導語：裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)應用探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為了提高裝配式建筑的適用性，促進我國綠色建筑行業(yè)的發(fā)展，對鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應用進行了研究。簡述了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有的集成化、抗震性強、環(huán)保節(jié)能、效率高、綜合效益好等優(yōu)勢。分析了國內(nèi)外有關(guān)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的應用現(xiàn)狀。為了深化鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應用，對影響裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的因素進行了探討，并提出了相應的改進方法。

關(guān)鍵詞:裝配式建筑，鋼結(jié)構(gòu)，改進方法

鋼結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件是鋼，具有適用性強、防風抗震性能強、造型美觀、自重輕等優(yōu)點，被廣泛應用在了醫(yī)院、學校等建筑工程中。將其與裝配式建筑結(jié)合在一起，正可以充分發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，提升裝配式建筑的使用性能。并且從實際來看，鋼結(jié)構(gòu)自應用以來，一直都是采用的裝配式結(jié)構(gòu)。所以，我們應繼續(xù)加大鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應用。

1鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的優(yōu)勢

1．1集成化。相比于傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)建筑來說，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的靈活性非常強。用戶完全可以根據(jù)自身的需求，對建筑空間、建筑裝飾進行二次分割、布置，且不會影響到建筑工程的安全性。最重要的是可根據(jù)建筑特點將水電、空調(diào)等完全融合到空間中，在保證建筑結(jié)構(gòu)完整性的同時也可提升建筑空間的美觀性、舒適性。1．2抗震性強。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件多是應用熱軋型鋼或冷彎鋼板組合截面。這種構(gòu)件不僅自重輕，而且受力設計比較合理。另外，鋼結(jié)構(gòu)本身就具有良好的抗震性，可使得鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的抗震性得到進一步提升。1．3環(huán)保節(jié)能。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的施工材料多是提前在工廠加工的，在施工現(xiàn)場只按照施工圖圖紙進行組裝即可。相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工來說，既可以杜絕噪聲污染、水污染、垃圾污染、粉塵污染，而且也方便后期的改造、圍護，極大地減少了建筑垃圾的產(chǎn)生。可以說，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑真正落實了節(jié)能、環(huán)保理念，非常有利于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1．4效率高。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的施工主要分為兩部分。一部分是在加工廠進行結(jié)構(gòu)部件的預先加工，并利用數(shù)控加工技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行簡單組裝。另一部分是在施工現(xiàn)場進行建筑工程整體的安裝。這樣可省去許多施工環(huán)節(jié)，且能規(guī)范進行每一個環(huán)節(jié)的施工，保證工程施工效率。1．5綜合效益好。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的主要施工材料來源于預制品加工廠。而預制品加工廠的生產(chǎn)規(guī)模比較大，可進行規(guī)?；a(chǎn)，保證生產(chǎn)效益。并且在施工現(xiàn)場進行組裝、施工，可降低材料投資費用，減少材料施工人員成本、建筑垃圾回收成本，真正提升建筑工程的經(jīng)濟效益。

2鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的應用現(xiàn)狀

2．1國外應用現(xiàn)狀。在這方面美國的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展更為成熟，不僅社會分工明確、生產(chǎn)效益高，而且設計施工標準統(tǒng)一，產(chǎn)品供應方也能協(xié)調(diào)配合?，F(xiàn)如今，其鋼結(jié)構(gòu)住宅多是以裝配式建筑為主。另外，在日本鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑業(yè)也得到了廣泛應用。2．2國內(nèi)應用現(xiàn)狀。我國最早是在1999年提出了要對預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供政策支持。2015年，國家又出臺了多項政策，引導我國鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的健康快速發(fā)展。同時，國家和住建部還出臺了《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標準》《裝配式建筑工程消耗量定額》等法規(guī)文件，以此規(guī)范裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑市場?？梢哉f，在國家的大力推動下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設規(guī)模、應用領(lǐng)域在不斷擴大，尤其是其技術(shù)水平也在不斷提高。但是與發(fā)達國家相比，我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的比例仍比較低，且鋼結(jié)構(gòu)用鋼量也比較少。在國內(nèi)各大城市中，上海作為住宅產(chǎn)業(yè)化建設的先鋒已經(jīng)在大力推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。與此同時，河北、合肥、濟南等省市也加入到住宅產(chǎn)業(yè)化及裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展和推廣中。

