钢结构在装配式建筑中的应用

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年第3卷第18期   作者:弓圆圆
[导读] 在装配式建筑中,钢结构的有效应用对于提高建筑工程生产水平,促进建筑工程事业健康发展具有重要意义
        弓圆圆
        身份证号码;14220219820104****
        摘要:在装配式建筑中,钢结构的有效应用对于提高建筑工程生产水平,促进建筑工程事业健康发展具有重要意义。本文紧密结合实际情况,阐述钢结构在装配式建筑中的应用优势,说明钢结构在装配式建筑中的应用现状及应用表现,并探讨钢结构在装配式建筑中的应用发展制约因素及促进发展策略,希望可以对业内起到一定参考作用。
        关键词:钢结构;装配式建筑;应用优势;发展策略

        随着城市化进程平稳推进,我国建筑工程事业规模不断扩大,建筑工程项目数量不断增多,为满足多样化的建筑工程项目生产需求,为提高工程项目建设效益水平,钢结构装配式建筑形式得到了广泛应用。但就目前来看,在我国钢结构装配式建筑发展中,依然存在一些制约因素,研究钢结构在装配式建筑中的应用对于促进钢结构装配式建筑未来健康发展具有重要作用。
1 钢结构在装配式建筑中的应用优势
        钢结构在装配式建筑中的应用优势主要为:(1)抗震性强。在装配式建筑中,钢结构构件多为冷弯钢板、热轧型钢,此类构件的受力设计较为科学,且自重相对较轻,可以让整体建筑结构抗震性得到保证。(2)集成化高。和传统砌体结构建筑相比,应用钢结构的装配式建筑具有较高的集成化水平,用户依照自身需求,可以二次分割建筑装饰、建筑空间,让空调、水电等设备可以在空间中实现有效融合,且建筑工程自身安全不会因此受到影响。(3)节能环保。应用钢结构的装配式建筑在现场施工中不会产生过大水污染、噪音污染、粉尘污染、垃圾污染,且建筑垃圾相对较少。(4)经济效益高。应用钢结构的装配式建筑可以实现现场组装,可以让材料投资费用、人力成本费用、垃圾回收成本得以减少,提升建筑工程项目经济效益。(5)施工效率高。应用钢结构的装配式建筑可以在事先实现预制加工,使用互联网技术、数控加工技术可以保证构件标准,然后可以开展现场安装,依照施工方案、设计方案、管理制度可以进行严格管理,提升整体施工效率[1]。
2 钢结构在装配式建筑中的应用现状
        在世界范围内,美国钢结构装配式建筑技术发展较为成熟,生产水平相对较高,钢结构设计标准、施工标准较为统一,且参建方互相配合较为协调,与此同时,在日本装配式建筑中,钢结构也得到有效应用,且技术水平相对较高。在我国,钢结构装配式建筑在二十一世纪初期得到了业内广泛关注,在后续发展中,国家又出台了多项促进钢结构装配式建筑健康发展的政策,且住建部出台了《装配式建筑工程消耗量定额》等文件,以让钢结构装配式建筑市场更为规范。近几年,我国钢结构装配式建筑应用规模不断扩大,施工技术水平也逐渐提升,但和发达国家相比,我国钢结构装配式建筑依然具有广阔发展空间。
3 钢结构在装配式建筑中的应用表现
        3.1 钢束管结构
        在装配式建筑中,应用多个模数化、标准化钢管部件,将其连接为钢管束,然后在钢管内部浇筑混凝土,可以让钢束管装配式建筑得以建设完成。在建筑工程中,钢管束构件具有抗侧力、承重作用,可以保证整体建筑工程稳定性、安全性。在应用钢束管结构时,首先,参建单位应保证工程项目满足《建筑抗震设计规范》等相关文件规定;其次,参建单位应对钢材品牌进行综合分析,保证所选用材料质量达标、性能达标,如果为Q235钢,应保证其质量等级在B级以上,与《碳素结构钢》规定相符;最后,应保证混凝土强度高于C30级,并保证浇筑操作质量[2]。
        3.2 钢筋桁架楼承板
        在装配式建筑中应用钢筋桁架楼承板时,首先,参建单位应对钢筋桁架楼承板进行优化选择,在民用建筑中,可以选择使用连续板、单向简支板,除了材料自重以外,应控制施工荷载值在1.5kN/m2以内;其次,参建单位应对钢筋桁架楼承板的下部钢筋应力、正截面承载力、支座裂缝控制进行计算,保证结果满足施工要求;最后,应在具体施工中对钢筋绑扎进行控制,减少绑扎数量、降低技术难度,保证整体施工效率,取得节能环保效益。


4 钢结构在装配式建筑中的应用发展
        4.1 制约因素
        4.1.1 自身问题
        钢结构在装配式建筑中的应用存在一些明显问题,此类问题会影响钢结构装配式建筑发展,主要表现为:(1)腐蚀问题。为满足建筑环境抗腐蚀要求,需要对梁柱等构件进行包覆处理,且需要对构件进行后期防腐检修,这会让防腐成本加大。(2)防火问题。钢结构耐火性相对较差,如果产生火灾,可能会让钢材性能实效,引发更大的安全事故。(3)舒适问题。钢结构装配式建筑住宅的构造技术、围护技术水平较为不足,可能会产生外墙裂缝问题,影响整体居住舒适性。
        4.1.2 环境问题
        现阶段,参建单位考量施工成本,在住宅楼建设中,依然会选择混凝土剪力墙结构形式,这会让钢结构装配式建筑推广受到影响。当前,我国依然在积极出台多条钢结构装配式建筑发展政策,并为参建单位给予补贴,但这也正说明了在经济环境上,钢结构装配式建筑的应用具有一定劣势。
        4.1.3 配套问题
        当前,钢结构装配式建筑配套问题较为严重,其主要表现为配套产业链不完善,配套产业发展滞后于装配建筑行业发展、钢结构产业发展,例如,楼板产品、外墙板产品的选择范围就相对较窄,这会阻碍建筑发展[3]。
        4.1.4 模式问题
        钢结构装配式建筑建设中,需要保证防火系统、管线系统、围护系统高度协调性,现阶段,产品开发建筑模式主要为产品经理负责、工程师领导,此建筑模式可能会让建筑集成化生产需求难以得到满足。
        4.2 促进措施
        4.2.1 提升建筑适应性
        首先,参建单位应对钢结构设计进行优化改进,提升钢结构可靠性、安全性与建筑适应性;其次,需要对装配建筑户型设计进行深度分析,依照定型化、标准化的设计规范,优化整体建筑空间装饰设计;最后,应对平面布置设计予以高度重视,保证平面布置开放性、动态性。
        4.2.2 划分功能分区
        划分功能分区对于钢结构装配式建筑生产、加工发展具有重要意义,首先,应保证功能区划分与业主需求相符;其次,应对动静分区予以重点关注,让现有空间得到最大化使用,并避免多分区之间产生干扰现象;最后,需要做好建筑结构设计工作,让钢材得以节约,保证钢结构装配式建筑施工经济效益[4]。
        4.2.3 提高装配化水平
        首先,应促进钢结构装配式建筑节点、构件标准化,在传统施工中,需要加工钢柱单体,再开展焊接工作,可能会受到多种因素影响,实施标准化施工可以避免此类问题产生,例如,将H型钢梁连接点、方钢管柱制作为产品,就可以让连接节点加工环节得以节省,提升标准化水平;其次,应积极促进围护墙体产品化、楼板产品化,降低各项构件产品生产价格,保证生产规模化、楼板经济效益。
        4.2.4 增强安全设计
        增强安全设计可以保证钢结构装配式建筑使用寿命、运行安全,首先,相关单位应充分考量构件寿命,做好密封材料与围护材料的设计管理工作,例如,使用镀锌方式处理材料构件,就可以提升整体防腐性;其次,相关单位应对关键节点设计予以高度重视,如防水节点、连接节点、外墙保温节点等,通过排气孔设计、耐火极限设计,可以提升结构安全水平;最后,需要对多系统协调施工进行科学管理,保证施工规范,让工程满足防火、防风、抗震要求[5]。
结束语:
        综上所述,钢结构在装配式建筑中的应用具有抗震性强、集成化高、节能环保、经济效益高、施工效率高的优势,通过提升建筑适应性、划分功能分区、提高装配化水平以及增强安全设计的主要策略,可以促进钢结构装配式建筑未来健康发展。

参考文献:
[1]朱玉林.钢结构装配式建筑中BIM技术的应用[J].砖瓦,2020(07):69-70.
[2]刘海峰.钢结构在装配式建筑中的应用[J].建材与装饰,2020(19):173-174.
[3]齐元昊.钢结构建筑在装配式建筑中的应用[J].住宅与房地产,2020(18):14.
[4]张马斌.装配式建筑中钢结构的应用探讨[J].山西建筑,2020,46(13):32-34.
[5]谢勇.钢结构在装配式建筑中的应用研究[J].居舍,2020(15):66.
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