綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究應(yīng)用

文亞智

摘要：對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、模塊化建筑體系、工業(yè)化住宅建筑體系三種綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系進行了分析，基于蘭州新區(qū)保障性住房建設(shè)項目（二期）工程對綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑三板體系的應(yīng)用進行了重點論述，通過對高強鋼筋應(yīng)用技術(shù)、大直徑鋼筋直螺紋連接技術(shù)、清水混凝土模板技術(shù)、深化設(shè)計技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的分析，明確綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的研究應(yīng)用重點。

關(guān)鍵詞：綠色;裝配式鋼結(jié)構(gòu);建筑體系

中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的發(fā)展，應(yīng)用傳統(tǒng)的建筑體系無法滿足我國建筑行業(yè)發(fā)展的需求，綠色化、高效化的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系將成為我國建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向。

1綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有自重輕的優(yōu)勢，在建筑行業(yè)中可充分提升鋼材的利用效率，降低水泥及砂石料應(yīng)用量，節(jié)能減排，綠色環(huán)保，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用可不斷推動我國建筑行業(yè)發(fā)展。因此，在建筑項目建設(shè)中積極響應(yīng)國家綠色建筑等相關(guān)政策，大力推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，合理應(yīng)用現(xiàn)代化建筑體系。

1.1裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑

鋼管混凝土柱+H型鋼梁框架結(jié)構(gòu)是典型的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。該建筑體系是以鋼管混凝土柱+鋼梁為框架，以輕型建筑內(nèi)外墻為主要圍護結(jié)構(gòu)，應(yīng)用裝配化樓板，與其他配套部件共同構(gòu)成鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有承載能力強的特征，延性良好，有較強的抗震性能，在高層住宅中應(yīng)用廣泛。

1.2模塊化建筑體系

模塊化的建筑由具有活動性以及模塊化的廂房構(gòu)成，在建設(shè)中主要利用輕鋼結(jié)構(gòu)或者薄壁鋼結(jié)構(gòu)進行建造。這兩種鋼結(jié)構(gòu)具有成本低廉、方便應(yīng)用的優(yōu)點。

1.3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，內(nèi)部通過鋼筋混凝土形成鋼管束，樓板是裝配式鋼桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板，具有施工快捷、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢，可降低鋼材用量。

箱型鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種多腔鋼板剪力墻組合結(jié)構(gòu)建筑體系，屬于多腔體鋼板剪力墻。樓板由鋼筋桁架樓承板或預(yù)制混凝土疊合板制成，內(nèi)墻多為輕質(zhì)復(fù)合條板，外墻體系由保溫裝飾一體化外墻組件構(gòu)成。

2綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究應(yīng)用

在我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展過程中，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系也逐漸應(yīng)用起來。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具有綠色、高效的特點，在建筑行業(yè)中合理應(yīng)用可推動建筑行業(yè)不斷發(fā)展。我國建筑體系具有不斷向現(xiàn)代化、集成化發(fā)展的趨勢，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑將成為今后我國建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向。綜合現(xiàn)階段發(fā)展背景，分析綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，對建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。

2.1項目概述

蘭州新區(qū)保障性住房建設(shè)項目（二期）工程由甘肅建投蘭州新區(qū)建設(shè)管理有限公司開發(fā)建設(shè)，項目位于蘭州新區(qū)秦王川盆地，經(jīng)十二路以西、緯十二路以北。該項目包括10棟住宅樓及附屬臨街商業(yè)和滿鋪地下車庫，總建筑面積約101 316m²，總用地面積56 204m²。本工程是甘肅建投推動省內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)自身的轉(zhuǎn)型和突破的示范工程。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑三板體系

三板體系即樓板、外墻板、內(nèi)墻板的合稱。在此項目中做到了“鋼結(jié)構(gòu)+三板體系”的有效融合，具有顯著的優(yōu)勢。另外，在本項目施工中應(yīng)用了黏錨組合式外墻外保溫隔熱系統(tǒng)（外墻保溫裝飾一體板）施工技術(shù)，配合應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，具有顯著的效果。

