钢结构建筑在装配式建筑中的应用

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:张少炯
[导读] 摘要:近些年来,生态环保发展理念深入人心,建筑行业要想实现绿色高度发展转变,需重视"低碳化"装配式建筑的发展。
        浙江越宫钢结构有限公司
        摘要:近些年来,生态环保发展理念深入人心,建筑行业要想实现绿色高度发展转变,需重视"低碳化"装配式建筑的发展。装配式建筑主要以预制品部件,现场安装方式完成施工,最大优势集中体现在最大限度节约资源的同时,减少现场施工垃圾及污染。本文分析了钢结构应用优势及其具体应用,旨在有效提高钢结构应用价值,推动我国装配式建筑行业发展。
        关键词:钢结构;装配式建筑;应用
        1装配式建筑优势分析
        1.1布置灵活,较高集成化
        钢结构建筑在优化建筑空间方面,具有突出优势,建筑内部使用面积增加,承重墙剪力墙结构较少。基于建筑用户角度而言,可结合自身兴趣爱好,对建筑内部空间进行优化设计。同时,装修期间,可让给排水管道、线管等埋设在墙壁内,一方面不会影响建筑结构的稳定性与安全性;另一方面增强了建筑美观效果,满足了现代人们日益增长的物质需求与精神层次的需求。
        1.2自重较轻,抗震效果好
        对于装配式钢结构而言,薄壁方管和H型热轧钢的承重大小,代表着自身的主要承重量同时其具有质量较轻、受力合理等特点。对于建筑自身而言,采用质量较轻的材料来进行墙体和楼面的建设能够有效降低建筑的重量。建筑材料本身具有高强度、强塑性以及延展性较好等特点,如果在装配式建筑中使用钢结构就能够将建筑材料的最佳效果有效发挥出来,从而产生良好的抗震效果,在一定程度上确保了建筑的安全可靠。同时,在确保安全的情况下选用质量较轻的材料能够有效降低工程的投入成本。
        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钢结构装配式建筑综合效益好
        装配式钢结构建筑施工材料主要来源于加工厂的预制品部件。预制品部件的生产,主要以工厂规模化方式进行生产,不仅具有超高的效益,还具有较高的生产效率,应用在建筑施工中,极大地降低了材料费用,并且避免了现场施工垃圾污染等问题的发生。同时,现场施工,主要以互联网技术、数控加工技术为主,人工费用及工作难度也一定程度上缩减。如此一来,钢结构装配式建筑不仅降低了整个施工成本,还具有良好的生态效益。
        2钢结构建筑在装配式建筑中的应用
        2.1结构体系
        钢结构装配式建筑,根据抗震设防裂度以及建筑功能、建筑高度,可以选用合适的结构体系,这些结构体系包括钢框架-延性墙板、交错桁架、钢框架-支撑结构、低层冷弯薄壁型钢结构等类型,结构设计时需注意以下3个方面:
        ①在平面布置方面,需要按照对称、规则、均匀及分散的方式布置,在保证具有均匀质量变化、适合刚度的基础上降低质量突变与刚度。同时,需要综合考虑温度、不均匀沉降以及地震等不利影响,在设计中需要对防震缝、沉降缝以及伸缩缝进行设置,需要满足相应的构造以及功能要求。②在结构体系设计中,需要能够具有合理的传力路径,保证其在耗能、承载以及刚度方面能够满足要求。

同时,在设计中需要避免部分构件与结构破坏对整个结构的风荷载、地震以及重力荷载的能力产生影响,而对于体系中存在的薄弱位置,需要做好对应加强措施的应用。③楼板方面,可以选用压型钢板组合钢板、预制混凝土叠合楼板以及桁架楼承板组合楼板。对于钢筋桁架以及压型钢板来说,其具有较高的工业化程度,能够在减少现场施工工作量的基础上节约工期。在具体楼板设计中,需要同建筑主体结构具有可靠的连接特点,以此保证楼盖具有牢固的特点。
