綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究與應(yīng)用

徒繞軍

摘要：所謂的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，就是將所有的構(gòu)件都在工廠內(nèi)進(jìn)行加工，這樣可以大大的減少施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量，減少對(duì)環(huán)境的污染，縮短施工的時(shí)間。通過(guò)規(guī)范的設(shè)計(jì)、施工，可以確保施工過(guò)程中的安全和質(zhì)量。與當(dāng)前綠色、創(chuàng)新、開放、協(xié)調(diào)發(fā)展的思想是一致的。所以，加強(qiáng)對(duì)綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的研究和應(yīng)用作一簡(jiǎn)單的探討，以期對(duì)我國(guó)城市建設(shè)具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu);建筑體系;應(yīng)用

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土、磚混結(jié)構(gòu)相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益方面有著良好的應(yīng)用前景。在建筑結(jié)構(gòu)方面，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)有：

（1）大柱網(wǎng)，大開間，靈活布置空間。裝配式鋼構(gòu)建筑由于其軸網(wǎng)尺寸大，且內(nèi)部墻體多為無(wú)承重墻體，使用者可按自己的需要進(jìn)行二次分隔、排列，以提高建筑布局的靈活性，更好地滿足業(yè)主的需要。（2）自重輕，承載能力高，抗震性能好。型鋼和鋼板制成的鋼梁、鋼柱，是鋼結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。維護(hù)系統(tǒng)使用了新型的節(jié)能輕質(zhì)鋼板。在同樣的載荷下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)捐助可以降低30%的自重。同時(shí)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震中受到的地震影響很少，能夠充分利用鋼材高強(qiáng)度、延性和塑性變形等特性，從而改善其抗震性能。（3）構(gòu)件的制作簡(jiǎn)單，并且具有較高的工業(yè)化水平。裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋所用的材料簡(jiǎn)單，且都是成材。加工工藝簡(jiǎn)單，易于機(jī)器操作，便于工廠生產(chǎn)，質(zhì)量也能很好地保證。與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)為代表的節(jié)能型建筑，能耗只占傳統(tǒng)建筑的三分之一，并且50%是可再生能源。

2 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具體應(yīng)用

2.1 應(yīng)用范圍分析

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具有明顯的優(yōu)越性，但是它并不適合所有的建筑工程。比如，長(zhǎng)期處于戶外的建筑工程，不適合使用鋼結(jié)構(gòu)。在太陽(yáng)和雨水的作用下，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形，從而影響到建筑的正常使用。在建筑工程中，更適宜采用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)的體系，主要有建筑整體架構(gòu)、內(nèi)墻結(jié)構(gòu)等。

另外，在路橋工程中，也可以采用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)。在普通路橋工程中，鋼筋混凝土作為主要的施工材料，其整體強(qiáng)度和剛度都能滿足有關(guān)規(guī)范要求。而合理運(yùn)用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，可以使路橋工程的整體質(zhì)量和整體性能得到提高。

在綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系中，大部分都用到了鋼材，這就導(dǎo)致了工程的成本很高。然而，從整體上看，由于鋼結(jié)構(gòu)具有更好的物理性能，可以有效地減少其它建筑材料的消耗，從而可以有效地降低建筑成本。比如，在一個(gè)大型工廠里面，如果使用了高強(qiáng)度的鋼材，那么這個(gè)項(xiàng)目的成本就會(huì)比普通的鋼筋混凝土要高出13.5%，而如果是100.0m2以上的話，那么這個(gè)項(xiàng)目的成本就會(huì)下降7.5%。這主要是由于大量的鋼材使用，使墻體的厚度減小，從而降低了整個(gè)工程的建設(shè)費(fèi)用。

2.2 在商業(yè)建筑中的具體應(yīng)用

在大型商業(yè)建筑中，合理使用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)，可以確保工程的施工質(zhì)量更好。針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的特殊要求，在商業(yè)建筑內(nèi)應(yīng)用綠色模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步減少項(xiàng)目成本。模塊化的綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)，就是將一種金屬和其他的材料，通過(guò)模塊化的方式，在不同的商業(yè)建筑中進(jìn)行組裝。比如，一棟方型的鋼鐵結(jié)構(gòu)建筑，可以安裝在大型商場(chǎng)隔斷區(qū)，施工起來(lái)更容易，拆卸也更容易。

