浅谈装配式钢结构的发展与应用

发表时间:2019/12/16   来源:《防护工程》2019年16期   作者:肖毅
[导读] 本文根据装配式钢结构的特点、浅述其发展应用,为实际工程提供参考。

湖南高速铁路职业技术学院  湖南衡阳  421001
        摘要:随着信息化智能建造技术的发展,装配式钢结构集设计、生产、施工、安装为一体通过BIM技术得以实现,转变了“工地建造”为“工厂建造”,住宅构件标准化、系列化、模数化为其突出的优点。本文根据装配式钢结构的特点、浅述其发展应用,为实际工程提供参考。
        关键词:装配式、钢结构、产业化、标准化
       
       
引言
        装配式钢结构在我国起步较晚,直到上个世纪90年代,学者们才正式提出装配式钢结构的概念。改革开放之前,我国先后曾经二次建筑工业化高潮,装配式钢结构由于具有轻质高强、绿色、环保、可回收、可再生利用率高等特点。同时产品又具有工厂化、工业化、装配化、社会化,被誉为“绿色建筑”。因此装配式钢结构符合国家低碳可持续经济发展的需要,故在建筑市场有着良好的发展前景。
        1、钢结构概述
        钢结构材料具有轻质高强的特点,因此在建筑规划、设计、建造、使用、拆除的全生命周期内,充分发挥了钢结构的优势,有效地节地、节材、节能、节水、环保等。钢结构建筑作为一种新型的绿色建筑体系,不仅能够有效缓解我国钢铁行业产能过剩的矛盾,而且能够在确保工程质量的前提下实现资源的优化配置与循环再利用,促进了建筑业向资源节约型、环境友好型的健康可持续发展。同时这种建筑其融合了建筑、钢铁冶金业以及目前炙手可热的房地产业,解决了钢铁业的产品渠道问题,提升了钢结构产品的科技含量,解决了建筑业高耗能和高污染的难题。
        2、装配式钢结构的特点
        2.1设计施工一体化
        将设计和施工紧密结合,提高生产效率由于钢构件和预制墙板能够在工厂进行制作、在施工现场进行安装,因此可以将设计和安装紧密结合起来,合理协调各工序之间搭接,提高整体工作效率。
        2.2施工周期短
        由于钢结构可以通过建筑设计图纸在刚才生产厂家时就可以进行切割焊接并批量生产,随后就用大型运输工具将其运往施工现场,最后再用大型机械设备将其吊装拼接焊接成为一个整体,这样由于其机械化程度高,大大的缩短了建筑施工的工期。
        2.3绿色环保
        钢结构具有生态环保的优点,改建和拆迁容易。材料的回收和再生利用率高。而且采用装配化施工,取代了现场湿作业的方式,占用的施工现场少,施工噪音小,降低了能耗和建筑垃圾的产生,是真正意义上的绿色建筑,符合可持续发展的需要。
        2、装配式钢结构的发展现状
        2.1有限元软件设计
        现阶段借助有限元设计软件进行建模和分析,合理缩短了设计周期借助工程建模软件和结构分析软件进行构件内力分析和几何尺寸设计,这种信息化设计技术有利于修改的快速实现。在构件制作时,通过三维模型和数控机床结合,使得设计完成后可以直接投入到生产线进行产品制作,具有极高的生产效率和精确度,可以大大缩短项目建设周期。



