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摘要:改革开放起,我国建筑行业开始快速发展,各地建筑工程拔地而起,装配式建筑是近几年出现的一种新的建筑结构形式,可有效提高建筑质量,规范建筑工程建设过程。从客观的角度看,围护体系的发展基本就代表了装配式钢结构建筑的发展,是为我国住宅产业现代化改革中的重中之重。基于此,本文对装配式钢结构建筑围护结构体系进行深入研究,以供参考。
关键词:装配式钢结构;建筑围护结构体系;研究
引言
近年来,我国城市建设发展迅速,高层建筑逐步增加,我国大力实施创新驱动战略,促进钢结构产业化供给侧改革。在我国装配式钢结构建筑发展中,建筑的围护结构体系既要满足轻质的要求,又要有足够的强度和刚度,达到绿色节能的效果,满足密封性能、热工性能、隔声性能、装饰性能的要求,所以进行建筑楼面及围护结构体系的研究,对于装配式钢结构的发展尤为重要。
1我国装配式钢结构建筑围护体系现存问题
1.1技术水准相对较低
目前,我国装配式钢结构建筑围护体系的技术水准相对较低,多数产品都是借鉴发达国家自主研发产品演变而来,国内缺少高精尖的装配式钢结构建筑围护结构研发人才。尤其是在装配式建筑的结构设计、围护体系搭建工艺以及相关材料方面,缺乏一套完善的产业体系。这种产业体系的不健全,导致各类工艺、技术都无法达到足够好的应用水准,也无法很好解决相关问题。
1.2规范性不足
尽管我国在大力推动装配式钢结构建筑工业化发展,但是仍旧缺少诸多规范标准。具体来讲,很多地区装配式建筑工程的建设多数都是属于实验性质的,尚未形成规模,意味着相关设计规范、工艺规范以及施工管理制度尚不健全。规范性的缺失,很容易导致装配式钢结构建筑设计及施工人员的工作没有依据,影响工程设计施工质量。从另一个角度来讲,相关监管单位,尤其是监理人员在针对这类建筑工程进行监督的时候,也存在无从下手的情况。显然,随着装配式建筑工程的优势被更多人认可,这类技术的发展趋势将越来越好,相应的规范标准也将逐渐成熟。
1.2市场化不足
虽然目前我国装配式钢结构建筑市场发展前景可观,但是目前尚未实现全面市场化。主要表现为,具备装配式建筑工程构件制造生产的厂家尚未形成规模,建筑工程的专业级设计团队比较少,建筑工程开发商对这类建筑的兴趣虽有,但仍处于观望状态。而消费者对装配式钢结构建筑的认可程度还有待提升,因缺少规范指导,部分装配式钢结构建筑甚至造价远超传统建筑。这一切都导致装配式钢结构建筑的市场规模不足,无法支撑其形成良好的发展机制。
2装配式钢结构建筑围护结构体系研究
2.1装配式钢结构楼(屋)面板体系
楼面板在装配式钢结构建筑物中主要承受由楼板自重和活荷载组成的竖向荷载以及传递水平荷载,楼板应具有足够的强度、刚度和稳定性。装配式钢结构的楼板应与结构体系要求相适应,达到工业化、标准化生产,并减轻自重。屋面板除要满足楼面板防水、隔声等使用功能外,还需要抵御外部环境的侵袭,如雨、雪和风等,并达到保温隔热的效果。装配式钢结构建筑的楼面板形式选用主要从抗震设防烈度、建筑高度、装配化和造价等考虑,目前我国采用的楼面板类型主要有压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板、现浇混凝土楼板和预制混凝土叠合楼板。(1)压型钢板组合楼板是由铺设在钢梁上的凹凸薄钢板与现浇混凝土结合而成,钢梁有圆柱头栓钉,可以对楼板的整体性进行加强。
