钢结构在装配式建筑中的应用研究 张芹

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:张芹
[导读] 摘要:国民经济的快速发展,导致资源过度消耗,同时对生态环境产生极大的影响。
        上海艾彬建筑科技有限公司  上海  200000
        摘要:国民经济的快速发展,导致资源过度消耗,同时对生态环境产生极大的影响。我国逐渐开始重视绿色建筑施工,提倡低碳减排的施工理念,促进企业的持续发展,从而保持社会经济的发展。随着人们生活质量的提高,对环保意识逐渐增强,企业为了更好地满足人们的生活需求,对建筑施工不断地创新,以采用装配式建筑为主要发展方向,深入研究装配式建筑的特性以及优势,并且在建筑施工过程中被广泛运用。本文对钢结构在装配式建筑中的应用进行研究。
        关键词:钢结构;装配式钢结构建筑;应用
        1钢结构在装配式建筑中的应用意义
        1.1灵活改造
        传统的混凝土结构已经不能满足人们的日常需求,所以装配式钢结构在建筑工程中具有更大的优势,主要表现为规模大、空间大、承重墙少等特性,人们可以根据自己喜欢的风格进行设计和格局改造,如果是传统的混凝土建筑结构,则会严重影响房屋的稳定性,然而装配式建筑结构不会受到影响,同时实现了线路与墙壁相融合,减少线路带给人们的安全隐患,具有较好的美观度。
        1.2抗震效果好
        装配式钢结构承重部分采用的材质质量轻便,而且材料整个横截面受力均匀。在建筑施工过程中,房屋内部的墙面以及楼面采用装配式钢结构,从根本上减轻了建筑的重量,提高了墙体的稳定性。装配式钢结构具有较好强度和塑性,防震效果良好,提高建筑的使用安全性和稳定性。
        1.3发展前景好
        建筑施工过程采用装配式钢结构可以大幅度减少对环境的污染,同时减少建筑施工环节,降低企业对施工现场人力物力的投入,提高施工安全系数。装配式结构主要是在生产车间完成对装配构件的生产,由专业人员将其运输到施工现场的指定位置,最后通过技术人员完成装配。装配式建筑的施工过程,操作简便、施工规模小,而且对于拆除的装配式钢结构可以循环利用,提高了材料的利用率,因此,装配式钢结构非常受欢迎,是企业持续发展的重要保障。
        1.4施工工期短
        装配式钢结构的主要生产环节都是在生产车间进行,施工单位可以提前对其进行规划生产,确保装配式钢结构构件的精准度,不断提高生产效率,满足建筑施工的需求。在建筑施工现场只需要完成装配工作,提高了施工效率,有效地缩短了施工工期。
        1.5真实体现了绿色环保理念
        装配式建筑施工的整个过程都能呈现出绿色环保的施工理念。建筑材料大都是提前在加工厂加工而成的结构构件,建筑场地施工也主要遵循安装图纸内容将这些零散的构件安装完成就行。如此不单减少了在建筑场地中施工产生的各种污染,比方说灰尘污染、施工垃圾污染以及噪声污染等,而且这种钢结构的建筑在日后维修与改建时候,与砖石混凝土结构对比来说,其施工流程要简捷很多,并且施工期间产生的垃圾也能够再次回收使用,这才是将绿色环保施工理念真实的呈现了出来,有益于推进建筑行业的速度进步。
        1.6建筑内容集中
        对于建筑空间来说,由于钢结构建筑能扩增建筑里面的总体面积,同时不会用到很多的承重力墙,所以能够改善建筑空间。等到建筑交付使用以后,购买者可以根据个人的喜好,来规划设计建筑里面的空间。除此之外,还能够在装修时候,将给水与排水管道、管线等敷设到墙壁里面,如此不仅不会妨碍到建筑结构总体的稳固能力,而且还能够增加建筑装修的美感,更加贴近于百姓的实际需求以及紧跟百姓生活水准与生活品质的提升速度。
        2存在于我国装配式钢结构建筑中的问题
        (1)目前,墙体安装方法不合理,因为所使用的材料不符合店主要求设计的规范,更不能满足钢结构在空气循环中的需求,如温度、湿度、防火要求等。
