高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化

徐素芳 高權(quán)澤 胡晨 龍睿

浙江東南鋼結(jié)構(gòu)有限公司 浙江杭州 311209

隨著城市化建設(shè)的推進(jìn)，高層住宅建筑工程日益增多，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系成為建筑工程的首要選擇，其施工技術(shù)對整個工程的質(zhì)量起著十分關(guān)鍵的作用。也正因為如此，如何提高對高程裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅施工工程的監(jiān)督管理優(yōu)化工作，成為工程長久發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑工程施工控制也成為時下的熱門話題[1]。

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)的特征

對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑而言，其主要作為一種施工模式進(jìn)行運用，在整個工程中，涉及范圍廣闊，涵蓋了施工、組裝、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，在工程的使用中較為廣泛，得到許多施工單位的認(rèn)可和應(yīng)用。

（1）操作簡單，便于生產(chǎn)。在建筑工程施工的過程中，通過預(yù)制墻板以及鋼構(gòu)件，實現(xiàn)了裝配式鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場安裝，大大提高了安裝的精準(zhǔn)度和匹配度，避免了施工中的誤差，為各個環(huán)節(jié)的有效協(xié)作運轉(zhuǎn)打下堅實的基礎(chǔ)，為構(gòu)件的生產(chǎn)和制造提供了有力保障。

（2）具有較短的設(shè)計期限。對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工程而言，其結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計，需要借助于相應(yīng)的結(jié)構(gòu)軟件以及建模軟件，也正因為如此，為提高結(jié)構(gòu)模型的匹配度以及精準(zhǔn)度，可通過直接使用生產(chǎn)線進(jìn)行模型生產(chǎn)，這種大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式在一定程度上能夠提高模型的精準(zhǔn)度，加快鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的效率，大大縮短了模型的設(shè)計以及生產(chǎn)周期。

（3）抗震能力強(qiáng)，重量輕。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的主要施工材料是較輕的材料。例如在建筑承重墻方面，選用的材料是經(jīng)過復(fù)雜的材料力學(xué)計算，既滿足承重要求，又能使自重盡可能低的薄壁鋼管和高強(qiáng)度角鋼。正是由于使用了自重輕、高強(qiáng)度、塑性和韌性好的材料，才能使房屋在地震中保持穩(wěn)定，才能最大限度發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑抗震能力強(qiáng)的優(yōu)勢。

（4）環(huán)保。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的施工材料大部分在工廠加工完成，在施工現(xiàn)場只需將預(yù)制品部件按照要求進(jìn)行連接、裝配即可。這種方式不僅能夠降低施工現(xiàn)場的噪聲、粉塵污染，環(huán)保節(jié)能，也方便后期用戶根據(jù)自己的喜好進(jìn)行改造和維修。由于很多預(yù)制品部件以鋼材作為主要材料，在回收和二次利用方面也非常有優(yōu)勢。

2 高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施分析

2.1 工程概況

本文所涉及的二十八層高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，由梁柱相互支撐形成框架結(jié)構(gòu)體系。上部結(jié)構(gòu)頂層標(biāo)高81.2m，設(shè)計使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級。建筑面積12595.03m2，柱網(wǎng)尺寸均為3.3m至3.9m。其標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

2.2 構(gòu)件制作加工

裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中的構(gòu)建都是提前在工廠當(dāng)中預(yù)制好的，再運輸?shù)绞┕龅兀勒請D紙要求進(jìn)行裝配建設(shè)，在此過程中一定要注意嚴(yán)格依照圖紙要求制作加工構(gòu)件。在加工好之后，委派專門的人員進(jìn)行檢查，判斷鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否有質(zhì)量缺陷，尺寸是否準(zhǔn)確，如果發(fā)現(xiàn)問題一定要及時進(jìn)行控制和處理。構(gòu)件制作好之后一定要妥善存放，確保質(zhì)量合格，存放時保證鋼結(jié)構(gòu)和地面有一定的距離，以避免銹蝕、受潮。

