绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021年40卷第3期   作者:毋佳 黄宇博
[导读] 改革开放以来,我国经济持续保持了高水平的发展模式,

        毋佳  黄宇博
        中国建筑第二工程局有限公司 河北省 沧州市 062550
        摘要:改革开放以来,我国经济持续保持了高水平的发展模式,建筑规模和建设水平得到了显著的提高,绿色建筑的概念应运而生,装配式钢结构建筑体系是绿色建筑的重点组成结构,已经成为了建筑领域的重点发展方向,在建筑领域中发挥着重要的导向作用。值得注意的是,在绿色装配式钢结构建筑体系及应用时,应该兼顾企业单位的经济效益,不断地对建设技术进行完善和革新,相应环保的可持续发展需求,进而为我国绿色装配式钢结构建筑体系的长远发展奠定坚实的基础。
关键词:绿色;装配式;钢结构;建筑体系;应用方向
一、促进装配式钢结构建筑发展的重要意义
        1.1节能降耗
        目前,随着我国建筑产业的快速发展,装配式钢结构建筑已在实践过程中得到了较为广泛的应用,而且对其进行的相关研究,也取得了一定的成果。装配式钢结构建筑在具体施工过程中,主要施工方法是钢筋混凝土现浇施工方式。应用这种方法进行施工的装配式钢结构建筑与传统建筑相比,在节能减排方面具有突出的效果,其建筑垃圾排放量可减少80%左右,对促进生态环境保护与建筑产业的和谐发展具有至关重要的作用。正因装配式钢结构建筑在节能减排方面的突出效果,在建筑行业中,这种结构形式的建筑也被称为绿色建筑。推进装配式钢结构建筑的发展,对强化建筑生产节能减排效果,促进我国建设可持续发展型社会,具有至关重要的作用。
        1.2有利于推动建筑的工业化发展和品质的提升
        建筑产业对资源的消耗量巨大,随着我国经济的发展,资源消耗过量问题引起了社会各界的广泛重视,更成为我国社会经济可持续发展的重要阻碍因素。针对这一现状,推动建筑产业的绿色化发展,在保证建筑品质的情况下,提高资源利用效率,减少资源消耗和浪费,对我国社会经济发展建设具有极为重要的现实意义。装配式钢结构建筑需要使用大量钢铁材料,能有效利用我国生产过剩的钢铁原材料。由于装配式钢结构建筑的各个构件都在工厂的生产车间中生产制造,带动了建筑构件预制加工产业的发展,有效拓宽了产业链,对带动相关设备制作、设备运输等产业的发展,起到了重要的推动作用。
二、基于生态理念背景下的绿色装配式钢结构建筑体系方案
        2.1新型装配式钢结构体系配置
        合理融合传统建筑设计体系优势,并将其应用至新型建筑体系配置中,能够不断提高房屋建筑的经济效益。由此,体系配置过程中须融入传统设计理念的优势,融合新型模型结构设计,促使建筑的生态效益理念能够得到落实。
        首先,工作人员须以建筑施工为根本,融入新型内部控制技术,采用整合设计的理念开展建筑设计。如可将建筑结构框架作为体系配置根本,同时融入生态配置的理念,根据梁体、柱体的网络配置进行技术分析。通过技术评测,从而得到一个较好的抗侧力效果。同时,构建过程中须结合基本房屋构型进行配置,采用综合式的配置理念对科学协调,结合《装配式钢结构建筑标准》(GB/T51232—2016)的内容进行深度整合,从而提高体系的配置精准度。如在配置梁柱节点的过程中,可结合空间模拟软件(BIM技术),分析不同柱体侧面配置模型,同时测试高强度螺旋栓的固件功能。
        2.2“工业化住宅”体系配置
        “工业化住宅”体系在具体实践过程中主要方向以钢框架结构的有效应用,合理配置建筑主体模型。例如,可结合现代可视化需求,配置具体的钢管组合,保证所制定实践方案能够通过相关技术配置,实现对柱体局部突出或者梁体功能突出等现象的有效解决。该设计理念主要源于组合,即钢管束模式。在这一过程中,该技术能够通过与一体化模型的有效结合,从而对所连接的钢管模型进行构件,并对构建具体的承重参数和刚性功能进行模拟测试。