        (2)有关人员对钢结构施工的技术标准不统一,导致无论是在安全生产方面,还是在施工结束后的质量验收环节,都缺乏合理的可靠性,工程质量验收更加缺乏专业验收标准,这些因素往往直接导致工程质量的不安全性。
        (3)装配式钢结构的投入使用必须依靠国家政策的支持,预制构件还没有完全集成化、标准化、科学化,互操作性也很低,所以工业化进程还在继续,这就要求我们更加致力于研究和发展装配式钢结构。
        3钢结构在装配式建筑中的应用分析
        3.1装配式钢结构建筑
        根据建筑物的功能和抗震能力,预制钢结构可选择以下结构系统:钢结构、框架结构、大型结构的管道结构、移动桥梁结构、交错桁架结构等。钢结构的设计应简单化、标准化和对称,其垂直定位应在刚性和质量变化方面保持一致,以减少挥发性和质量变化,同时应考虑到温度和降水的不利影响。所以装配式钢结构设计应该设置伸缩缝、抗震缝或者沉降缝来抵抗一些外界因素的影响。预制钢结构的结构系统必须有明确的计算表和合理的传输路径,而且在整个结构已经失去了承受荷载的能力时,应对钢结构较为脆弱的部位采取有效的保护措施,加强钢结构建筑的薄弱部位,以应对因某些结构或部分受损而造成的风力压力和地震。钢材和压力钢板相对较高的工业化水平减少了实地的工作量,节省了时间。
        3.2对于钢管树结构应用的分析
        钢基础结构主要由钢管组成,其构件以标准化、模型化的钢管为主,钢底连接形成钢基础,然后在钢管内专门施工浇筑混凝土。

钢底构件的生产和使用主要作为装配楼的主要承重构件和抗侧力构件,由于其独特的技术优势,在现代建筑中得到了广泛的应用,提高了建筑的整体安全性和稳定性。除了上述的一些钢梁结构有效应用之外,钢管束结构的优势越来越明显,在实际施工中更多地被运用和操作,不仅如此,还严格按照现行标准的技术要求进行钢管束施工,以保证钢梁的结构优势,从而保证总装楼的整体安全与稳定。总结以下几点。
        (1)标准层面必须密切监控相关操作,包括《建筑抗震设计规范》。如果预制钢结构是高层建筑,建筑材料的使用必须符合在《高层民用建筑中建造钢结构的技术规格》的具体要求。
        (2)对于装配式钢结构质量的要求,国家主要以q235钢为主且质量等级不能低于B级。不仅如此,对于现行国家标准《碳结构钢》的具体要求也是需要满足的。
        (3)混凝土强度的要求。钢管底部的混凝土加固层和控制的混凝土强度必须要超过C30,混凝土在浇筑期间必须要结合钢管底部的混凝土剪力墙的具体要求使用,只有这样才能保证水泥的质量,因为混凝土的质量得到保证,那么钢管束结构整体的安全性和稳定性也得到保证。如果情况允许,整个预制建筑通常由钢管混凝土厚度不到20cm的高密度混凝土组成,进行灌溉并最终由钢丝束系统确保其安全和稳定,或者根据实际情况可以使用普通混凝土。3.3装配是钢结构外围护栏结构在连接缝隙、连接材料或者连接宽度时,应将不同温度、立方面积、墙体材料与结构层之间的流动性、外墙与标志物之间的相容性结合起来,从而保证墙体外部的弹性密封材料在正常使用时具有坚实的性能。同时,连接的设计也是外围保护的一个重要因素,在有限的状态下,必须避免对连接的损坏,如果单个连接节点发生故障,外部连接板是不应该掉落的,以确保连接节点有单独的连接节点,要保证连接节点处的构造是合理的,受力是均匀明确的,还要保证连接节点处牢固可靠。同时,如果钢结构和外围栏采用的钢体结构变形,此时最有效的解决措施就是采用柔性连接方式,保证节点施工有利于安装且与外围栏相关的钢结构的持续时间也满足设计时间的要求,并应避免外围栏的板破碎、组件组装和塑性变形。
        3.3钢筋桁架楼承板的有效应用分析
