綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系及應(yīng)用方向

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系及應(yīng)用方向

Summary：近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，裝配式建筑行業(yè)發(fā)展也取得了很大的進(jìn)展。裝配式建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，不僅有助于推動(dòng)中國(guó)建材行業(yè)向著更加綠色環(huán)保型的方向發(fā)展，還可以消化作用中國(guó)鋼鐵工業(yè)過(guò)剩的生產(chǎn)能力。在當(dāng)前全新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)代，綠色預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑已是目前鋼結(jié)構(gòu)最主要的發(fā)展方向，同時(shí)在建筑行業(yè)也有了越來(lái)越多的應(yīng)用。因此，綠色預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑作為一個(gè)全新的建設(shè)理念，獲得了社會(huì)各界的廣泛肯定，并逐漸地代替了傳統(tǒng)的建筑建設(shè)體系，本章也對(duì)綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑系統(tǒng)研發(fā)和運(yùn)用情況作了相關(guān)的介紹。Keys：裝配式；鋼結(jié)構(gòu)；建筑體系引言裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中使用相當(dāng)普遍，不僅應(yīng)用在中高檔建筑物，而且具備了耐火、防水、耐腐蝕等功能。不過(guò)，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)飛速發(fā)展的同時(shí)，也面臨的施工材料不環(huán)保、施工方法落伍，以及施工成本過(guò)高等相關(guān)問(wèn)題。所以在節(jié)能降耗的現(xiàn)代發(fā)展理念下，建設(shè)企業(yè)必須重新反思裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。所以，在現(xiàn)階段建設(shè)企業(yè)一定要秉承綠色施工的設(shè)計(jì)理念，明確裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)，并按照其特點(diǎn)改進(jìn)施工流程，以促使裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑向著更加綠色、可持續(xù)的發(fā)展方向前行。1、促進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的重要意義1.1節(jié)能降耗目前，隨著我國(guó)建筑業(yè)的快速發(fā)展，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)其的相關(guān)研究也取得了一些成果。在預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)建筑的具體施工過(guò)程中，主要的施工方法是現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工。采用該技術(shù)建造的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，其節(jié)能降耗效果顯著，可降低約80%的建筑廢棄物，對(duì)推動(dòng)我國(guó)生態(tài)環(huán)保與建筑業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，起到了關(guān)鍵作用。由于其在節(jié)能減排上的顯著優(yōu)勢(shì)，在建筑業(yè)中又被稱作“綠色建筑”。推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對(duì)于加強(qiáng)建筑企業(yè)的節(jié)能減排，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮著舉足輕重的作用。1.2有利于推動(dòng)建筑的工業(yè)化發(fā)展和品質(zhì)的提升建筑行業(yè)是一個(gè)龐大的資源消耗行業(yè)，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，“過(guò)度消費(fèi)”問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注，也越來(lái)越成為制約我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)主要障礙。因此，如何促進(jìn)綠色建筑的發(fā)展，既能保證建筑質(zhì)量，又能有效地降低資源的使用，又能有效地降低資源的消耗與浪費(fèi)。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑對(duì)鋼材的需求很大，可以充分利用國(guó)內(nèi)的過(guò)剩鋼材。由于組裝鋼結(jié)構(gòu)房屋的各部件均在工廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，從而促進(jìn)了構(gòu)件預(yù)制加工行業(yè)的發(fā)展，從而有效地拓寬了產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)帶動(dòng)相關(guān)設(shè)備制作、設(shè)備運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，起到了重要的推動(dòng)作用。2、鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)2.1具備較強(qiáng)的抗壓能力鋼結(jié)構(gòu)本身具有很強(qiáng)的抗壓能力，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)施工過(guò)程中使用的主要材料是鋼筋。焊接和其他方法可以使鋼筋形成完整的鋼結(jié)構(gòu)。在建筑工程的施工中，鋼結(jié)構(gòu)和混凝土通常一起使用，這進(jìn)一步提高了鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。