        2.2装配式钢结构的防火设计
        装配式钢结构在社会各行业中的应用都应按照防火设计要求,对相应的装配式钢结构建筑进行构建,尤其是对于火险等级较高的建筑地区诸如配电站和变电站等。装配式钢结构建筑的防火设计要求主要体现在以下几方面。首先,装配式钢结构建筑的外墙表面要选用具有防火性质的岩棉夹心钢板,对装配式钢结构建筑的墙表面进行防火;其次,装配式钢结构建筑的彩色钢板外层用选用具有氟碳样式的防腐涂层,外墙层部位则选用低波纹竖向彩钢板,不仅能够满足建筑室内的感官效果,同时也能够加长装配式钢结构建筑的防腐年限;最后,装配式钢结构建筑的泄爆墙要采用防火性较强的石膏板,石膏板内部还应填入具有防火性质的岩棉,加固防火措施。
        2.3管线深化设计
        对于装配式钢结构建筑而言,其进行管线综合深化设计的目的就是保证预制构件与装修层之间管线的深化,涉及要点如下:①曲线型管道需要适当避让直线型的管道;②管路附件少的管道应适当避让多附件的管道,便于附件的维修以及施工安装操作;③由于热水管道需要进行保温层施工,因此冷水管线要适当避让热水管线;④重力管线是以重力为依据来输送流体,当其与压力管线相交叉时,压力管线应避让重力管线;⑤在管线布置过程中,应遵循“先大后小”的原则,因而小管径管线需要避让大管径的管线。
        2.4外围护系统
        在装配式建筑外围护系统设计中,需要能够充分联系地区使用功能需求以及气候条件情况对抗震性能、防火性能、气密性能、隔声性能及抗风性能等进行确定,同时屋面系统也需要满足建筑的结构性要求。在外围护系统选型方面,也需要能够根据建筑的具体结构形式以及类型进行确定。在结构以及外墙系统连接方面,主要方式有嵌挂结合式、内嵌式以及外挂式,适合以分层悬挂或者承托处理。处理方式主要有以下4种:①砌块墙、外墙面层及保温层组合,能够有效降低施工成本;②保温层、砌块墙装饰一体化板,该材料具有便捷的施工操作特点,能够有效解决墙体渗漏以及开裂问题;③外墙面层、砌块墙同保温层的外挂墙板形式,能够有效解决墙体外部存在的黏砖问题;④使用建筑幕墙,该结构在装饰性方面具有较好的表现,具有节能、美观及易于维护的优点。
        在接缝、接缝材料及接缝宽度方面,需要能够根据温度变形、立面分格、墙板材料及结构层间位移综合确定。在保证外墙板同接缝材料间在相容性方面具有较好的表现,正常使用时,外墙板接缝的弹性密封材料具有完好的特点。同时,连接设计也是外围护中的重要内容,对于钢结构主体同外围护系统的连接点,需要满足承载力方面的要求。在极限状态下,避免连接节点存在破坏情况,如果单个连接节点存在失效情况,外墙板不应当掉落,保证连接节点具有受力明确、构造合理以及牢固可靠的特点。同时,因钢结构主体在使用中存在变形情况,对此在钢结构同外围护系统连接位置即需要对柔性连接方式进行应用,保证节点构造便于现场安装、工程加工与现场调整。此外,钢结构同外围护系统连接件耐久性方面,也需要能够满足设计使用年限方面的要求,避免外围护系统产生板面开裂、零件脱落以及塑形变形情况。
        3结语
        综上所述,钢结构在装配式建筑中的有效应用,具有诸多优势。因此,装配式建筑施工期间,需结合具体工程,综合考虑相关技术、安全等方面的需求,加强钢结构的推广应用,以此推动绿色建筑事业的发展,实现建筑行业的可持续发展。
        参考文献
        [1]钢结构厂房中钢结构施工质量控制要点分析[J].朱建强.住宅与房地产.2019(25)
        [2]装配式建筑中钢结构的应用探讨[J].张马斌.山西建筑.2020(13)
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