        首先优化选择钢筋桁架楼承板。钢筋桁架楼承板的选择,以民用建筑为例,通常选择单向简支或连续板,考虑自重之外,施工荷载标准值不得超过1.5kN/m2,同时,混凝土强度需符合(GB50010)中具体要求,不得低于20级。其次,钢筋桁架楼承板设计要点。设计要点着重考虑使用环节、施工环节两个方面的内容:①使用环节:计算钢筋桁架楼承板的正截面承载力、楼板下部钢筋应力控制、支座裂缝控制、挠度等,需严格按照国家现行标准《混凝土设计规范》(GB50010—2002)、当中的具体规定,进行科学计算,并保证计算结果的真实有效性。②施工环节:施工期间,倘若设置了临时支撑点,则可在设计环节,忽视此方面的计算。值得注意的是临时支撑点设置时,需计算桁架杆件内力和模板挠度。③装配式钢筋桁架楼承板应用在建筑施工中,最大优势集中体现在可减少建筑的钢筋绑扎数量,有效降低了施工技术难度,一定程度上极大地提高了施工效率。同时,在施工安全、生态保护等方面,也有着突出优势,贯彻落实了绿色施工理念、节能理念。另外,装配式钢筋桁架楼承板材料本身具备实用性强、方便拆卸、重复使用等特征,应用在装配式建筑中,符合当前建筑行业发展中的节能环保、可持续发展等的具体要求。
        3.4应用先进地基处理技术
        随着建筑技术的不断改进,地基处理技术也日益丰富,以更好地适应高层建筑建设需求。目前用途较为广泛的地基处理技术主要分为吹填施工法、灰土挤密法以及强固法。这三种方法各具优势,吹填施工法主要是利用粉煤灰等极具吸附性、透水性的物质,来加快地基的结构速度,以达到优化地基填土效率的目的,这一方式在减少地基的处理时间时,还提高了地基结构的稳定性;而灰土挤密法的使用,则大幅度提高了地基的实际承载水平并且有效降低了地基的变形率;强固法是提升地基结构的整体强度重要措施,另外其还通过在地基中增加加压系统、排水系统等,来缩减地基的处理时间。
        3.5注重环保节能
        采用装配式钢结构的建筑结构,可以有效地满足人们对住宅建筑的要求,包括干湿分离以及注重保护私人空间等,可以提供给人们舒适的生活环境,确保美观的同时提高房屋的利用率。装配式钢结构具有节能环保的优势,满足人们对环保节能的要求。装配式钢结构施工过程中,有效减少建筑材料使用量,实现资源再利用,对环境污染小,实现绿色环保的施工理念。与传统的建筑施工相比,减少大量的垃圾产生。所以,装配式钢结构在节能环保方面做出较大的贡献,促进社会实现节能环保的发展目标。
        3.6加强安全防护措施
        安全保障是建筑施工的重要责任,采用装配式钢结构要充分考虑其实际使用的安全性。在装配式钢结构设计过程中,要综合考虑零部件的防火性能,合理的选择建筑材料,有效依据。
        3.7提升施工人员技术操作水平
        施工技术人员的技术操作水平对整个地基施工质量的高低具有关键作用,因此不断优化地基施工人员的施工技术和丰富其优秀的施工经验,能够在极大程度上保障以及提升地基处理技术的安全性与有效性,施工单位要注重对地基施工人员的培训和考核;及时了解地基处理技术最新进展,聘请专业人员对地基处理技术进行深入讲解,确保地基施工人员及时掌握地基处理新技术、新工艺;设定绩效激励制度,明确奖励惩罚措施,提高地基处理技术人员的责任心和积极性。
        结束语
        预制钢结构为我国低碳经济的发展和建筑部门的进步提供了良好的发展前景,各部在这方面也提供了许多政治保障。随着我国的经济发展和技术的提高,以及经济全球化的不断发展,我国更加注重对外交流,尤其是经济和技术方面,这就使得我国已经逐渐形成了研究制造以及施工的一系列生产链,这为我国钢结构的发展创造了有利的背景。不仅如此这对我国建筑施工方面的技术以及设计技术的影响也是非常大的,很大程度上促进了我国建筑业的发展。
        参考文献
        [1]蔡小萍.BIM技术在装配式建筑中的应用[J].黑龙江科学,2018(20)
        [2]马盼盼,管雪松,高磊.装配式建筑的兴起对室内设计的影响[J].大众文艺,2018(18)
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