綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用獲獎科研報告

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用獲獎科研報告摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在我國已經(jīng)取得了突破性的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)在取得飛速發(fā)展的同時，如何有效推進(jìn)和研發(fā)綠色、高效的鋼結(jié)構(gòu)是目前研究的主要課題。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑由于具有綠色、環(huán)保和高效的特點，在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用?？v觀我國的裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，已經(jīng)從傳統(tǒng)的建筑施工形式轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代化和集成化的方式。目前在建筑領(lǐng)域中，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用?；诖耍疚淖髡呓Y(jié)合自身實踐就綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用進(jìn)行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);裝配式;體系創(chuàng)新;工業(yè)化;模塊化

1綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系優(yōu)勢分析

第一，施工強(qiáng)度高、抗壓強(qiáng)度高。從建筑工程結(jié)構(gòu)角度來分析，鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的差異較小，但鋼材自身具備較強(qiáng)的抗壓性能與抗拉性能，故在具體施工過程之中，其應(yīng)用范圍更加廣泛，尤其是一些跨度特別大的建筑工程項目，該體系的應(yīng)用效果更好。鋼結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)，能夠有效滿足居民對居住空間的個性化需求，布置方式更加簡單。第二，環(huán)保效果好。在運用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系時，因為其環(huán)保效果佳，符合當(dāng)下低碳社會的可持續(xù)發(fā)展需求。在鋼結(jié)構(gòu)建筑體系施工過程當(dāng)中，施工作業(yè)人員僅將不同的鋼構(gòu)件組裝，并將構(gòu)件進(jìn)行完美連接，不但減少施工后期的拆建量，降低施工拆建難度，而且安裝更加便捷。第三，可實現(xiàn)循環(huán)使用。鋼結(jié)構(gòu)體系施工完畢后，各項鋼結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)再利用，針對之前投入到建筑施工中的各項鋼構(gòu)件，各項鋼材的回收利用率能夠得達(dá)到70.0%左右，有效減少了建筑垃圾量。與常規(guī)的混凝土建筑垃圾量相比較來講，減少了大約60.0%，碳排放量大約減少40.0%，對工程項目周圍的生態(tài)環(huán)境起到良好保護(hù)。第四，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系施工采用裝配式方法進(jìn)行施工，對施工現(xiàn)場的要求較低，施工過程中產(chǎn)生的噪音也少，進(jìn)而減小了建筑工程施工對周圍居民日常生活產(chǎn)生的影響。

2綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究

2.1創(chuàng)新維護(hù)體系，改進(jìn)建筑體系

裝配式建筑是一種新型建筑形式，因此要想保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)的順利發(fā)展，需要以傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，并勇于創(chuàng)新，形成新型的建筑體系和結(jié)構(gòu)，同時設(shè)計人員還需要努力創(chuàng)新，勇于改變之前只注重建筑結(jié)構(gòu)，忽略建筑施工的施工方式。裝配式建筑施工更加重視建筑本位功能，緊緊圍繞建筑框架結(jié)構(gòu)來展開，同時在設(shè)計中更加注重建筑結(jié)構(gòu)的布局和功能性，以結(jié)構(gòu)為中心，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，并在控制成本的前提下，最大程度的擴(kuò)大空間。在內(nèi)部設(shè)計中還需要對內(nèi)部的梁柱等進(jìn)行隱藏，提高建筑的安全性。

2.2“模塊化、工廠化”新型建筑體系

模塊化建筑主要是由可活動性房和模塊化箱型房構(gòu)成，這兩種建筑形式都是采用輕鋼結(jié)構(gòu)或者薄壁鋼結(jié)構(gòu)來建筑而成，這種模式的鋼結(jié)構(gòu)造成成本低，且方便使用。工廠化鋼結(jié)構(gòu)沿用質(zhì)量管理體系動設(shè)計到出廠實施嚴(yán)格審核，在保證建筑質(zhì)量的同時降低建筑成本。

2.3工業(yè)化住宅”建筑體系

為了有效解決在住宅建筑中出現(xiàn)的梁柱問題，提出了“工業(yè)化住宅”建筑體系。工業(yè)化住宅建筑體系是由標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化的鋼管組合在一起，其內(nèi)部是由鋼筋混凝土組合而成的鋼管束組成，樓板是采用裝配式鋼筋架樓承板。由于傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)體系造價較高，適應(yīng)性不強(qiáng)，因此難以適應(yīng)復(fù)雜的平面戶型和梁柱裸露的現(xiàn)象，在這種背景下提出了箱型鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系，由于這一體系的優(yōu)勢較為突出，能夠有效解決傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)的問題，且此種方式能夠有效降低用鋼量。

3綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具體應(yīng)用

3.1應(yīng)用范圍分析

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的優(yōu)點比較突出，并不是適用在全部的建筑工程，例如，長時間暴露在室外的建筑工程，不宜采用鋼結(jié)構(gòu)施工體系，因為在太陽光與降雨的作用之下，鋼結(jié)構(gòu)體系會出現(xiàn)明顯變形，影響該類建筑的正常使用。比較適合應(yīng)用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的建筑主要有建筑總體架構(gòu)、內(nèi)墻結(jié)構(gòu)等等。除此之外，在一些路橋工程施工當(dāng)中，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系也同樣適用，在常規(guī)的路橋工程施工中，鋼筋混凝土是重要的施工原材料，路橋工程的整體性與剛度均能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的合理應(yīng)用，能夠保證路橋工程的施工質(zhì)量得到全面提升，路橋整體性更強(qiáng)。綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系當(dāng)中，主要使用的材料是鋼材，使得工程項目造價比較高，但是，從總體角度來分析，鋼結(jié)構(gòu)的物理強(qiáng)度更佳，有效減少了其他施工材料的損耗，故能夠有效降低工程施工造價。例如，在某大型廠房當(dāng)中，通過運用施工強(qiáng)度比較高的鋼材，工程項目的單位造價比鋼筋混凝土增加13.5%，若工程的建筑面積超過100.0m2，工程造價則會降低7.5%左右。主要是因為鋼筋用量多，墻體的厚度變小，使得工程項目的總施工成本下降。

3.2在商業(yè)建筑中的具體應(yīng)用

在大型行業(yè)建筑工程當(dāng)中，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的合理應(yīng)用，能夠保證工程的施工效果更好。根據(jù)工程項目的具體施工需求，在商業(yè)建筑內(nèi)部采用模塊化綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，能夠進(jìn)一步降低項目造價。模塊化綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，主要指的是將鋼材等一系列材料，在預(yù)制前提之下實施組合，然后采用成型模塊方法應(yīng)用到各大商業(yè)建筑當(dāng)中。例如，方形的鋼制建筑，可以將其設(shè)置在大型商場閣段位置，施工比較方便，拆卸也便捷。模塊化綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的合理應(yīng)用，有關(guān)人員需要加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，產(chǎn)品從設(shè)計到出廠，每一道工序均需要進(jìn)行全面審查，保證每件產(chǎn)品質(zhì)量均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有效提升項目的整體施工效果。在具體的施工過程當(dāng)中，作業(yè)人員要明確建筑靠外墻鋼結(jié)構(gòu)防火構(gòu)造要點，進(jìn)行科學(xué)施工。

3.3在住宅建筑中的具體應(yīng)用

在住宅建筑工程當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)體系的合理運用，能夠保證梁柱剛度不足問題得到妥善解決。例如，施工人員通過采用鋼管束組合結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化要求，形成良好的鋼管束，并在鋼管內(nèi)部澆筑適量的混凝土，有效提升鋼管束的施工剛度，保證各項承重構(gòu)件施工質(zhì)量得到更好提升。鋼管束體系的合理運用，能夠防止建筑工程出現(xiàn)大面積結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，妥善解決了工程梁柱裸露問題，采用中空混凝土灌注鋼束的方法，提高剪力墻的施工剛度，工程中的承重部位承重性能得到更好提升。

3.5裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能建筑的發(fā)展趨勢

裝配式建筑是我國未來建筑的發(fā)展趨勢。裝配式建筑是我國建筑行業(yè)的主要發(fā)展趨勢，由于在裝配式中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用不多，起步較晚，因此建筑行業(yè)需要緊跟綠色節(jié)能建筑的發(fā)展趨勢，抓住機(jī)遇實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，也是我國建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。積極借鑒國外的綠色建筑發(fā)展經(jīng)驗，大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能建筑，同時還需要不斷完善結(jié)構(gòu)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來體現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的施工以及其應(yīng)用優(yōu)勢。根據(jù)相關(guān)專家和學(xué)者的分析，不難看出，我國的鋼結(jié)構(gòu)具有較廣的發(fā)展前景。

4結(jié)語

綜上所述，裝配式鋼結(jié)構(gòu)主要包括PC+裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，通過在樓梯和樓板等