裝配式鋼結(jié)構(gòu)裝置重要工藝方法研究

倫光明

摘 ?要：在現(xiàn)階段建筑行業(yè)中普遍采用的鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)榫邆鋬?yōu)異的抗震性能、施工難度低、搭建速度快、工業(yè)自動化制造程度高等優(yōu)勢，現(xiàn)階段已經(jīng)作為相關(guān)企業(yè)為了推動建筑行業(yè)節(jié)能、綠色環(huán)保、低碳排放量、可持續(xù)性發(fā)展的重要作業(yè)形式之一。文章著重依據(jù)裝配式鋼結(jié)構(gòu)核心解決方案開展研究，探究有關(guān)的施工作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過研究裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)的常規(guī)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，講述了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑物的理論概念以及現(xiàn)階段出現(xiàn)的弊端，給出了裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的使用方案。

關(guān)鍵詞：裝配式;鋼結(jié)構(gòu);裝配式建筑;核心技術(shù);優(yōu)勢;概念

中圖分類號：TU758 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）20-0097-02

Abstract： Steel structure， which is widely used in the construction industry at the present stage， has the advantages of excellent seismic performance， low difficulty of construction， fast construction speed， high degree of industrial automation and so on. At this stage， it has become one of the important operation forms for related enterprises to promote energy saving， green environmental protection， low carbon emissions and sustainable development of the construction industry. This paper focuses on the core solution of prefabricated steel structure， so as to carry out research and explore the relevant construction experience. After studying the conventional technical advantages of the construction technology of prefabricated steel structure building， this paper describes the theoretical concept of prefabricated steel structure building and its disadvantages at the present stage， and gives the application scheme of prefabricated steel structure in the field of construction industry.

Keywords： prefabricated; steel structure; prefabricated architecture; core technology; advantage; concept

引言

依據(jù)我國相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)部門提供的最新結(jié)果，2019年全年國內(nèi)建筑鋼材總產(chǎn)量高達(dá)11億噸之多，建筑鋼材銷往國外的產(chǎn)品質(zhì)量約為6400萬噸，并且近些年來建筑鋼材生產(chǎn)量年均增長率高于20%，所以國內(nèi)生產(chǎn)的建筑用鋼材一般為國內(nèi)市場消化，其中2018年全年國內(nèi)建筑行業(yè)國民生產(chǎn)總值已經(jīng)高達(dá)22萬億元之多，相比2017年增加了大約28.67%，我國建筑行業(yè)占GDP的份額比例大約為7%，根據(jù)此種狀況，我國建筑行業(yè)為了降低建筑鋼材產(chǎn)量的庫存量，我國鋼結(jié)構(gòu)的使用可以有效促進(jìn)鋼鐵行業(yè)消化產(chǎn)能。而建筑鋼結(jié)構(gòu)同時具備優(yōu)異的抗震性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度好、作業(yè)工期短等顯著優(yōu)點(diǎn)，這促進(jìn)了裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中的迅速普及。為此在不久的將來，裝配式鋼結(jié)構(gòu)將會成為國內(nèi)建筑作業(yè)的主流施工解決方案之一，所以，探索裝配式鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝方法對提高國內(nèi)建筑行業(yè)施工作業(yè)水平具有重大的、積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)外形尺寸小

建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)（見圖1）材料具備質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特性，建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)和常規(guī)水泥混凝土構(gòu)造，建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)外形尺寸小，建筑墻體、建筑加強(qiáng)立柱等構(gòu)件所需空間體積小，進(jìn)而能夠最大限度地提升建筑物的有效實(shí)際居住面積，經(jīng)過搜索有關(guān)技術(shù)資料表明建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑物墻體立柱豎向結(jié)構(gòu)件大約占用11%左右的面積，該數(shù)值大大低于水泥混凝土建筑物墻體立柱結(jié)構(gòu)件所占用的面積。

1.2 建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)低碳排放量節(jié)能綠色環(huán)保