“鋼結(jié)構(gòu)+三板體系”在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中環(huán)保、舒適、安全，具有良好的抗震性，是今后建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢?！颁摻Y(jié)構(gòu)十三板體系”作為一種綠色環(huán)保的技術(shù)手段，在建筑項目中應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢。

鋼材作為可再生資源，可重復(fù)利用，符合國家綠色發(fā)展的政策要求。在“鋼結(jié)構(gòu)十三板體系”裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中，裝配率高達(dá)76%，工期縮短到1/4。且在建筑項目中，主體結(jié)構(gòu)的材料用量有效減少，其中柱混凝土用量減少了50%，梁的混凝土用量減少80%，內(nèi)外墻體材料的整體用量減少30%-40%，上部結(jié)構(gòu)材料減少了50%以上。各項基礎(chǔ)材料均有所減少，滿足我國對資源環(huán)境各項需求。在施工中建設(shè)用水量減少了60%，施工中的建筑垃圾減少了70%，滿足我國對于水資源、環(huán)保的各項要求。隨著“鋼結(jié)構(gòu)十三板體系”中的各項材料用量的不斷減少，有效地降低了能源消耗以及碳排放的30%-40%。

“鋼結(jié)構(gòu)十三板體系”實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，做到了裝配化施工，在建筑施工中濕作業(yè)有效減少50%以上，解決了北方地區(qū)在冬季嚴(yán)寒天氣不能進行濕作業(yè)的問題，可實現(xiàn)冬季正常施工作業(yè)。隨著建筑墻體厚度的縮減，以及柱截面的減小，使得常規(guī)20 m²左右的居室空間可增加面積1 m²，得房率提高了3%以上，滿足了用戶的住房需求。

在此項目中采用國家建設(shè)行政主管部門推廣的新技術(shù)、新工藝，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)可縮短工期，提高工程質(zhì)量，降低成本。

2.2.2大直徑鋼筋直螺紋連接技術(shù)

筏板縱筋、剪力墻豎向縱筋、車庫梁等部位鋼筋直徑≥18 mm的鋼筋接頭采用直螺紋機械連接，套筒由廠家提供，鋼筋端頭的螺紋在施工現(xiàn)場由直螺紋機床進行加工。

2.2.3清水混凝土模板技術(shù)

此工程車庫模板采用普通清水混凝土模板，模板設(shè)計前應(yīng)對清水混凝土工程進行設(shè)計，妥善解決好對飾面效果產(chǎn)生影響的問題，如明縫、對拉螺栓孔眼、施工縫、后澆帶等。

2.2.4自密實混凝土技術(shù)

鋼管柱內(nèi)腔澆筑混凝土采用C40自密實混凝土。

2.2.5深化設(shè)計技術(shù)

與建投鋼結(jié)構(gòu)公司溝通，進行深化設(shè)計。基于建筑本位功能，重點分析建筑框架結(jié)構(gòu)，在設(shè)計中加強對建筑結(jié)構(gòu)的布局及功能性分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置及建筑功能進行合理優(yōu)化，在成本基礎(chǔ)上擴大內(nèi)部空間。

2.2.6鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)

工程地下室采用型鋼混凝土組合技術(shù)，主體框架柱采用鋼管混凝土施工技術(shù)。

2.2.7住宅鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

工程是多層住宅，采用鋼框架結(jié)構(gòu)，樓板為鋼桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板。

2.2.8高強度鋼材應(yīng)用技術(shù)

工程框架柱、梁、支撐、節(jié)點板均采用Q345B，柱腳錨栓采用Q235B。組合樓板所用壓型鋼板、屋面檁條、外墻箱型遮陽條采用熱鍍鋅鋼板，材料為Q235B。

2.2.9預(yù)拌砂漿技術(shù)