鋼結(jié)構(gòu)的抗壓能力也得到有效提高，并且具有良好的耐腐蝕性。此外，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組合組裝的過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單方便，不需要太多時(shí)間。它可以有效提高裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)工程的施工效率，從而加快施工進(jìn)度。2.2具有較高的經(jīng)濟(jì)性在以往的建筑工程中，一般采用的是磚混結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)，盡管其穩(wěn)定性能也較為理想，但由于建筑工程的規(guī)模較大，在具體的施工中，需要大量的磚塊和石頭，對(duì)混凝土的需求也很大，因此在某種程度上影響了工程的經(jīng)濟(jì)效益。另外，在傳統(tǒng)的建筑工程中，建筑材料不易循環(huán)再利用，很容易造成原材料的浪費(fèi)，而采用鋼結(jié)構(gòu)則可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)殇摬谋旧砭哂泻芨叩慕?jīng)濟(jì)效益，原材料的價(jià)格也不高，而且可以循環(huán)使用，可以節(jié)約材料，提高建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。2.3對(duì)環(huán)境影響較小在傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)中，由于存在著大量的粉塵，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成一定的污染，因此必須采取相應(yīng)的降塵措施。在鋼結(jié)構(gòu)工程中，采用的是焊接工藝，它不會(huì)產(chǎn)生類似于混凝土結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，也不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。而且，鋼鐵建筑通常都是在廠房里進(jìn)行組裝，然后將零件運(yùn)送到工地進(jìn)行組裝，從而將對(duì)周圍的環(huán)境造成的負(fù)面影響降到最低。2.4具有較好的穩(wěn)定性傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)易受外部環(huán)境的影響，易產(chǎn)生變形、開(kāi)裂等問(wèn)題，尤其是在北方，冬季、夏季溫度差異大，很容易引起混凝土開(kāi)裂。與之相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有更好的力學(xué)性能、更高的彈性和延展性，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力，并具有比普通混凝土結(jié)構(gòu)更高的穩(wěn)定性和安全性。3、基于生態(tài)理念背景下的綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系方案3.1新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系配置合理融合傳統(tǒng)建筑體系優(yōu)點(diǎn)，并將之運(yùn)用于新型建筑系統(tǒng)配置中，則可以進(jìn)一步增加傳統(tǒng)房屋建筑的經(jīng)濟(jì)性。因此，在體系配置過(guò)程中須融合傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)思想的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合新型模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)效益與價(jià)值得以有效貫徹。首先，設(shè)計(jì)工作人員必須以傳統(tǒng)建筑施工方法為基礎(chǔ)，融合新型內(nèi)部控制，并運(yùn)用綜合設(shè)計(jì)的觀念開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)。例如可以利用房屋結(jié)構(gòu)框架為系統(tǒng)配置根本，同時(shí)運(yùn)用建筑設(shè)計(jì)生態(tài)配置的設(shè)計(jì)思想，并通過(guò)對(duì)柱身、梁體等的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置開(kāi)展技術(shù)分析。并通過(guò)技術(shù)評(píng)測(cè)，從而獲得了較好的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力效應(yīng)。同時(shí)，在建設(shè)過(guò)程中還須根據(jù)基本的房屋結(jié)構(gòu)予以合理配置，并通過(guò)結(jié)合式的系統(tǒng)配置原則科學(xué)配合，并根據(jù)《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑規(guī)范》(GB/T51232—2016)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容予以深度融合，以此提升建筑系統(tǒng)的配置精準(zhǔn)度。如在選擇梁柱節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中，可結(jié)合建筑空間建模軟件（BIM技術(shù)），分析不同梁體側(cè)面的配置模式，并同時(shí)檢測(cè)高強(qiáng)度螺線栓的固件功能。3.2“工業(yè)化住宅”體系配置“工業(yè)化住宅”在系統(tǒng)的具體實(shí)施過(guò)程中，主要是以鋼框架結(jié)構(gòu)材料的合理使用，合理配置的建筑主體模型。因此，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代工程可視化要求，選擇最具體的建筑材料結(jié)構(gòu)，并確保已提出的措施可以利用的技術(shù)結(jié)構(gòu)，達(dá)到對(duì)梁體的突出度和柱體功能突出度等問(wèn)題的合理處理。其技術(shù)理論基礎(chǔ)主要來(lái)自組合，如鋼管束模型等。在這一過(guò)程中，該技術(shù)可以通過(guò)與一體化模具的有效組合，進(jìn)而對(duì)其所結(jié)合的鋼管模型進(jìn)行構(gòu)件，并對(duì)構(gòu)建物具體的承重參數(shù)和剛性功能進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。