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钢结构在装配式建筑中的应用研究李胜忠

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：李胜忠

[导读] 摘要：随着我国建筑技术和建筑水平的不断提升，装配式建筑在我国建筑行业中的应用也越来越广泛。

        中国核工业华兴建设有限公司江苏南京 210019
        摘要：随着我国建筑技术和建筑水平的不断提升，装配式建筑在我国建筑行业中的应用也越来越广泛。与传统建筑相比，装配式建筑更据快捷性、独特性、丰富性和科学性，对提升建筑施工效果发挥了巨大作用。钢结构建筑施工与传统的建筑工程施工有很大的不同，它的灵活性和建筑适应性都比较强，在装配式建筑应用过程中具有很强的优势。
        关键词：钢结构；装配式建筑；建筑施工；应用分析
        1 装配式建筑的概述
        与传统建筑技术相比，装配式建筑需要提前将施工中用到的各个建筑部分在生产工厂进行加工。比如楼梯架、墙板、叠合板、电橱柜等。装配式建筑使建筑施工的进度和时间更加简短，提高了建筑效率实现绿色施工。在装配式建筑中，往往使用绿色装配材料，使其生产和装配过程更加节约和环保，符合如今生态保护和节能减排的时代要求。随着人们对建筑施工和设计要求的加深，装配式建筑在我国建筑等行业的应用也越来越广泛，对人们的生产和生活具有不可忽视的重要作用。
        2 钢结构在装配式建筑中的实际应用
        2.1钢桁架楼承板
        以建筑为例来分析，在施工期间大都会选用连接板或是单侧简单支架，除了要思考其本身的自重，还要重点关注的是，施工最大承载力值不能高出1.6kN/m2，并且混凝土强度的选定要与混凝土设计规范中的标准相吻合，要在20级以上。除此之外，设计规划重点要侧重于思考实际使用、安装施工这两大方面。其一，实际使用期间，应当计算出其的正面横截面的承载重量值，楼板下边钢筋的预应力最大值，支架底座与裂缝控制最大值等等，同时要注意的是，上面这些数值的计算都要严加遵循国家现有执行的有关规范标准来计算出数值，以确保计算结果的可靠性。其二，安装施工。安装施工期间，假如设定了临时的支撑点位置，那么在规划设计期间就可以忽略有关的计算。在设定临时支撑点位置之前，应当将桁架的内力值计算出来，以及模板的最大挠度计算出来。其三，在运用这样的钢结构施工中，其主要具备的特点是能够减少很多建筑钢筋捆绑捆扎的数量，继而减少总体施工量以及施工难度，提升了施工总体效用。
        2.2钢管束组合结构的应用
        这种类型的结构架构主要是用多个规范标准的钢管构件作为主要建筑材料，将这些钢管构件连接组合而成钢管束，再向当中浇筑混凝土，继而形成了成型的钢管束结构部件，这个部件的制作与运用，是为了将其视为装配式建筑当中的关键承重部件以及抗拉力部件。当前，这种类型的钢结构由于本身拥有的独特技术优点，在目前被普遍运用在建筑结构里面，能够提升建筑结构总体的稳固能力。除此之外，最近几年当中，这种类型的钢结构的普遍运用，不单拥有很多优点，而且也体现了绿色环保的施工思想。在运用这种类型的钢结构施工期间，要严加贴近现有执行的有关技术操作规范标准来开展安装施工，如此才可以确保这种类型的钢结构的特点全部施展出来，继而确保装配式建筑的总体稳固能力以及安全系数。详细来讲，首先，规范标准。在初期设计规划期间，要严加参考有关抗震设计标准要求来规划设计出详细的安装施工工序。假如工程项目是高层建筑，那么还要参照有关高层建筑的钢结构操作规范要求来做出有关的规划设计。其次，钢材质品质。这种类型的钢结构材料大都使用 Q235型号的精密钢管，品质等级要在 B 级以上，并且应当满足有关现有执行的规范标准。
        3 提高钢结构在装配式建筑中的应用水平措施
        3.1加强钢结构施工管理
        在装配式建筑钢结构施工效果的提升过程中，应该重点把握好钢结构施工安装环节的控制，提高装配式建筑各个钢结构构件的安装效果，避免在安装环境中产生较为严重的安装事故。加强施工管理能够提高整体的钢结构施工效果，避免由于建筑质量缺陷使得施工效果降低。首先，建筑单位要根据具体的装配式住宅钢结构施工要求，构建相应的施工管理体系，提高管理人员的专业知识和管理水平。其次，采取严格的施工监督管理制度，对装配式建筑的钢结构安装效果形成严格的约束，提高装配式建筑施工效果。