工程車庫防水底板防水保護層、主樓筏板防水保護層采用1：3防水砂漿（摻5%防水粉），由甘肅七建商品混凝土攪拌站的預(yù)拌防水砂漿施工。

2.2.10外墻外保溫隔熱系統(tǒng)（外墻保溫一體板）施工技術(shù)

本工程外墻保溫裝飾一體板的保溫板采用石墨聚苯板和巖棉芯材。

2.2.11高強鋼筋應(yīng)用技術(shù)

按照設(shè)計要求在地下室剪力墻、框架柱、車庫梁板、主樓梁板等部位采用HRB400熱軋帶肋鋼筋。

2.3綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究應(yīng)用重點

2.3.1鋼結(jié)構(gòu)工程

本工程主要構(gòu)件為鋼柱、鋼梁、鋼梯、構(gòu)造柱等，安裝順序：鋼柱一鋼梁（先主后次）一支撐構(gòu)造柱，形成穩(wěn)的單元體系后，向后面軸線推進。每節(jié)柱的安裝高度為3層樓層高度為宜。每節(jié)柱安裝三層鋼梁，同一流水段內(nèi)的鋼柱隨機安裝，主次鋼梁按照從低到高的安裝，同節(jié)柱的鋼梁安裝至二層后開始焊接，同號樓在二個施工段內(nèi)流水作業(yè)。鋼柱、鋼梁、鋼梯等主要構(gòu)件臨時固定后，立即進行校正，并永久性固定，固定有高強螺栓連接和焊接，根據(jù)工程特點，遵循先焊接梁柱接頭再焊接鋼柱對接接頭的原則，盡可能減少因焊接引起的鋼柱垂直度偏差。

2.3.2模板工程

（1）地下室模板

地下室墻柱、梁板模板均采用常規(guī)木膠板，碗扣架支撐體系。

（2）地上部分樓板模板

地上部分樓板模板支撐體系選用懸掛式模板支撐。

2.3.3商品混凝土組織

本工程均采用商品砼。四層以下采用汽車泵澆筑，四層以上采用車載拖式泵進行澆筑。

2.3.4砌筑工程

±0.000（-0.300）以下墻體均采用MU20混凝土普通磚，用Mbl0水泥砂漿砌筑?！?.000以上住宅部分外墻為輕質(zhì)蒸壓砂加氣混凝土條板，分戶墻及商業(yè)部分所有墻體，均采用200厚輕質(zhì)蒸壓砂加氣混凝土砌塊，強度等級A5.0，干密度級別為B06，用M7.5專用砂漿砌筑。住宅套內(nèi)隔墻采用120厚水泥基復(fù)合夾芯墻板，均為干法施工。

砌筑工程自下而上進行，砌筑前準(zhǔn)備好過梁、墻拉筋及預(yù)埋件、木磚等，砌筑前在鋼柱上劃出皮數(shù)，確保洞口標(biāo)高正確。在砌筑施工中主要應(yīng)用了砂加氣混凝土砌塊施工、砂加氣混凝土條板安裝以及水泥基復(fù)合夾芯墻板安裝技術(shù)，施工過程中要加強對特殊部位木磚（固定塊）預(yù)埋處理。各種材料采用施工電梯垂直運輸，樓上水平運輸采用架子車，材料運輸前合理布置好運輸路線以及堆放位置，避免材料二次運輸，保護成品。

3結(jié)束語

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系中應(yīng)用了大量的新技術(shù)，鋼結(jié)構(gòu)等技術(shù)可實現(xiàn)全套生產(chǎn)，在工廠規(guī)劃以及設(shè)備選型、生產(chǎn)線布置等各個流程均有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求。綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的設(shè)計分析，其結(jié)構(gòu)形式具有大空間、不外露梁柱的優(yōu)勢，裝配率高，具有良好的抗震性，施工周期短，使設(shè)計、深化、加工、施工有效協(xié)同，實現(xiàn)了工業(yè)化及標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)。