钢结构在装配式建筑中的应用研究 刘松林

发表时间:2020/9/16   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:刘松林1 欧向杰2
[导读] 摘要:现代建筑业的发展已经向着装配式建筑转型,这种新型的建筑模式不仅给施工带来了便利,还可以提高建筑工程的整体质量和使用性能。
        1.中国石油集团工程技术研究有限公司;2.中国石油渤海石油装备制造第一机械厂  天津  300451
        摘要:现代建筑业的发展已经向着装配式建筑转型,这种新型的建筑模式不仅给施工带来了便利,还可以提高建筑工程的整体质量和使用性能。近年来,装配式建筑的飞速发展,使得不同建筑结构在人们的日常生活中得到广泛运用。其中钢结构是一种最突出的新型结构类型,在装配式建筑中使用钢结构能够有效发挥其性能优势。基于此,本文主要阐述钢结构在装配式建筑中的具体应用。
        关键词:建筑行业;钢结构;装配式建筑;应用
        1钢结构装配式建筑的优势
        1.1集成化
        相比于传统砌体结构建筑来说,钢结构装配式建筑的灵活性非常强。用户完全可以根据自身的需求,对建筑空间、建筑装饰进行二次分割、布置,且不会影响到建筑工程的安全性。最重要的是可根据建筑特点将水电、空调等完全融合到空间中,在保证建筑结构完整性的同时也可提升建筑空间的美观性、舒适性。
        1.2抗震性
        强钢结构装配式建筑的构件多是应用热轧型钢或冷弯钢板组合截面。这种构件不仅自重轻,而且受力设计比较合理。另外,钢结构本身就具有良好的抗震性,可使得钢结构装配式建筑的抗震性得到进一步提升。
        1.3环保节能
        钢结构装配式建筑的施工材料多是提前在工厂加工的,在施工现场只按照施工图图纸进行组装即可。相对于传统的现场施工来说,既可以杜绝噪声污染、水污染、垃圾污染、粉尘污染,而且也方便后期的改造、围护,极大地减少了建筑垃圾的产生。可以说,钢结构装配式建筑真正落实了节能、环保理念,非常有利于建筑行业的可持续发展。
        1.4效率高
        钢结构装配式建筑的施工主要分为两部分。一部分是在加工厂进行结构部件的预先加工,并利用数控加工技术、互联网技术进行简单组装。另一部分是在施工现场进行建筑工程整体的安装。这样可省去许多施工环节,且能规范进行每一个环节的施工,保证工程施工效率。
        1.5综合效益好
        钢结构装配式建筑的主要施工材料来源于预制品加工厂。而预制品加工厂的生产规模比较大,可进行规模化生产,保证生产效益。并且在施工现场进行组装、施工,可降低材料投资费用,减少材料施工人员成本、建筑垃圾回收成本,真正提升建筑工程的经济效益。
        2制约装配式钢结构建筑发展的因素
        2.1环境因素
        考虑施工成本,大多数高层住宅楼仍是采用的钢筋混凝土剪力墙结构形式。并且很多房地产企业并不考虑住宅建筑后期的生态效益、节能环保,只是追求经济效益。这也是装配式钢结构建筑难以大面积推广、应用的根本原因。也正因为如此,国家一直在出台发展政策,给予优惠的税收、补贴,促使房地产企业主动开发装配式钢结构建筑。
        2.2装配式钢结构
        建筑自身的问题除却环境因素的影响,装配式钢结构建筑本身还存在的问题,无法大面积推广。如腐蚀问题。依据相关设计规程,建筑物在环境腐蚀等级为二级及以上时,设计防腐年限在15年以下。但是住宅楼的使用寿命在70年左右,原有的防腐要求根本无法满足防腐需求。最重要的是梁柱构件都需要包覆,后期防腐维修成本极高。又如防火问题。钢材虽不可燃,但钢结构耐火性差,在高温下材质性能容易发生变化。当温度达到600℃时,钢材性能会完全失效,造成钢结构建筑坍塌。另外,装配式钢结构建筑的舒适性也存在一定的弊端。尤其是装配式钢结构住宅的舒适性问题比较突出。造成这一问题的根本原因是建筑围护部品及构造技术不成熟。

如围护墙体的构造不合适,会引发外墙裂缝问题,导致外墙保温、隔热、隔音等性能无法得到保证。
        2.3建筑配套不完善
        由于我国装配式钢结构建筑行业起步较晚,且得不到重视。所以,与其配套的产业链并不完善,远远落后于钢结构产业、装配式建筑行业的发展。如配套外墙板、楼板等产品的选择范围比较窄,且价格比较高。加之,一套完整产业链的建设周期比较长,以致于相关产业链仍不够完善。
        2.4建筑模式不合理
        从实际来看,钢结构工程师主导的建筑模式并不合适装配式钢结构建筑的生产、发展。因为装配式钢结构建筑工程施工需要综合考虑建筑功能、结构、围护、机电等因素,保证围护系统、管线系统、防火系统等的协调、集成。这就意味着以往的工程师主导、产品经理负责一个产品开发的建筑模式无法满足装配式钢结构建筑的集成化生产需求。
        3钢结构在装配式建筑中的实际应用
        3.1钢筋桁架
        楼承板以住宅建筑为例来分析,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,假如设定了暂时的支撑点位置,那么在规划设计期间就可以忽略有关的计算。在设定暂时支撑点位置之前,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。
        3.2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。
        4结束语
        综上所述,在实际的施工建设中,钢结构较之钢筋混凝土结构而言,钢结构更能发挥装配式建筑的优势。但是在实际的应用过程中,钢结构的发展受到了诸多外力因素的影响,相关的施工人员没有真正了解钢结构对装配式建筑的促进作用。因此,只有将钢结构和装配式结构的特点进行有效的结合,才能在装配式建筑中成功应用钢结构,进而才能促进现代建筑业的长期顺利发展。
        参考文献
        [1]李传月.玻纤增强无机复合保温外墙板在装配式钢结构中的应用[J].住宅与房地产,2020(03):101.
        [2]李科.BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用研究[J].建材技术与应用,2019(05):37-38.
        [3]徐林刚.钢结构在装配式建筑中的应用研究[J].建材与装饰,2020(1): 19-20.
        [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):14-15.
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