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        3.2创新技术手段
        为了有效提升钢结构装配式建筑的施工效果，除了要对整体钢结构安装过程进行施工和监督管理，还需要从钢结构建筑技术手段入手，创新钢结构施工技术，为后续相关施工工作的有序开展提供保障。比如BIM技术，BIM技术凭借其自身明显的优势，在我国建筑行业中被广泛应用，具体的应用措施如下：
        BIM技术能够减少钢结构装配式安装施工的误差。受工具设备和人为因素影响，装配式建筑在实际安装中，会与设计图纸存在一定的误差，比如钢结构配件高度不一、钢结构出现缝隙等。一般在装配式建筑的钢结构吊装过程中，产生误差的情况最为常见和明显，由于标记高度位置定位不精确，使得套件与预装不一致，造成误差。
        3.2.1平面布置模拟
        BIM技术帮助装配式建筑在钢结构施工中的平面布置更加有效。在钢结构装配式建筑模拟过程中，通过BIM的实验模拟技术，根据钢结构设计的特点、设计思路等对施工的现场进行关键点布置，模拟真实施工场景，使施工现场的秩序更加顺畅和有序。一般的BIM技术应用在施工场地较大的装配式建筑中。除此之外，BIM技术还能通过可视化设备，对钢结构施工现场的管线、建筑设备等进行可视化模拟，使工作人员直观的了解机电设备情况，提高钢结构施工过程的安全性。这种BIM可视化技术可以应用在地下室、地下超市等的钢结构施工过程中。
        3.2.2大型机械设备运作模拟
        一些钢结构装配式建筑在实际施工中，由于体积和质量较大，会使用到大量的大型机械设备。大型机械设备操作复杂，对工作人员的操作水平等要求很严格。BIM技术可以对大型设备进行操作过程模拟，提前发现钢结构施工过程中可能会产生的问题。发现问题后，根据庞大的数据库，对问题进行分析，模拟出相应的解决措施，从而能够降低钢结构实际操作中的风险，保障后续装配式建筑进程的有效进行。
        3.2.3施工方案及工艺模拟
        钢结构装配式建筑的全过程会运用到多种施工方案，工作人员根据实际情况的不同，选择对应的施工方案。BIM除了能对钢结构施工布置和设备操作进行模拟外，还能对施工方案和工艺流程进行模拟。比如多数设计图纸不能针对建筑钢结构的施工孔的大小进行合理规划，容易导致在实际安装过程中出现错位的情况。BIM能通过多种设计软件模拟施工方案，根据模拟结果比较出最适用的钢结构安装方案和流程，同时有利于施工方案和流程的优化改进。
        3.2.4钢结构构件吊装模拟
        钢结构装配式建筑中的吊装过程如果不符合国家相关吊装规定和标准，有可能造成吊装效果不理想的情况发生，严重者可能导致人员伤亡等。BIM技术能够实现工作人员对吊装过程的检测和监督，使吊装过程井然有序，从而缩短吊装施工的时间，提高工作效率，有效的发挥监管和约束作用。
        3.2.5钢结构构件拆分和构件设计
        钢结构构件的拆分和设计过程非常复杂和繁琐，要涉及到许多建筑部件、建筑要求和结构内容。BIM技术能将复杂的建筑钢结构构件设计进行拆分，通过强大的数据处理和分析系统，重新组合设计要求，排列设计流程。比如垂直构件、墙板设计、梁柱设计等，比人工设计审核更加全面性，有效考虑到各个设计部位的合理性和实用性。
        4结语
        综上所述，我国钢结构装配式建筑的施工过程中，施工效果作为重要组成部分，能够有效提升装配式建筑的施工效率和环保效果，促进环境保护和资源节约。为了不断提高钢结构装配式建筑的施工效果，相关技术单位需要积极应用先进的管理方法和施工技术，对钢结构装配式建筑的各个部位进行质量提升，促进我国建筑行业有效发展。
        参考文献：
        [1]刘磊. 钢结构在装配式建筑中的应用探究[J]. 建筑•建材•装饰, 2019, 000(001):172,193.
        [2]窦维亚. BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用[J]. 建筑技术, 2018, 049(0z1):143-145.
        [3]朱明. 浅析钢结构在装配式建筑中的应用[J]. 中国房地产业, 2019(27).
        [4]马世长, 孙燕飞. 浅谈钢结构在装配式建筑中的应用[J]. 建材与装饰, 2019(27).