綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用

張嶺

摘? ? 要：綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系不但對傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的建筑體系的有了質(zhì)的飛躍，同時在不同墻體的交叉應(yīng)用新型圍護系統(tǒng)和科技化建筑體系中得到了發(fā)展，有力地推進了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。全綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)模式化裝配體系是新型建筑體系，它的發(fā)展設(shè)計概念是運用建筑元器件以結(jié)構(gòu)構(gòu)件或建筑功能單元為基本元件組合而成，具有構(gòu)件裝配化、圍護一體化、生產(chǎn)工廠化等特點，因此在建筑行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。文章主要針對綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系在建筑行業(yè)中的應(yīng)用問題加以分析。

關(guān)鍵詞：綠色環(huán)保;裝配式;鋼結(jié)構(gòu);建筑體系

1? 前言

裝配式建筑的發(fā)展對于資源能源的節(jié)約、施工污染的減少以及勞動生產(chǎn)效率和建筑質(zhì)量水平的提高非常有利，同時也加快化解產(chǎn)能過剩，促進信息化、工業(yè)化與建筑業(yè)的深度融合。2017年國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)—《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供技術(shù)支持保障，為未來建筑行業(yè)的發(fā)展拓寬了一條新的綠色建筑之道。

2? 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系環(huán)保特點

（1）節(jié)能：鋼結(jié)構(gòu)部件及制品均輕質(zhì)高強，建造過程大幅減少運輸、吊裝能源消耗。（2）節(jié)地：鋼結(jié)構(gòu)“輕質(zhì)高強”的特點，易于實現(xiàn)高層建筑，可提高單位面積土地的使用效率。（3）節(jié)水：鋼結(jié)構(gòu)建筑以現(xiàn)場裝配化施工為主，建造過程中可大幅減少用水及污水排放，節(jié)水率80%以上。（4）節(jié)材：鋼結(jié)構(gòu)高層建筑自重約為9001800kg/m2～1000kg/m2，傳統(tǒng)混凝土約為15001800kg/m2～1800kg/m2，其自重減輕約40%。（5）主材回收與再循環(huán)利用：建筑拆除時，鋼結(jié)構(gòu)建筑主體結(jié)構(gòu)材料回收率在90%以上，較傳統(tǒng)建筑垃圾排放量減少約60%。并且鋼材回收與再生利用可為國家作戰(zhàn)略資源儲備;同時減少建筑垃圾填埋對土地資源占用和垃圾中有害物質(zhì)對地表及地下水源污染等（建筑垃圾約占全社會垃圾總量的40%）[1]。

3? 構(gòu)建綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的價值

3.1? 裝配式鋼結(jié)構(gòu)具備節(jié)約資源、減少能耗的價值

裝配式建筑和傳統(tǒng)使用的澆筑式建筑相比較具有節(jié)約資源和降低能耗的優(yōu)點，尤其是對建筑垃圾的排放量，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑和傳統(tǒng)的澆筑式建筑相比較減少垃圾排放量大約百分之八十，在建筑施工過程中具有明顯的節(jié)水、節(jié)電、節(jié)材等優(yōu)勢，因此我們一般對裝配式建筑有著綠色建筑的稱號。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在城市中的發(fā)展具有節(jié)能減排、提高環(huán)境質(zhì)量、推進建筑行業(yè)綠色發(fā)展、建立全新生態(tài)文明的城市。

3.2? 提升建筑質(zhì)量

我國早在20世紀(jì)50年代國務(wù)院就出臺了《關(guān)于加強和發(fā)展建筑工業(yè)的決定》，可以說最早開啟了我國建筑工業(yè)化的道路。發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅消化過剩的鋼鐵，拓寬了建筑產(chǎn)業(yè)，在專業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)制造、構(gòu)件的預(yù)制加工、設(shè)備的運輸及組裝等方面也都得到了發(fā)展，裝配式建筑是一項綜合系統(tǒng)工程，包括產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、裝修等一系列階段工程，大力發(fā)展裝配式有利于加快我國建筑工業(yè)化快速發(fā)展。裝配式建筑的構(gòu)件采用機械自動化、信息化管理的流水線生產(chǎn)，構(gòu)件的質(zhì)量得到保證，建筑的品質(zhì)得以提升。

4? 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系分析

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系實質(zhì)上就是以鋼材作為主導(dǎo)承重構(gòu)件，聯(lián)合應(yīng)用輕質(zhì)混凝土墻體的節(jié)能化圍護體系，依照相關(guān)規(guī)范對建筑體配構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的工廠化、施工的裝配化、結(jié)構(gòu)美觀化、舒適性與實用性等特征共存的建筑體系。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)體系的差異性，可將裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑分為如下四種類型：①框架結(jié)構(gòu)體系;②框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系;③框架-支撐體系;④輕鋼龍骨體系。輕鋼龍骨體系在構(gòu)建期間，一般會選用間距400～600mm、壁厚0.5～3.5mm的鍍鋅冷彎薄壁型鋼龍骨作為受力骨架[2]，與此同時聯(lián)合應(yīng)用輕質(zhì)且具備保溫節(jié)能屬性的一體化的圍護墻板和工業(yè)化樓板的新型鋼結(jié)構(gòu)體系，其多被應(yīng)用在低層房屋建筑施工期間，是新時期下新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的研究和發(fā)展趨向。2016年9月14日，國務(wù)院總理李克強在國務(wù)院常務(wù)會議上提出潛力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)、混凝土等裝配式建筑的建議，其將會帶動節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升建筑安全層面、助力于過剩產(chǎn)能化解過程等功效。與此同時，國內(nèi)地方省、市也相繼頒發(fā)了積極推進裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的有關(guān)政策法規(guī)。