3制約裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的因素

3．1環(huán)境因素。考慮施工成本，大多數(shù)高層住宅樓仍是采用的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)形式。并且很多房地產(chǎn)企業(yè)并不考慮住宅建筑后期的生態(tài)效益、節(jié)能環(huán)保，只是追求經(jīng)濟效益。這也是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑難以大面積推廣、應用的根本原因。也正因為如此，國家一直在出臺發(fā)展政策，給予優(yōu)惠的稅收、補貼，促使房地產(chǎn)企業(yè)主動開發(fā)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。3．2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑自身的問題。除卻環(huán)境因素的影響，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑本身還存在的問題，無法大面積推廣。如腐蝕問題。依據(jù)相關(guān)設計規(guī)程，建筑物在環(huán)境腐蝕等級為二級及以上時，設計防腐年限在15年以下。但是住宅樓的使用壽命在70年左右，原有的防腐要求根本無法滿足防腐需求。最重要的是梁柱構(gòu)件都需要包覆，后期防腐維修成本極高。又如防火問題。鋼材雖不可燃，但鋼結(jié)構(gòu)耐火性差，在高溫下材質(zhì)性能容易發(fā)生變化。當溫度達到600℃時，鋼材性能會完全失效，造成鋼結(jié)構(gòu)建筑坍塌。另外，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的舒適性也存在一定的弊端。尤其是裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的舒適性問題比較突出。造成這一問題的根本原因是建筑圍護部品及構(gòu)造技術(shù)不成熟。如圍護墻體的構(gòu)造不合適，會引發(fā)外墻裂縫問題，導致外墻保溫、隔熱、隔音等性能無法得到保證。3．3建筑配套不完善。由于我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)起步較晚，且得不到重視。所以，與其配套的產(chǎn)業(yè)鏈并不完善，遠遠落后于鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)、裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展。如配套外墻板、樓板等產(chǎn)品的選擇范圍比較窄，且價格比較高。加之，一套完整產(chǎn)業(yè)鏈的建設周期比較長，以致于相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈仍不夠完善。3．4建筑模式不合理。從實際來看，鋼結(jié)構(gòu)工程師主導的建筑模式并不合適裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的生產(chǎn)、發(fā)展。因為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工需要綜合考慮建筑功能、結(jié)構(gòu)、圍護、機電等因素，保證圍護系統(tǒng)、管線系統(tǒng)、防火系統(tǒng)等的協(xié)調(diào)、集成。這就意味著以往的工程師主導、產(chǎn)品經(jīng)理負責一個產(chǎn)品開發(fā)的建筑模式無法滿足裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的集成化生產(chǎn)需求。

4促進裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的措施

4．1提高鋼結(jié)構(gòu)、裝配式建筑的適應性。鋼結(jié)構(gòu)、裝配式建筑各自有不同的優(yōu)勢、特點。若想提高裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用性能，就要選擇合理的搭配方式，使兩者能完全協(xié)調(diào)、配合。對此，可采取以下措施:首先，從建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)律入手，優(yōu)化、改進鋼結(jié)構(gòu)的設計，使其更符合建筑結(jié)構(gòu)設計要求。如加強鋼結(jié)構(gòu)的設計管理，提升鋼結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性，保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的舒適性、經(jīng)濟性。其次，要深入研究裝配式建筑戶型設計，并依據(jù)標準化、定型化的設計規(guī)范，對裝配式建筑空間、裝飾設計進行優(yōu)化、改進，從而帶給人們更良好的視覺、居住體驗。比如減少異形板的使用，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;要統(tǒng)一板材尺寸，方便規(guī)?；a(chǎn)。最后，應高度重視平面布置的設計。盡量依據(jù)動態(tài)性、開放性的原則進行平面配置，保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的設計質(zhì)量。4．2劃分功能分區(qū)。在我國裝配式建筑的發(fā)展前景非常廣闊。無論是商業(yè)樓，還是住宅樓，亦或者是辦公樓都有這方面的需求。但是不同功能的建筑物其功能分區(qū)是不相同的。而裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的生產(chǎn)、加工都是要以既定功能分區(qū)方式為基礎的。所以，在大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)時，要重點做好功能區(qū)劃分。首先，要充分考慮業(yè)主的需求進行功能區(qū)劃分。畢竟，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工是以業(yè)主需求為導向的。在功能區(qū)劃分時也要充分考慮業(yè)主需求。其次，要從大局出發(fā)對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑進行動靜分區(qū)，從而最大程度的利用現(xiàn)有的空間面積。尤其是保證不同分區(qū)相互之間不會產(chǎn)生太大的干擾，以免影響到人們的日常使用體驗。最后，在劃分功能區(qū)時，還應做好建筑結(jié)構(gòu)設計，盡可能地節(jié)約鋼材，從而進一步提升裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)濟效益。4．3加強安全設計。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設計中還應高度重視安全設計工作，保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑安全等級達到設計標準。尤其是加強裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火、防腐等的設計，消除裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑自身的缺陷。首先，要充分考慮構(gòu)件的使用壽命，加強圍護材料、密封材料的設計管理。如靈活應用鍍鋅方式對各種構(gòu)件、材料進行防腐處理，并結(jié)合實際要求靈活選擇材料種類。其次，要重視關(guān)鍵節(jié)點的設計。如連接節(jié)點、防水節(jié)點、外墻保溫節(jié)點等。如在結(jié)構(gòu)防護節(jié)點設計中，要嚴格遵循相關(guān)設計規(guī)范，加強鋼管混凝土柱的耐火極限計算、排氣孔設計管理，提升鋼結(jié)構(gòu)的安全性。同時，還要靈活選擇鋼結(jié)構(gòu)防火材料，并依據(jù)國家相關(guān)標準進行保護層設計以及設計防腐涂層方案。只有這樣才能真正提高鋼結(jié)構(gòu)的防火、防腐性能。最后，應當嚴格管控裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的外圍護系統(tǒng)、設備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)的施工，使其切實滿足抗風、抗震、耐撞、防火等安全性要求。同時，還應保證其能滿足水密、氣密、隔音等要求，從而真正提升裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性、適用性。4．4實現(xiàn)裝配化。若想促進裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)的發(fā)展，真正實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的裝配化，就要實現(xiàn)其主體結(jié)構(gòu)及其部件產(chǎn)品的標準化。具體來說，是實現(xiàn)梁柱標準化、墻體產(chǎn)品化、樓板產(chǎn)品化、連接節(jié)點標準化等。首先，實現(xiàn)梁柱構(gòu)件及節(jié)點的標準化。在傳統(tǒng)的梁柱構(gòu)件焊接中，要先對鋼柱單體進行加工，才能進行構(gòu)件加工。但是受到人工、工藝、環(huán)境等因素的干擾，鋼柱單體加工質(zhì)量很難保證。也就是說，若想實現(xiàn)梁柱構(gòu)件及節(jié)點的標準化，就要分離節(jié)點、構(gòu)件加工。如德力公司提出的將方鋼管柱、H型鋼梁連接點做成產(chǎn)品的方法正可以省去加工梁柱連接節(jié)點的加工環(huán)節(jié)，實現(xiàn)梁柱構(gòu)件及節(jié)點加工的標準化生產(chǎn)。其次，圍護墻體的產(chǎn)品化。目前使用的墻體主要是以發(fā)泡混凝土內(nèi)添加保溫輕質(zhì)材料、輕鋼龍骨復合墻體為主。但其與主體結(jié)構(gòu)的配合仍存在一定的缺陷，仍待研究。最后，樓板產(chǎn)品化。目前鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板主要以預應力大板、疊合板等為主。但其中最易進行規(guī)?；a(chǎn)的只有鋼筋桁架樓板，然而其價格比較高。所以仍需加大樓板產(chǎn)品化的研究，研發(fā)出適用于規(guī)?；a(chǎn)，且經(jīng)濟效益較高的樓板產(chǎn)品。

綜上所述，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展仍比較慢。尤其是受到了外界環(huán)境、自身缺陷等因素的影響，老百姓接受程度較差。所以，在現(xiàn)代化建筑行業(yè)背景下，我們應繼續(xù)加大鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應用研究。

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作者:張馬斌 單位:山西省建筑科學研究院有限公司