3.3“模塊化、工廠化”體系配置在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑系統(tǒng)中，模塊化系統(tǒng)最具有代表性，在砼澆筑過(guò)程中，關(guān)鍵是活動(dòng)板房和模塊化房間，可隨意拆卸?；顒?dòng)板房，模塊建設(shè)時(shí)一般使用的輕鋼結(jié)構(gòu)，也可使用薄壁型鋼材構(gòu)件，最大限度地增加了防護(hù)材的阻燃性能，并有效增強(qiáng)了構(gòu)件的阻燃效果。4、綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)實(shí)踐應(yīng)用4.1住宅建筑中的應(yīng)用需要將綠色設(shè)計(jì)理念充分應(yīng)用于房屋建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，將房屋節(jié)能能力全面提升，同時(shí)也需要將綠色環(huán)保理念應(yīng)用于裝配式建筑當(dāng)中，加強(qiáng)重視梁體穩(wěn)定性改善工作，實(shí)現(xiàn)全面提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的效果。在設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要合理配置低碳合金鋼，用混凝土合理澆筑結(jié)構(gòu)中裸露的部分，實(shí)現(xiàn)承重構(gòu)件剛度的提升，保證房屋建筑穩(wěn)定安全。其次，可以積極借助BIM等現(xiàn)代信息技術(shù)開(kāi)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)，統(tǒng)一設(shè)計(jì)和裝配施工工作，尤其需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)一體化空間，重點(diǎn)分析梁柱存在的問(wèn)題，利用BIM系統(tǒng)碰撞檢查功能優(yōu)化配置各個(gè)構(gòu)件和功能節(jié)點(diǎn)，將建筑本身安全性全面提升。4.2商業(yè)建筑中的應(yīng)用和民用建筑相比，商業(yè)建筑的實(shí)際功能要求更多，并且本身有著商業(yè)需求。通常商業(yè)澆筑對(duì)采光通風(fēng)等方面有著更高的要求。為此，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)可視性特點(diǎn)和裝配式建筑靈活性特點(diǎn)評(píng)估和分析商業(yè)建筑設(shè)計(jì)結(jié)果的采光情況，同時(shí)就安裝施工中需要使用的通風(fēng)、采暖等設(shè)備進(jìn)行合理配置。在設(shè)計(jì)階段，堅(jiān)持一體化原則，合理組合并配置結(jié)構(gòu)材料。大多商場(chǎng)有著較大的跨度，在現(xiàn)代化社會(huì)不斷發(fā)展的背景下其內(nèi)部空間布置也會(huì)越來(lái)越多樣。在設(shè)計(jì)商場(chǎng)類商業(yè)建筑時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)構(gòu)件可拆除性加強(qiáng)考慮，將建筑空間整合功能提升，降低產(chǎn)生建筑垃圾的概率，同時(shí)有效利用商業(yè)建筑內(nèi)部空間。4.3模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)房在小型臨時(shí)性用房中常?？梢?jiàn)模塊化裝配式結(jié)構(gòu)房。這種房屋具有便捷的拆裝方式，有著較快的施工速度和較高的工業(yè)化程度，所以有著較為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前集裝箱房和活動(dòng)板房是最為典型的模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)房。按照工業(yè)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)房組裝過(guò)程可以在工廠完成，配合使用巖棉夾芯板墻板然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了百分百的工廠化生產(chǎn)。采用標(biāo)準(zhǔn)單元預(yù)制的活動(dòng)板房現(xiàn)場(chǎng)螺栓拼接鋼骨架，同時(shí)使用門(mén)窗構(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)化墻板能夠?qū)⒉鹧b工作效率顯著提升。通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)的模塊化結(jié)構(gòu)房可以大大降低材料損耗，大幅度提高制作安裝的效果，可以節(jié)省大量的資金成本，有助于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升以及裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。結(jié)束語(yǔ)總而言之，在我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)有效發(fā)揮了推動(dòng)作用。相關(guān)工作人員在實(shí)際設(shè)計(jì)建設(shè)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑過(guò)程中應(yīng)當(dāng)積極采用先進(jìn)的理論技術(shù)，積極選用節(jié)能環(huán)保材料，加強(qiáng)對(duì)環(huán)保工作的重視，有機(jī)整合結(jié)構(gòu)和其他輔助設(shè)備，通過(guò)不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)體系實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而達(dá)到建筑行業(yè)和企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的目的。Reference[1]魏代軍.綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的應(yīng)用實(shí)踐[J].陶瓷，2022(05):169-171.DOI:10.19397/ki.ceramics.2022.05.035.[2]渠天亮，郭毅敏，趙新平.綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用[J].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021(09):94-95.[3]焦恩