模塊化建筑體系,這一體系也就是說將預(yù)制與鋼材建設(shè)相結(jié)合,最終以模塊的形式呈現(xiàn)出來,并應(yīng)用于商業(yè)建筑之中。例如部分小型的方形建筑,可以用在商場閣段中進(jìn)行使用,這一建筑方式能夠有效加強(qiáng)安裝的便捷性。同時,在建筑中利用輕鋼結(jié)構(gòu),能夠有效降低建筑造價。不過在這一建設(shè)過程中,還需嚴(yán)格把控建筑質(zhì)量,從最初的設(shè)計到最后的安裝都需嚴(yán)格進(jìn)行審查,保證每一個建筑都是合格的。

5 結(jié)語

綜上所述,綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)雖然使用越來越廣泛,受到了越來越多建筑企業(yè)的認(rèn)可,但同樣有著其局限性,所以相關(guān)人員還需加強(qiáng)對這一結(jié)構(gòu)體系的研究,進(jìn)一步促進(jìn)建筑行業(yè)的綠色環(huán)保性。相對來講,裝配式鋼結(jié)構(gòu)比之傳統(tǒng)建筑有著更多的優(yōu)勢,我國建筑行業(yè)還需加強(qiáng)對這一結(jié)構(gòu)體系的研究應(yīng)用,利用這一體系提高建筑質(zhì)量,減少環(huán)境污染,為我國建筑行業(yè)今后的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。