        2.5装配化
        目前,装配式新型建筑体系以相同结构形式的模数化设计会更加完善,运用实际工程中会更加合理安全。工厂化主要是改变以往的现场加工形式,在工厂加工完成后运输到现场吊装安装,随着装配式建筑的不断发展,“模块化”“工厂化”的新型建筑依旧会沿用质量管理体系对出厂产品实施严格审核,严格吊装、安装,完善新型建筑体系的连接问题,在保证建筑质量的同时降低建筑建造成本。
        3、装配式钢结构应用策略
        3.1符合建筑发展的方向
        由于装配式钢结构具备轻质高强的特性,故可以应用于大跨度、超高层、超承载结构体系,这是砖混建筑和混凝土建筑无法比拟的优势,采用装配式建筑构件可以在工厂生产、构件到现场组装,最大限度的减少建设时间和减少施工成本,提高施工企业的经济效益。近十几年来,地球自然灾害较活跃,我国时地震灾害频发,这对人们的生命财产安全造成严重的影响,如何处理好建筑结构的抗震问题已成为当今土木工程的研究热点。而装配式钢结构建筑存在良好的抗震延性,具备良好的韧性及弹性,在地震中不会因突然增加水平剪力而导致断裂。在一些地震高发区的东南亚以及日本,钢结构已经变成建筑结构形式的首选方式,已经获得了当地人民较高的认可度,在多次强震灾害中表现出破坏度最小。当然目前钢结构建筑正处于高速发展阶段和标准化建设时期,钢结构的质量愈发稳定,施工技术和劳动强度要求较低,现场施工人员仅需按操作规程安装螺栓、焊接结构就可以完成施工,大面积缩短了建设施工的周期。
        基于装配式钢结构诸多优点,其代表了未来建筑结构的发展与研究方向,虽然目前结构形式、造价、规范、等多因素的影响,起步较晚,应用不多,但是绿色、节能、环保、可持续发展,这是建筑业转型升级的决定性因素,因此在未来时期一定会具有很大的发展潜力。
        3.3强化节能环保性
        一方面,人们对建筑户型的要求越来越高。因此,加强钢结构装配式建筑的优化设计,能够有效的保证主次分明、动静结合以及干湿分离,注意公共区域开放性和私人区域的私密性设置,加强对于屋顶、入雨口等的设计处理。确保使用面积得到充分利用,同时增强建筑的美观性,使得用户心里能够得到满足。另一方面,如今的建筑对于节能环保有了新的要求,钢结构可以最大限度地减少建筑材料,最大限度地利用资源,实行循环经济发展的原则,保证建筑节能环保的可持续发展,使得城市建设对自然环境的影响最小化。同时,钢结构践行了绿色环保建筑的标准,相比混凝土建筑,施工期产生的垃圾量减少了80%,“四节性能”非常显著。
        3.4完善结构安全性
        在建筑设计中,安全性能不容忽视,需要保证建筑在围护材料、密封材料及钢材结构方面能够满足标准化设计要求,同时加强墙体以及楼盖等位置的连接设计,严格按照标准要求选择紧固件。在设计中,需要从建筑的使用寿命视角出发,对防腐新工法科学的应用、反腐性构件等。同时科学地选择装修材料,包括构件填充材料、管道包覆材料、焊接材料、螺栓材料等,通过喷射液体发泡材料进行建筑的隔热与保温处理。
        3.5 完善结构适应性
        首先,严格遵循建筑结构设计规律,保证钢结构设计更加标准、更加规范。对现场板材数量、性能、环保标准等进行检查。加强钢结构管理,确保在优化结构设计的同时,有效地提升建筑实践应用过程而带来的舒适性体验,突出建筑业的人文关怀,进一步开拓我国装配式建筑应用的相关渠道。其次,加强对装配式建筑户型设计的研究,根据标准化、定型化设计的相关原则,确保建筑设计更加的规范化。如,板材的选择根据统一尺寸,保证标准化生产。减少异形板的使用,强化现场板材裁截量的控制,有效减少现场施工的不确定性,缩短工期,提高生产效率。最后,加强平面布置的设计,根据开放性的原则进行平面设计,根据标准化原则进行设计,更好的配合平面配置的动态变化。
        4、结语
        在我国低碳经济发展以及建筑业升级转型的过程中,装配式钢结构建筑的发展前景非常的广阔,为了其更好的发展,相关的政府部门也对于其发展设置了很多的保障。所以,要不断优化施工技术和钢结构体系的结构形式,优化施工组织设计,合理利用发展装配式绿色建筑空间。钢结构绿色住宅是一个非常重要的建筑形式,所以需要整合建筑设计、生产、施工、安装行业,探索更适合的施工技术和解决方案,降低工程造价,同时确保工程质量。
        参考文献:
        [1]卢俊凡.装配式钢结构住宅体系的发展与应用[J].城市住宅,2014.
        [2]赵顺波.钢结构设计原理[M].郑州:郑州大学出版社,2013.

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: