钢结构在装配式建筑中的应用

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:毛伟伟
[导读] 摘要:目前,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。
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        摘要:目前,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。如今经济全球化的发展下,使得各方面的交流越来越多,经济技术的交流也越来越频繁,使得我国的装配式钢结构的产业链也逐渐地成型,研发、制造以及施工能力都进一步的提升。
        关键词:建筑行业;钢结构;装配式建筑;应用
        引言
        随着建筑市场的不断发展与进步,传统粗放式的发展模式在资源利用、机械化程度、安全性能、环境保护等方面的弊端日益凸显,为改变这些弊端,国家开始大力推广装配式建筑。钢结构具有轻质高强、加工容易、施工方便等特点,符合装配式建筑高效、快速、简单、安全、绿色、环保的要求。
        1装配式钢结构建筑内涵和特点
        1.1  装配式钢结构建筑内涵
        装配式钢结构建筑是钢结构构件为主要承重体系的装配式建筑,装配式建筑采用预制部品部件运用在建筑的结构体系、设备与管线系统以及内装系统等部分上,由此集成的建筑称为装配式建筑。
        1.2  装配式钢结构建筑特点
        使用装配式钢结构建造造成的大楼,综合性能好,有利于新产品的研究,不仅如此,还较大力度地推进了我国建筑的发展,具体体现在以下两方面。一方面,装配式钢结构具有自重较轻、工业化程度高的特点,使用装配式钢结构完成的建筑一般有着重量轻、强度高的特点,并且在承重结构上采用钢材,维护系统使用新型的建筑材料。另一方面装配式钢结构在建筑工作中,工作效率明显得到提升,对装配式钢结构的采用会缩短建筑周期,且在资金运转方面也得到许多保证。
        1.3建设周期短
        装配式钢结构的构件都是先在工厂进行制作,再在施工现场统一进行安装。通过现场安装同前期设计的结合,能够保证工程不同工序间具有密切的配合特点,以此提升施工现场施工效率。在该类建筑施工中,工业化生产是主要的模式,通过集成化施工技术的应用,能够在提升工程施工质量的基础上,最大化体现建筑使用功能。在具体施工中,技术人员也能够将数控机床同计算机技术进行结合,以此实现建筑工程施工效率的同时提升精准度,在保证工程质量的同时有效缩短建设周期。
        1.4可持续性
        同传统混凝土结构建筑相比,钢结构装配式建筑能够对施工中产生的环境污染问题进行有效的改善,且不会影响到周边生态环境。对于钢结构装配式建筑来说,其在工厂经过加工后,再统一运输到施工现场,能够在减少建筑施工能源消耗的同时,降低对现场施工产生的噪声。同时,该结构在改建以及拆迁方面具有简单的特点,相关原材料也能够循环利用,对异地再生目标进行实现,在充分体现出绿色、环保、可持续理念的情况下成为真正的绿色建筑。
        2装配式钢结构建筑发展中存在问题
        2.1设计阶段存在的问题
        传统的建筑设计主要是基于二维的CAD图纸,装配式钢结构建筑目前主要也是以此进行结构设计,二维的图纸所能传达信息是以点、线、面为主,很难准确、完整、真实地表达结构与构件的信息,导致后期在结构的设计、加工、生产等方面的任务比较繁重。其次,二维的平面信息无法从建筑全局把控整个设计细节,建筑的各部分独立设计,彼此之间缺少沟通,导致后期整体组装时出现构件碰撞、尺寸误差等问题。
        2.2施工阶段存在的问题
        装配式钢结构是由不同规格尺寸的建筑构件拼装而成的。

在施工过程中,根据二维图纸信息对建筑构件进行归类统计,人工效率低、易出错;建筑构件的运送现场后,不能按照进度进行合理规划放置,容易造成堆放混乱,易引起施工进度偏差,甚至会影响到施工质量;装配结构在施工过程中,牵涉到建筑构件、设备、人员的调配,传统的施工方法在这些方面投入精力过多,成本控制比较困难。
        3装配式钢结构建筑优化设计方案
        3.1完善安全设计
        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角度出发,对镀锌方式科学应用,以此起到防护剂建筑构件以及钢结构的特点。同时,需要科学地选择装修材料,包括有构件填充材料及管道包覆材料等,通过喷射液体发泡材料进行建筑的隔热与保温处理。
        3.2加强与装配式建筑的适应性
        首先,严格遵循建筑结构设计规律,保证钢结构设计更加的标准,更加的符合建筑结构规律。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优化的同时,保证有效地提升建筑实践应用过程中带来的舒适体验,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。
        3.3降低成本消耗,提高工程效率
        在传统乃至现在的建筑方式当中,习惯使用浇筑式建筑,此建筑的总造价中,材料支出需耗其45%~60%的费用,而人工费用需耗其15%~20%,而且随着我国综合实力的提高,劳动力价格也不再廉价,意味着浇筑式建筑中人工成本也将逐渐上升。除此之外,传统的建造方法不仅需要消耗较多的人工劳动力,而且建筑水平不高,从而拉低了施工效率。在成本消耗和工程效率方面,装配式钢结构建筑则表现出具体的优势,其在模板、材料和设备方面的支出远小于传统的浇筑式建筑,而且其重量轻、强度高,在施工过程中很少受到自然条件的限制,极大地缩短了工程的工期提高了工程的效率,能源的消耗方面也完全弥补了传统浇铸式建筑较大的缺点。
        3.4提升适应性
        适应性方面,主要的内容有:①遵循结构设计规律,根据结构化专业辅助作用,保证结构在设计方面能够同建筑结构规律相符合,以此为依据进行板材用量、裁切、环保标准以及使用性能等因素的考察。要重点做好钢结构管理工作,在对结构进行优化的同时,使建筑在应用中具有良好的舒适性。②要加强户型设计研究工作,根据定型化以及标准化设计原则,保证建筑设计在规格以及户型方面具有标准化状态特征。具体来说,在选择板材时需要以统一尺寸处理,做好标准化生产的执行,在内部房设计中也需要做好原则的把握,根据模数进行开间尺寸设计。同时,需要减少异形板用量,控制板材裁截量,在弱化现场施工中不确定因素的基础上提升生产效率。③做好平面布置设计工作,以开放性原则进行设计,在实现构件多样化组合的基础上适应平面布置动态变化。
        结束语
        随着基础设施建设的发展,装配式建筑的发展成为业界关注的重点。在我国,传统的钢筋混凝土结构体系仍然存在一些问题,如建筑工程的质量难以保证、施工工期冗长和施工成本难以控制等。诸多的问题表明,传统的生产模式已经难以适应建筑行业发展的需求。装配式是新兴起的建筑生产模式,它是先将建造房屋需要的构件提前在工厂预制好,然后在工作现场将预制好的构件进行拼接。与传统的现浇混凝土生产模式相比,装配式建筑生产模式减少了施工现场湿工作的工作量,为项目节约工期和建筑材料。
        参考文献:
        [1]秦迪,陈进宝.我国装配式钢结构建筑的发展及现状研究[J].智能城市,2017,3(11):19-21.
        [2]贾磊.基于系统动力学的装配式建筑项目成本控制研究[D].青岛理工大学,2016.
        [3]贾磊.基于系统动力学的装配式建筑项目成本控制研究[D].青岛理工大学,2016.
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