装配式钢结构建筑的发展与应用

发表时间:2020/11/19   来源:《建筑实践》2020年7月第19期   作者:林楠
[导读] 目前,我国建筑技术的持续发展,钢结构建筑设计在我国有了突破
        林楠
        中国建筑第二工程局有限公司华东公司  上海市  200135
        摘要:目前,我国建筑技术的持续发展,钢结构建筑设计在我国有了突破性的进展,尤其是装配式钢结构建筑由于具有绿色、环保和高效的特点,在建筑行业得到了广泛应用。同时,装配式钢结构也具有施工进度快的特点,在建筑生产中发挥出了越来越明显的作用,对其分析具有重大现实意义。鉴于此,文章主要探究了大跨度空间钢结构施工技术的特点,并提出几点可行性建议,为大跨度空间钢结构施工奠定基础与保障。
        关键词:装配式;钢结构;发展与应用
        引言
        与传统的钢筋混凝土建筑相比,装配式钢结构建筑在节能环保方面具有很好的优势,而且能够较快的施工,是未来建筑发展的方向。钢结构自身抗震性能好、强度较大,应用到装配式建筑中,能够使建筑物的承载力得到较好的提升。
        1 装配式建筑概述
        随着技术的不断进步,建筑业逐渐蓬勃发展,新的建筑材料的出现解决了黏土砖所破坏耕地的问题,框架结构、剪力墙结构、筒中筒结构等新型建筑结构形式的出现增强了建筑物抵抗地震作用、风荷载等的影响,同时也符合了新时代对城市的定义。
        2 绿色节能建筑现状及未来发展趋势
        2.1装配式钢结构绿色节能建筑的现状
        就发展来看,目前我国现阶段采用的装配式钢结构主要应用在高层建筑中,以及一些大型钢厂房和大型公用建筑中。住宅等建筑多以钢筋混凝土结构为主,对于装配式钢结构的应用在这种住宅类型建筑中相对较少。
        2.2装配式钢结构绿色节能建筑的未来趋势
        装配式建筑依旧是我国建筑行业的主要发展与研究方向,基于结构形式以及造价等多因素的考虑,应用不多,起步较晚,没有紧跟建筑行业的发展趋势。预制建筑因其绿色节能环保的优势,在未来具有很大的发展潜力,因此,未来建筑行业要抓住机遇实现转型,这是我国建筑行业未来发展的主要趋势。
        2.3创新体系,改进建筑
        过去因为各种因素使得这种建筑类型发展得到遏制,而发达国家在此时间段内充分利用与改进此类结构形式,现在我国装配式建筑虽然得到有序提升,但是在未来依旧需要以改变传统为基础,勇于创新新型的建筑体系。如何提升建筑体系,如何改进以往结构形式,如何控制成本来改进空间制约问题,如何提高建筑整体安全性能,还需要我们仔细研究。如何改进建筑发展研究方向是需要我们政府机构、结构设计人员、业界专业人士共同来改进完善,勇于改变以往在各方面只注重建筑结构而忽略建筑自身的情况。
        2.4更加完善新型建筑体系
        以相同结构形式的模数化设计会更加完善,运用实际工程中会更加合理安全。工厂化主要是改变以往的现场加工形式,在工厂加工完成后运输到现场吊装安装,随着装配式建筑的不断发展,“模块化”“工厂化”的新型建筑依旧会沿用质量管理体系对出厂产品实施严格审核,严格吊装、安装,完善新型建筑体系的连接问题,在保证建筑质量的同时降低建筑建造成本。
        3 钢结构在装配式建筑中的应用优势
        目前常见的装配式建筑形式主要有装配式混凝土结构、预制集装箱式房屋、装配式木结构和装配式钢结构。钢结构在国内工业领域中的应用已经比较成熟,在民用建筑中的应用也在逐步增加,钢结构与装配式建筑都是以预制构件作为主要受力构件,二者的有效结合克服了单纯的钢结构刚度不足的缺点,从而得到了广泛的应用。


        3.1重量轻、抗震效果好
        在钢结构中常用的钢构件有薄壁钢管和热轧型钢,截面形式受力合理,在惯性矩相同时其重量较轻,既能够满足强度要求又可以减少结构自重,因此适合用作装配式钢结构的主要承重部件。另外,装配式建筑中的外墙、隔墙、楼面板都可以采用质量较轻的建筑材料,荷载较小,减少对主要承重构件的影响[1]。此外,装配式钢结构建筑可以充分发挥钢结构强度高、塑性和韧性好的特点,大大地提高了建筑的安全性、稳定性和可靠性,增强建筑的抗震性能。