5? 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系應(yīng)用

5.1? 樓板體系的應(yīng)用

①鋼筋桁架組合樓板：裝配式鋼筋桁架組合模板是把鋼筋桁架樓承板與現(xiàn)澆混凝土或預(yù)制混凝土板結(jié)合而形成的組合樓板，鋼筋桁架組合樓板施工不需要設(shè)置模板且現(xiàn)場施工安裝便捷容易，具有施工工期短，剛度強度好，整體抗震性能好等特點。②壓型鋼板組合樓板：通過在支撐壓型鋼板上面澆筑混凝土材料結(jié)合而成的樓板稱作壓型鋼板組合樓板，常依據(jù)壓型鋼板與混凝土是否一起共同工作把壓型鋼板組合樓板分為非組合和組合樓板，其具有輕巧便捷、方便搬運和安裝、便于管線安裝等特點。③預(yù)制混凝土疊合樓板：鋼筋混凝土疊合樓板主要是通過在配有預(yù)應(yīng)力鋼筋的的混凝土底板的側(cè)邊預(yù)設(shè)置鋼筋并在混凝土板的側(cè)邊和上部現(xiàn)澆一層復(fù)合的混凝土，使預(yù)制板的預(yù)留鋼筋與現(xiàn)澆板的鋼筋連接并澆筑形成一整體樓板，其具有整體穩(wěn)定性能好、板面不易裂縫、抗震性能好的特點。

5.2? 裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系聯(lián)合PC構(gòu)件應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)體系在建筑體中的應(yīng)用，也并非是完美無瑕的，故此我進一步提升鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，在建筑工程施工階段可選用在施工中可以使用PC（預(yù)制混凝土）[3]。PC的應(yīng)用能夠顯著提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，且具有一定環(huán)保性，故此在世界各國中均有廣泛應(yīng)用空間。其在樓梯、樓板等構(gòu)件施工中的應(yīng)用，是對鋼結(jié)構(gòu)的有效完善。

5.3? 圍護墻體、構(gòu)造體系的結(jié)合應(yīng)用

墻體是建筑物的重要組成部分。圍護墻體是框架結(jié)構(gòu)施工的最后部分，近年來發(fā)展非?？?，很多功能都得到了提高，如性能更多，耐久性更強等。但是墻體各有不同，各自又都有各自的優(yōu)缺點，因此要想解決全部問題就要避免墻體的單一化。為了適應(yīng)發(fā)展的需求，維護墻體要將各種墻體材料混合在一起應(yīng)用，并和構(gòu)造法借鑒融合在一起。保溫裝飾一體板應(yīng)用在新建筑的外墻保溫中，還可以起到裝飾作用，它的應(yīng)用面比較廣，可以用來改造舊建筑的裝飾，也可以作為各種建筑的外墻保溫。不管是南方還是北方，建筑維護墻體都可以應(yīng)用保溫裝飾一體板，它可以起到節(jié)能，保溫，隔熱等作用。

5.4? 將綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系不斷完善與創(chuàng)新

裝配式鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展的一種新興建筑形式，其要想實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，還需以傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)形式為基點，吸收其精華，彌補其在應(yīng)用期間存在的缺陷，需對外圍結(jié)構(gòu)體實施創(chuàng)新措施，以構(gòu)建新興建筑體系。而上述目標(biāo)的實現(xiàn)絕非是一蹴而就的，首先是要革新傳統(tǒng)設(shè)計理念，整改過去重結(jié)構(gòu)、輕施工以及缺乏內(nèi)部裝修的理念，采用內(nèi)外結(jié)構(gòu)和內(nèi)部裝修相結(jié)合的設(shè)計理念。重點是提升建筑功能性，在對建筑主體施工過程中需緊扣框架式結(jié)構(gòu)進行，確保柱網(wǎng)尺寸的一致性，在對戶型部署以及功能規(guī)劃過程中，需結(jié)合抗側(cè)力構(gòu)件進行。

6? 結(jié)語

在節(jié)能減排、發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)的國家戰(zhàn)略下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑會有更大發(fā)展。但必須注意的是在相對于傳統(tǒng)建筑存在比較優(yōu)勢基礎(chǔ)外，還應(yīng)著力提高鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量和舒適性，從而為鋼結(jié)構(gòu)建筑打造一個“性能好、品質(zhì)高且節(jié)能環(huán)保”的形象，且滿足市場需求。

參考文獻：

[1] 張愛林.工業(yè)化裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題[J].工業(yè)建筑，2014（8）：1～6+38.

[2] 趙仕興，周練，楊華明.大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，促進裝配式建筑發(fā)展——以涼山州鋼結(jié)構(gòu)農(nóng)房為例[J].建筑技藝，2017（3）：72～75.