绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向

发表时间:2021/5/20   来源:《城镇建设》2021年第4卷第4期   作者:  高星磊,邢海霖
[导读] 建筑行业是我国基础建设中非常重要的组成部分,其发展关系到我国整体经济建设的发展走向。
        高星磊,邢海霖
        山东国舜建设集团有限公司  山东省济南市   250306
        摘要:建筑行业是我国基础建设中非常重要的组成部分,其发展关系到我国整体经济建设的发展走向。装配式钢结构建筑是以钢结构作为主要承力结构系统、将配套的外围护系统、设备管线系统和内装系统的主要部品部(构)件采用集成方法设计、建造的建筑,具有轻质高强、抗震性能好、材料可循环利用、居住空间灵活的优势,建造过程中采用标准化设计、厂内工业化生产、现场装配化施工,具有施工高效、自动化程度高、减少建筑垃圾、绿色环保等优点。
        关键词:绿色装配式钢结构;建筑体系及应用方向
        引言
        我国建筑行业最近几年之所以发展如此迅速,离不开国家经济的支持和政策的扶持,才有今天的成就。绿色装配式钢结构建筑体系是基于建筑迅猛发展的背景下产生的,是把预制好的构件运输到施工现场进行装配,这样不仅提高了施工速度,更可以保证建筑质量、减少环境污染。为了进一步提高施工速度,减少环境污染同时适应建筑工业化需求,通常会对装配式材料提出更高的要求。
        1装配式钢结构施工的主要特点
        1.强化建筑设计的准确程度,建筑结构本身的稳定性在一定程度上与设计有关,因此必须科学、合理地设计装配式钢结构,充分把控建筑本身的质量与安全。为保证建筑物本身的稳定性与安全性,在开展设计工作时有必要结合实际情况,防止错误发生,确保能够不断提高建筑质量。同时,充分利用计算机模型开展设计工作,整个工程通过设计能够形成一定的3D模型,从而可以将各种设计细节更为直观地显示出来,便于相关人员更好地把控质量,这对于装配式建筑设计思路的进一步完善至关重要。同时,也能够充分保证其建设工作落实效果,并通过对网络基础设施、专业软件配合使用方面的思考,完善工程实践中所需的设计方案,优化建筑结构性能,避免其设计质量受到不利影响,进而使装配式建筑后续的作业计划制订与实施效果更加明显,全面提升其应用价值。2.提高施工效率,如今装配式钢结构建筑是一种最先进的技术形态,实际开展建设工作时必须严格按照安全、效率的原则,更加合理地开展施工操作。具体施工时利用BIM技术可使工程设计与施工更具科学性,并通过对合理运用精细化理念方面的思考,保持建筑结构良好的施工及应用状况,满足其作业计划高效实施要求,避免给建筑应用埋下质量隐患。
        2绿色装配式钢结构建筑体系的应用要点
        2.1对施工图纸进行合理设计
        绿色装配式钢结构的图纸需要将全部构件列出,详细地对构件的位置、参数要求进行说明,比如说钢结构的强度、高度、宽度、长度、材质等,因此可以为构件的生产提供可靠准确的依据。在设计图纸方面确定参数是非常重要的,在确保参数合理的条件下有效地对构件进行连接,使构件之间密切配合,成为图纸设计过程中的关键内容。另外也需要注意加强图纸设计质量的控制,以保证设计出来的图纸能够有效地在现场进行指导装配施工。
        2.2外围集成与绿色建筑技术
        装配式钢结构施工在高层建筑中的应用十分复杂,且受建筑高度的影响,为顺利开展安装工作和保证施工安全,就需要认真做好相关工作。外围集成技术是一种重要技术,为更好地融入技术,需要科学、安全地处理墙体连接点。同时,低碳经济时代的到来为绿色建筑建设与发展中的技术应用创造了有利的条件,加上人们对居住环境质量状况改善也提出了更高的要求,而装配式建筑能够避免对生态环境产生不利影响,拓宽建筑领域的发展思路,可实现建设事业的可持续发展。