以该模式进行构建,并在钢筋桁架过程中尽可能地选择H型钢筋桁架,完成对相关成板的有效配置,进而从根本上实现对体系中配件承受力方面的有效改善。与此同时,在体系具体配置过程中,以建筑空间内的实际剪力效果进行系统测试,通过与房屋布局和称重设计等要求确定体系实际构建所需要的钢材总量。除此之外,剪力墙功能水平的高低对建筑工程整体承重效果有着直接影响。因此,在实际承重过程中,需积极选用创新型剪力墙配置模式,从而避免对墙体产生过大的损坏。整体来讲,工业化住宅体系在工程实际配置过程中的有效应用,通过与钢材刚度功能的有效结合开展相关测试,不但有助于建筑支撑性功能的全面提升,实现对各类安全体系内容的有效整合,且在某种程度上有利于增强建筑工程整体安全性和稳定性。
        2.3“模块化、工厂化”体系配置
        在装配式钢结构体系中,模块化体系更具代表性,在混凝土施工过程中,重点是活动板房和模块化房间,可随时拆除。活动板房,模块房施工主要采用轻钢结构,可采用薄壁钢结构,最大限度地提高防护材料的阻燃性能,有效提高结构的阻燃效果。
三、绿色装配式钢结构实践应用
        3.1住宅建筑中的应用
        需要将绿色设计理念充分应用于房屋建筑设计当中,将房屋节能能力全面提升,同时也需要将绿色环保理念应用于装配式建筑当中,加强重视梁体稳定性改善工作,实现全面提升建筑结构稳定性和安全性的效果。在设计时,首先需要合理配置低碳合金钢,用混凝土合理浇筑结构中裸露的部分,实现称重构件刚度的提升,保证房屋建筑稳定安全。其次,可以积极借助BIM等现代信息技术开展装配式钢结构住宅设计,统一设计和装配施工工作,尤其需要加强设计一体化空间,重点分析梁柱存在的问题,利用BIM系统碰撞检查功能优化配置各个构件和功能节点,将建筑本身安全性全面提升。
        3.2商业建筑中的应用
        和民用建筑相比,商业建筑的实际功能要求更多,并且本身有着商业需求。通常商业浇筑对采光通风等方面有着更高的要求。为此,设计人员可以利用BIM技术可视性特点和装配式建筑灵活性特点评估和分析商业建筑设计结果的采光情况,同时就安装施工中需要使用的通风、采暖等设备进行合理配置。在设计阶段,坚持一体化原则,合理组合并配置结构材料。大多商场有着较大的跨度,在现代化社会不断发展的背景下其内部空间布置也会越来越多样。在设计商场类商业建筑时应当对构件可拆除性加强考虑,将建筑空间整合功能提升,降低产生建筑垃圾的概率,同时有效利用商业建筑内部空间。
        3.3模块化装配式钢结构房
        在小型临时性用房中常常可见模块化装配式结构房。这种房屋具有便捷的拆装方式,有着较快的施工速度和较高的工业化程度,所以有着较为广泛地应用。当前集装箱房和活动板房是最为典型的模块化装配式钢结构房。按照工业化生产标准生产的模块化装配式钢结构房组装过程可以在工厂完成,配合使用岩棉夹芯板墙板然后运输到现场,实现了百分百的工厂化生产。采用标准单元预制的活动板房现场螺栓拼接钢骨架,同时使用门窗构件、标准化墙板能够将拆装工作效率显著提升。通过工业化生产的模块化结构房可以大大降低材料损耗,大幅度提高制作安装的效果,可以节省大量的资金成本,有助于企业经济效益提升以及装配式钢结构的发展。
结语:
        绿色装配式钢结构技术对于我国建筑行业的发展,起到了显著的促进作用。因此,在实际应用过程中,设计人员应该主动融合不同的技术理论,并主动运用绿色环保的建筑材料,通过运用一体化设计理念,促进结构与其他辅助设备的融合,让建筑结构各部分内容形成有机融合的整体,在良好结构体系的配合下,让其他设备的运行效益也能得到有效提升,并达到可持续发展的目标。
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,2019(12):190-191.
        [2]钟杰.绿色装配式钢结构建筑体系探讨[J].中国金属通报,2019(10):216-217.
        [3]王志远,张显哲.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(29):126.
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