压型钢板组合楼板可达到装配式钢结构建筑的要求,施工效率快,但湿作业较大,适用于楼层净高小的装配式建筑,造价产生较高。(2)钢筋桁架楼承板是由钢桁架与底模钢板焊接成一体的楼板,钢桁架是由楼板底部钢筋在工厂加工而成。楼面板施工效率快,一定程度上减少现场钢筋绑扎的数量,不需要做防火与防腐,适用于低层工业装配式建筑,但湿作业量较大,不易于开洞,设备安装麻烦,需严格把控节点焊接质量。(3)现浇混凝土楼板在工程中应用最广,可以直接应用在装配式钢结构建筑中,其施工技术简单,成本低廉,便于设备的管道铺设,但无装配化,自重大,施工效率较其他三种楼面板低,进而导致工期加长。(4)预制混凝土叠合楼板是由工厂预制板与现浇混凝土层组合而成。预制混凝土叠合楼板较其他三种楼板形式的湿作业量少,楼板刚度大,且造价适中,但叠合楼板密拼板缝处理技术及叠合楼板四周不出筋技术为施工主要难题。楼面板的设计分为施工阶段和使用阶段,在两阶段的计算中,按承载能力极限状态验算强度和正常使用极限状态验算变形,做好组合楼板的设计与计算。四种类型的楼面板各有优势,不论采用哪种都需要确保楼板可以与钢结构较好的连接,连接节点问题不容忽视,并且保证楼板的整体性。
2.2装配式钢结构外墙板体系
装配式钢结构外墙板围护系统是重要的组成部分,外墙板的装配化是考核装配式建筑的关键。国家“墙改”政策的实施,推动了新型墙体的研发,这个“新型”主要在两方面,一方面是新材料,另一方面是新的墙体连接技术,外墙板应重点考虑与钢结构主体的配合,突出新材料和新型节点连接方式的优势。在装配式钢结构建筑中,外墙类型主要有预制砌块、预制条板、轻钢龙骨大板和轻质混凝土复合大板四类。预制砌块装配化低,湿作业量大且施工效率低,主要有轻质加气混凝土砌块和混凝土小型空心砌块;预制条板装配化一般,会有部分湿作业且施工效率较高,但国内预制条板的种类较少,技术落后;剩余两种类型外墙装配化高,两者的湿作业量不多,但轻质混凝土复合大板是由两种以上材料结合而成,较轻钢龙骨大板有相对高的抗弯承载力和高度,保温性能更优越。在我国应用较多的装配式外墙板有轻质蒸压加气混凝土板(NALC板)、玻璃纤维增强水泥板(GRC板)、轻质水泥发泡夹心板、钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板、钢筋混凝土绝热材料复合墙板、金属复合板和轻钢龙骨组合板,其中NALC板技术比较成熟,在国内应用最广,被列为“国家住宅建设推荐产品”。装配式外墙板在设计时,必须符合规范的相关规定。
2.3装配式钢结构内墙板体系
装配式钢结构内墙板主要采用的是无机非金属墙板,内墙板分为分户墙和内隔墙,它可替代由空心砖或混凝土砌块组成的非承重墙,达到更好的分室分户的作用。装配式内墙板的主要优点是强度高、绿色环保、造价低、施工效率高、隔声性能和防火性能好。在我国应用较多的装配式内墙板有植物纤维复合隔墙、空心石膏板隔墙和粉煤灰泡沫水泥墙板。植物纤维复合隔墙轻质环保,施工速度快,墙体表面极其平整,较适合商业店铺、酒楼、KTV等调整布局频繁的场合。空心石膏板隔墙能起到调节室内空气中湿度的作用,构造简单,便于加工与安装。粉煤灰泡沫水泥墙板是国家鼓励发展的新型墙体材料,在缺乏轻质集料的地区作用显著,具有明显的技术、经济和环境效益。
结束语
总而言之,广大从业者应深刻认识到我国装配式钢结构建筑围护体系发展情况,明确装配式建筑在未来建筑行业中的重要地位,通过采取多项措施,提高装配式钢结构建筑围护体系技术水准,规范行业发展环境。
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