常規(guī)的水泥混凝土建筑物在搭建進(jìn)程中，模具板、木質(zhì)原材料、水泥鋼筋混凝土等使用量巨大，作業(yè)過程中往往會出現(xiàn)很多的建筑垃圾，假如沒能對建筑垃圾實(shí)行行之有效的處置，將會對建筑項(xiàng)目周邊的土壤、水系、大氣等自然生態(tài)環(huán)境造成極其嚴(yán)重的破壞，這種情況也是常規(guī)建筑施工解決方案的一個弊端。從節(jié)能環(huán)保的角度來講，上述高耗能、重度污染的情況亟待妥善處理，因此而使用建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)方法，可以行之有效減少建筑垃圾的排放，進(jìn)而符合我國建筑行業(yè)現(xiàn)階段的節(jié)約能源、減少排放、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的理念。

1.3 建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)自動化生產(chǎn)

建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)方便達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工業(yè)自動化生產(chǎn)流程，在生產(chǎn)線上作業(yè)效率越來越高、越來越好，品質(zhì)有保障。與此同時使用智慧化、數(shù)據(jù)化的生產(chǎn)線，規(guī)避了作業(yè)場地相關(guān)作業(yè)者因素產(chǎn)生的品質(zhì)瑕疵，進(jìn)而使得工程品質(zhì)受到合理的把控。與此同時工業(yè)自動化作業(yè)方式，把施工現(xiàn)場相關(guān)作業(yè)工作人會員轉(zhuǎn)變成建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)專業(yè)技術(shù)操作者，現(xiàn)場操作者必須參加崗前培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可執(zhí)證上崗，既提高了現(xiàn)場施工條件，又減少了相關(guān)操作人員勞動強(qiáng)度與安全漏洞。

2 有關(guān)部門對建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)的政策支持

2.1 有關(guān)部門對建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)的資金扶持

在我國建筑行業(yè)工業(yè)自動化發(fā)展歷程中，各地有關(guān)部門陸續(xù)頒布了有關(guān)補(bǔ)貼條款。例如南方某城市規(guī)定：凡是被省里確定為建筑行業(yè)科技化模范的試點(diǎn)基地，將會劃撥相關(guān)的試點(diǎn)基地最高50萬元專項(xiàng)扶持資金用于補(bǔ)貼基地的科研投入;華北某省聯(lián)合國土資源、有關(guān)規(guī)劃、城鄉(xiāng)和住房建筑等相關(guān)部門，將裝配式建筑園區(qū)和基地建設(shè)納入政府規(guī)劃，優(yōu)先安排建設(shè)用地，同時對進(jìn)行技術(shù)革新的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造企業(yè)，符合國家規(guī)定條件的，能夠獲得企業(yè)經(jīng)營所得稅（15%）免予征收的扶持。上述各項(xiàng)有關(guān)部門的財(cái)政補(bǔ)貼的有關(guān)政策扶持，能夠最大限度地提升建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)單位和建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目更快更良性地發(fā)展進(jìn)步。

2.2 建筑密度指數(shù)和建筑實(shí)際面積財(cái)政扶持

在建筑密度指數(shù)和建筑實(shí)際面積財(cái)政扶持方面，很多地方有關(guān)部門陸續(xù)頒布了有關(guān)細(xì)則。華北某省在《加速推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展綱要》中提出，只要是采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建造的商品房居民使用住宅工程，該項(xiàng)目在申請規(guī)劃等審批流程時，滿足建筑實(shí)際面積在規(guī)劃總面積的 3%上下區(qū)間波動的前提條件，該項(xiàng)目建筑外立面預(yù)先制造的建筑面積能夠免除計(jì)算;與此同時截止到2020年10月20日之前，針對新增的開始施工的城鄉(xiāng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)商品房居民住宅和鄉(xiāng)村居民個人出資搭建的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自用房屋工程，屬地有關(guān)部門將會給予專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)助。