        3.2符合绿色建筑的要求
        装配式钢结构建筑和传统的混凝土建筑相比,能够明显地减少施工过程中产生的光污染、水污染、大气污染等,减少建筑垃圾的排放,降低能源损耗,因此不会给周围的生态环境带来负面影响。此外,由于装配式钢结构中的结构构件都是按照统一的标准尺寸进行生产的,因此在完成使用功能后很多构件还可以拆除,在其他建筑中进行重复利用。有的建筑施工原材料经过一定的加工处理后也能够循环利用,实现资源再利用的目的,体现了绿色环保的理念,并且可以节约成本,是真正意义上的绿色建筑[2]。
        3.3综合效益较好
        由于装配式钢结构的建筑构件承载能力强、截面面积较小,节约了大量的钢材和混凝土,并且可以降低建筑工程基础建设费用。此外,装配式钢结构建筑中的钢构件和混凝土预制构件都可以在工厂预先加工完成,在很大程度上加快了施工进度,节约了时间成本,构件的质量也可以得到保证,减少了施工过程中由于构件质量不达标造成的返工费用,所以装配式钢结构建筑具有较好的综合效益。
        4 装配式钢结构建筑发展趋势
        4.1钢结构应用的问题
        装配式建筑的发展由于处在初级阶段,对于施工建设,缺乏统一的标准体系,装配式建筑的钢结构在构件的设计及施工中的问题,对于预制混凝土的构件有现场浇筑节点的问题,这些都使得装配式钢结构建筑涵盖的专业内容较多,对于这种形式的建筑不管是在设计中还是在施工中,都需要多专业体系结合,所以,装配式钢结构建筑的建设还需要建立信息化的模型,使相关的信息能够融合为一体,这样建筑建设才能更加顺利。装配式钢结构建筑的成本增加了构件运输的费用、构件加工的费用等,这在成本管控方面短时间内没有应用优势,同时由于建造经验有限,在现场的装配安装技术还需要不断的提升。这种新型的建筑结构形式,相比较传统的建筑工程建设来讲,在设计、构筑物的建造以及现场施工方面差别都非常大,施工人员以及设计人员对于建筑形式的相关知识和技能的掌握还有所不足。装配式钢结构建筑的专业人才较为缺乏,由于建筑形式的新兴,有关于这方面具体的研究相对也较少。
        4.2未来的发展
        装配式钢结构建筑在未来的发展中,会更加突出绿色环保的观念,在材料的使用方面尽可能应用环保型的原材料,比如保温墙体、节能门窗等。设计人员需要积极的引入新的建筑结构,对于建筑人员需要加强新技术的培训,对这种新的建筑形式建设的有关流程和规范进行统一,以使装配式钢结构建筑的建设质量得到有效的提升。完善建立关于装配式建筑建设的质量和安全监管机制,使管理人员能够有具体的文件指导,明确管理工作具体的内容,更好的推进装配式建筑的建设。另外,还要充分的利用BIM技术,发挥其技术优势,使装配式建筑结构的设计和施工的精准性得以提高。要想使装配式钢结构建筑建设得到更为广泛的使用,还需要加强对其示范性工作的建设,政府有关部门可以加强政策优惠,对项目的推广设置一定的补贴标准。投资建设试点建筑,将装配式钢结构作为招投标的重点条件,由公用建筑建设向商业以及住宅建筑进行推广。由于建筑构件的统一加工制造,装配式钢结构建筑未来会形成产业化发展,在技术水平不断提高的同时,建设成本会逐渐得到良好控制,对于社会可以带来更好的综合效益。
        结束语
        经过以上分析可知,在装配式建筑中使用钢结构,能够加快建筑结构形式的转换,实现节能减排、可持续发展的目的,然而在生产加工和施工过程中还存在一些问题,应当在现有的装配式建筑基础上继续推进装配式钢结构的发展,着力健全规范相关施工体系,探索如何保障施工现场秩序,从而有效发挥装配式钢结构绿色环保的优势,推动我国建筑业的可持续发展。
        参考文献:
        [1]王晶.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].绿色环保建材,2018(12):190-191.
        [2]高青.装配式钢结构建筑研究及应用[J].建材与装饰,2018(10):146-146.
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