2.3 組裝拼接

完成鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工后，統(tǒng)一運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進(jìn)行后續(xù)的拼接和組裝。這也是該體系實際應(yīng)用過程中需要重點進(jìn)行質(zhì)量管控的環(huán)節(jié)。在組裝鋼構(gòu)件時需要以圖紙為基礎(chǔ)，依照拼裝順序完成拼裝，防止后續(xù)出現(xiàn)返工重做等情況，導(dǎo)致施工工期的延誤。在拼裝時需要注意先進(jìn)行基礎(chǔ)的施工，再對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼裝，在上一階段工程完工后，固定構(gòu)件，并確保構(gòu)件穩(wěn)定的條件下為后續(xù)組裝提供便利，比如說基礎(chǔ)構(gòu)件拼裝結(jié)束之后，需要通過連接件固定鋼構(gòu)件。

2.4 外墻板的選擇

外墻板的選擇很重要，既要能適應(yīng)鋼框架在水平荷載作用下比混凝土結(jié)構(gòu)較大的變形，同時還要滿足抗凍融、耐火、保溫、隔聲、防水、環(huán)保等建筑使用功能。經(jīng)過考察和對比多家外墻板材，選用ECP擠出成型水泥板。它是以水泥、纖維以及硅質(zhì)材料為主要原料，通過真空高壓擠出成型設(shè)備制造生產(chǎn)出來，然后通過高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的新型水泥板，該板材在日本建筑界也是很受歡迎的。ECP擠出成型水泥板，用于工程工廠一次成型，現(xiàn)場安裝成活，做成免刷外墻涂料，美觀、持久的清水混凝土外墻面。不僅可以滿足高層建筑裝配率的要求，還可降低高層建筑生命周期內(nèi)成本。它強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，表面吸水率低，是一種具有中空結(jié)構(gòu)的隔聲板材，不含石棉、甲醛，且放射量低于國家標(biāo)準(zhǔn)10倍的環(huán)保制品。

2.5 內(nèi)隔墻板的選擇

根據(jù)本地現(xiàn)有資源，內(nèi)墻部分采用硫氧鎂水泥制成的中空水泥條板，部分采用ALC蒸壓輕質(zhì)混凝土加氣條板，部分采用FPB輕質(zhì)隔墻條板，三種墻板都為工廠制作完成，現(xiàn)場卡具安裝固定，內(nèi)飾面不需抹灰，直接粘貼網(wǎng)格布、刮膩子成活。輕質(zhì)隔墻條板強(qiáng)度適中，安裝方便，裝配化率高，并且滿足住宅內(nèi)隔墻所需要的隔聲要求。高層建筑上采用了這三種內(nèi)墻板做實驗，如果以后的工程需要提高裝配率的話，我們可以根據(jù)經(jīng)驗選用。

2.6 測試及防滲漏

在鋼構(gòu)件施工時，每個環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行測試，除了拼裝完畢后需要進(jìn)行測試外，在建筑精裝前也需要全面系統(tǒng)地進(jìn)行測試，以鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性為基礎(chǔ)。如果在測量過程中出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，一定要采取合理的措施進(jìn)行控制。在測量合格之后，需要檢查連接部件，如果出現(xiàn)縫隙可能會導(dǎo)致滲漏，此時可以使用環(huán)氧樹脂來封堵縫隙，進(jìn)行防滲測試，判斷防滲的效果，如果依然有漏點，需要重復(fù)進(jìn)行封堵。

3 結(jié)語

總之，當(dāng)前由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的計算體系和裝配式鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，民用住宅方面高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用還不多，但是隨著技術(shù)快速發(fā)展，近年來建筑行業(yè)越來越重視裝配式鋼結(jié)構(gòu)，高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在居民住宅當(dāng)中的應(yīng)用將成為未來一個重要的發(fā)展趨勢。