        2.3构建绿色建筑工作机制
        建立绿色建筑工作机制,运用BIM技术可以实现绿色建筑装配式结构设计,根据具体的施工要求设计每个预制构件的型号、尺寸,保证每个部分都能与实物达到一致,保证工厂在生产时能有参照物,为绿色建筑项目的建设奠定坚实的基础。每个地区的建筑风格是不一样的,多会受到当地的文化影响,这与当地居民的生活习惯、人文价值都有关系。建筑物作为城市的标志,设计人员进行绿色建筑时,要了解当地的风俗习惯,了解城市的文化,把人文历史等内容融合城市建设中,保证建筑物特点的同时提高整个城市文化内涵,凸显出城市的风貌。
        2.4钢筋桁架楼承板
        1.缩短工期。能大幅度减少现场钢筋绑扎作业时间,提高施工速度。由于楼板施工时可不设脚手架,因而混凝土浇筑完毕达到一定强度就可进行后续施工,不会因脚手架的存在而影响施工,也无需因拆除脚手架而延误工期。2.节省资源及投资。自承式模板下表面平整,比使用开口形压型钢板楼承板减少混凝土及钢板损耗;比使用闭口形压型钢板楼承板减少钢板损耗;比使用普通楼承板的楼板厚度小,且建筑建设中的层高有所降低。3.施工简单、废料少、对环境污染小。板材重量轻、覆盖面积大,完全依靠人力施工。由于板材加工是在工厂完成,因而施工现场没有大量的钢筋工程,施工现场清理简单,材料浪费少,实现了无污染文明施工。
        3绿色装配式钢结构建筑体系的应用方向
        3.1绿色建材的应用
        绿色混凝土是响应环保号召研发出的新型建筑材料,绿色高性能混凝土采用低熟料水泥配制混凝土,达到降低能耗的目的,其他的绿色建材如环保墙材、环保墙饰等相关产品的应用也越来越广泛。绿色建材与装配式建筑的发展相辅相成,装配式建筑的发展离不开绿色建材的推动。绿色建材的革新离不开政府的引导和支持,同时企业也需要加大对绿色建材的投入,研发出更加智能、环保的产品。
        3.2依托政府政策扶持,加强产学研合作
        一是建立了适宜中部地区装配式钢结构住宅节能、绿色、标准化的户型库,采用少规格、多组合的标准化设计,实现建筑与部品部件的通用性及构件标准化。与传统建筑相比,空间利用面积可提高5%-8%。二是研发了型钢钢管混凝土框架/框架一支撑结构体系,提高装配式钢结构型钢构件的应用水平。研发了不等高梁连接、梁端加腋、梁贯通节点、梁腹板开孔等节点构造设计措施,解决住宅建筑建造技术问题。三是研发了装配式高层钢结构住宅保温一体化PC(聚碳酸酯)幕墙系统,创新了“下承重上限位”的连接节点构造,提高了PC墙板的安装效率。通过“一道构造两道材料”的防水节点设计,提高了外墙抗渗能力及耐久性能。四是研发了适宜于装配式高层钢结构住宅的内墙系统,通过细部构造设计、改进施工工艺,解决了防火、抗裂和渗漏等常见质量问题。五是研发了装配式钢结构建筑自承式楼板支撑系统,提高了钢结构建筑楼板的施工效率,降低了施工综合成本。六是研发了钢构件BIM-MES(建筑工业化设计一生产信息化管理技术)的深度融合技术,构建了P-BIM(基于工程实践的建筑信息模型应用方式)钢结构加工制作一体化信息管理平台,实现了钢构件的智能制造。七是采用结构单元安装法进行主体结构安装,安装全过程采用三维激光扫描精准测控技术,有效提高了现场安装精度和结构施工质量。八是开发了“BIM+智慧工地”管理系统,实现了装配式建筑建造全过程可视化及信息交互的管理。
        结语
        预制装配式建筑是目前国家正在大力推广的新型技术,经过近年来的技术累积,装配式建筑的保温及防水性能已经取得较大的突破,同时一些新材料、新工艺的应用使装配式建筑向着更加高端、智能化的方向发展。
        参考文献
        [1]王鹏翔.装配式建筑施工技术在建筑工程中的应用[J].价值工程,2020,39(16):147-148.
        [2]邱国富.地下室防水施工关键技术的探讨[J].价值工程,2017,36(10):89-91.
        [3]彭梦月.被动式低能耗建筑围护结构关键技术与材料应用[J].新型建筑材料,2015,42(1):77-82.
       
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