3 建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)重要裝配工藝方法

3.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)的體系

我國最近一段時期建筑用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)步程度顯著，在各個地方有關(guān)部門的大力協(xié)調(diào)努力之下，為數(shù)眾多的科研單位和建筑行業(yè)相關(guān)單位在裝配式鋼結(jié)構(gòu)解決方案的領(lǐng)域進(jìn)行投入和研發(fā)，經(jīng)過多年的積累，已經(jīng)從常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)框架-支撐建筑主體重量的系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)框架-剪力結(jié)構(gòu)外立面系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)框架-核心機(jī)構(gòu)筒系統(tǒng)發(fā)展到了研發(fā)出具有突破性意義的重點(diǎn)工藝方法應(yīng)用在諸多實(shí)際項(xiàng)目中，其中最有顯著特征的包括：鋼結(jié)構(gòu)骨架住宅系統(tǒng)、斜支撐關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化型鋼結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)、多層的新型組合式承重鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等等。提升了鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化施工的特點(diǎn)，受到業(yè)內(nèi)同行的一致好評。

3.2 圍欄系統(tǒng)

建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)外部懸掛墻板系統(tǒng)，其功能是起到分離屋內(nèi)和屋外空間的建筑物外部圍護(hù)系統(tǒng)，效果上有隔噪音、保溫、隔熱的功效，尤其是在我國北部區(qū)域，建筑外墻保溫能力是其重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前新款墻體建筑原材料品種眾多升級換代頻率高，典型的材料主要有：蒸壓混凝土板材、混凝土空心砌塊、水泥鋼網(wǎng)泡沫塑料夾芯板等。外墻保溫做法也比較多，常規(guī)的有外墻外保溫做法，其構(gòu)造形式包括：裝飾面層、保溫層及基墻三個部分，具體構(gòu)造做法有輕鋼龍骨干掛體系、薄抹灰外墻保溫體系、保溫隔熱裝飾一體化板材體系三種形式，伴隨著新型建筑原材料新解決方案的產(chǎn)生，圍護(hù)系統(tǒng)系列產(chǎn)物升級換代速率很快。

3.3 樓板系統(tǒng)

目前我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的樓板類型各種形式種類繁多，其中最具備典型性的為：PK預(yù)應(yīng)力疊合樓承板、鋼筋桁架樓承板、壓型鋼板組合樓板。經(jīng)過上述性能參數(shù)的對比，三種形式的樓板系統(tǒng)各有特點(diǎn)，在實(shí)際工程中根據(jù)項(xiàng)目的自身特點(diǎn)，相關(guān)施工作業(yè)單位相關(guān)作業(yè)解決方案優(yōu)先選取最佳的解決方案。

3.4 智慧型建筑解決方案

伴隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起，建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)升級換代速率很快，其中BIM技術(shù)在有關(guān)部門積極推動下，早已滲透到建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工作業(yè)的很多階段。BIM技術(shù)最為關(guān)鍵重要的功能之一就是可以提供可視化的用戶使用界面，人所共知一般的二維工程圖已經(jīng)無法完全地表述出在實(shí)際工程建筑使用中廣泛性、繁復(fù)性的要求。依靠BIM模型的三維建模，能夠提升相關(guān)建筑設(shè)計(jì)師、相關(guān)工程技術(shù)人員對建筑的整體性認(rèn)識，使建筑功能分區(qū)更加清晰化， 空間布置更加合理化。其次，BIM可以借助計(jì)算機(jī)平臺，實(shí)現(xiàn)虛擬建造整個施工過程，讓項(xiàng)目參與方更加直觀、準(zhǔn)確的把握項(xiàng)目施工進(jìn)度。

4 結(jié)束語

綜上所述，裝配式鋼結(jié)構(gòu)基于具有主體構(gòu)件尺寸小、低碳環(huán)保、可工業(yè)化生產(chǎn)等自身優(yōu)點(diǎn)，借助于國家鋼材產(chǎn)量過剩去庫存的機(jī)會，趁著各個地區(qū)的相關(guān)部門提供的利好政策，包含貨幣津貼、容積率、建筑使用面積等內(nèi)容的前提下。文章對于建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)核心技術(shù)進(jìn)行了研究，對構(gòu)造系統(tǒng)、圍欄系統(tǒng)、樓體基板系統(tǒng)、智慧建筑等技術(shù)實(shí)行了詳細(xì)研究分析，經(jīng)過各種解決方案經(jīng)濟(jì)參數(shù)指標(biāo)的對比，指出了將來國內(nèi)建筑用裝配式鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)解決方案的未來趨勢。

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