合理使用綠色模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)，相關(guān)人員必須加強(qiáng)對(duì)其施工質(zhì)量的管理。構(gòu)件從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，各環(huán)節(jié)都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的審核，確保每個(gè)構(gòu)件的都達(dá)到相關(guān)的規(guī)范要求，從而有效地提高工程的總體效果。在具體的施工中，操作人員要清楚建筑外墻鋼結(jié)構(gòu)的防火構(gòu)造要點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)的施工。

2.3 在住宅建筑中的具體應(yīng)用

在住宅建筑工程中，合理使用綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)，可以很好地解決梁柱剛度不足的問(wèn)題。比如，通過(guò)將鋼管束組合結(jié)構(gòu)與規(guī)范要求相結(jié)合，在鋼管中注入適當(dāng)?shù)幕炷?，使鋼管束的施工剛度得以提高，從而使各種承重構(gòu)件的施工質(zhì)量得以更好地提升。

合理使用鋼管束，可以有效地預(yù)防施工中大面積結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，有效地解決了梁柱暴露的問(wèn)題。在工程中，通過(guò)使用混凝土灌注空心鋼束，可以有效地改善結(jié)構(gòu)的受力性能。

3 綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用的技術(shù)

3.1 防火防腐性能技術(shù)

通常認(rèn)為，鋼結(jié)構(gòu)的耐火、耐腐蝕性能較差，需涂有保護(hù)性的油漆，油漆壽命通常僅為10年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到建筑物的設(shè)計(jì)壽命。由于公共建筑的使用狀況，可以進(jìn)行事后的檢驗(yàn)和維修，這也引發(fā)了很多爭(zhēng)論。但是鋼結(jié)構(gòu)住宅在其使用過(guò)程中，無(wú)法進(jìn)行內(nèi)部的檢測(cè)和維修，因此有可能成為嚴(yán)重的問(wèn)題。實(shí)際上，普通的室內(nèi)環(huán)境下，住宅鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕非常有限，即便是涂層長(zhǎng)期失效，也不會(huì)對(duì)建筑的安全造成任何影響。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的加工和制作技術(shù)

高效率、高質(zhì)量地完成鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造與加工，需要借助BIM技術(shù)、AUTOCAD等專業(yè)仿真軟件的輔助。BIM技術(shù)的主要應(yīng)用原則，是將建筑工程的全部資料集成到三維模型中，進(jìn)行相應(yīng)的仿真和分析。以便更好地改善和優(yōu)化施工工藝，并對(duì)施工工藝進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾?。尤其要指出，BIM技術(shù)在綠色設(shè)計(jì)、虛擬建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有著十分顯著的優(yōu)越性。BIM技術(shù)在復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，能使整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)更加合理。在此基礎(chǔ)上，對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑物進(jìn)行仿真和分析。模型分析法的運(yùn)用，能夠更好地進(jìn)行高質(zhì)量的施工，同時(shí)也能有效地保證施工的高效和穩(wěn)定，使施工的誤差降至最低。TEKLA和AUTOCAD等軟件，主要用于將與建筑有關(guān)的圖紙進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行材料的排版，以達(dá)到最真實(shí)、最可靠的效果。

結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)今社會(huì)，環(huán)保意識(shí)日益受到重視。堅(jiān)持發(fā)展綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，符合當(dāng)前環(huán)保、節(jié)約能源的需要。所以，有必要在當(dāng)前的基礎(chǔ)之上，繼續(xù)發(fā)展綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，使得其更加環(huán)保、高效，符合未來(lái)的發(fā)展需要。由于綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系良好的發(fā)展空間，需要政府盡可能的加大投資力度，加速建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型，達(dá)到更高的環(huán)保目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張境驛.綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系及應(yīng)用方向[J].建材與裝飾，2020（08）：108-109.