装配式钢结构建筑的结构体系及工程应用

装配式钢结构建筑的结构体系及工程应用

吕东威

中国核工业第二二建设有限公司湖北宜昌443000

摘要：装配式钢结构是现代化建筑体系的重要形式之一，目前已被应用到住宅及商业建筑等各类型的建筑中。本文对装配式钢结构建筑体系的实际应用进行了详细分析。

关键词：装配式钢结构；建筑体系；应用

装配式钢结构建筑凭借着节能、环保的优势，有着较大的发展空间。因此要在现有基础上，加大力度提高其质量，使其更符合人们的要求。争取以其高质量，绿色节能环保，求得在市场中的更大发展。

1.装配式钢结构的优点

1.1空间布置灵活。虽然在结构形式方面钢结构与混凝土结构的差别不是很大，但钢材的抗压强度与抗拉强度较高，因此可在一些跨度较大的建筑中进行应用，从而使不同人群对空间的多样需求得到充分的满足，而且这种结构的墙体为填充墙，所以就结构布置上来说，钢结构比混凝土结构更加灵活简单。

1.2绿色环保、可持续发展。在钢结构中，绿色环保又是一个非常重要的特点。在钢结构建筑中，它是通过各种构件经过拼接组装而连接起来的，所以拆建起来较方便，并且能对使用过的钢材进行回收利用，减少建筑垃圾的产生。

1.3自重轻、承载力高。钢结构材料的特点是轻质高强，所以在建筑钢结构工程中，使用较少的材料就能承担其更大的荷载，相比于混凝土来说，如果要承担相应的荷载就需要混凝土截面增大，这样又会使结构的自重变大。自重增大则会对结构基础产生不利的影响，而结构的自重减小所承担的荷载也会变小，这样会降低基础的要求，同时还能降低基础工程的施工成本。

2.发展装配式钢结构建筑的意义

2.1节约资源、降低能耗。装配式建筑与目前广泛采用现浇方式的建筑相比在节约资源、降低建筑能耗方面有着无可比拟的优势。装配式建筑相对于传统建筑可减少建筑垃圾排放量的80%，在建筑施工节水、节电、节材、节地方面优势明显，所以把装配式建筑也称作“绿色建筑”。发展装配式建筑有利于建筑走节能减排的道路、有利于提高城市的环境质量、有利于推进建筑工业化，有利于发展生态文明的建设。

2.2促进建筑工业化、提高建筑品质。我国早在20世纪50年代就出台了《关于加强和发展建筑工业的决定》，可以说最早开启了我国建筑工业化的道路。发展装配式钢结构建筑不仅消化过剩的钢铁，拓宽了建筑产业，在专业设备的生产制造、构件的预制加工、设备的运输及组装等方面也都得到了发展，装配式建筑是一项综合系统工程，包括产品的研发、设计、生产、施工、装修等一系列阶段工程，大力发展装配式有利于加快我国建筑工业化快速发展。装配式建筑的构件采用机械自动化、信息化管理的流水线生产，构件的质量得到保证，建筑的品质得以提升。

2.3节约成本、缩短工期。目前，现浇建筑中建设成本中人工费占总造价的15%～20%，材料费占总造价45%～65%，主要是由于劳动力价格的连续变高，传统建造方式的粗放、工业化水平不高、建造效率的低下、建筑材料设备浪费大、损耗高等也使投资建设成本不断高升。发展装配式建筑则可将现场用工数量减少至70%，以及大幅度降低建筑材料、模板、设备使用和浪费，装配式建筑的大建造效率也远高于现场作业，施工不受天气等因素的影响，因此，建设工期可有效缩短25%的工期，且工期更为可控。

3.装配式钢结构建筑体系分析

在我国由于受到生产技术等方面因素的影响，装配式钢结构建筑基础薄弱，但随着工业化和科学技术的不断发展，在国家先进技术的大力推动下，钢结构生产厂家和科学技术研究投入了大量精力来研发新型装配式钢结构体系，钢结构建筑从老时代快速迈向新时代。老时代的钢结构建筑仅是结构形式由混凝土结构改为钢结构，建筑布局、围护体系等一般采用传统做法。新钢结构建筑实现了建筑布局、结构体系、围护体系、内装和机电设备的融合统一，从单一结构形式向专用建筑体系发展，呈现出体系化、系统化的特点。目前，我国钢结构建筑体系主要分为三类。

3.1传统与现代装配式钢结构建筑的有机融合。这种建筑体系是吸取了传统装配式钢结构建筑的优势，摒弃其缺点，将先进的装配式钢结构融进建筑改造中，创新外围结构形式，更新设计与施工理念，转变注重经济利益而忽视社会效益与生态环境效益的传统观念，打造新型的装配式钢结构建筑体系。这种新型的建筑体系，在实际改造中，一定要紧密结合抗测力构件进行，充分考虑建筑建设的实际需求，优化改善措施，并不断创新技术，降低施工成本，提升建筑的使用空间及安全系数。

3.2“模块化、工厂化”新型建筑体系。在装配式钢结构建筑体系具体构建及实施过程中，模块化的建筑体系本身具有较强的代表性，其主要体现在模块化的箱型房或可活动型房中。在上述两种房子类型中，其材料主要是应用薄壁钢或轻钢结构，同时，在对其房子结构进行围护时，其维护材料必须具备防火性。这样既保证使用者日常的方便、快捷，又能在一定程度上控制建筑施工的造价成本，进而提高建筑企业经济效益。所谓工厂化钢结构建筑体系，主要是摒弃一些传统建筑模式，有效结合实际情况，进而对制造业质量管理体系进行科学、合理利用。在其实际的建筑施工过程中，必须对每一个产品进行科学、合理的分析与研究，并且在每一个产品的生产过程中，从设计到施工，每一工序都需要进行严格的审查及检测，进而有效保证建筑施工所使用的每一产品均达到相关标准，这样才能有效提升建筑施工质量，实现建设效益最大化。

3.3“工业化住宅”建筑体系。据了解，在传统钢结构框架构建及使用过程中，由于各因素影响，其本身将会存在一些问题。随着建筑行业的不断发展，为了有效解决传统钢结构框架结构体系中存在的问题，一些企业或研究所就这一问题提出解决方案：即“工业化住宅”建筑体系理念。这一体系在实际构建及利用过程中，主要是利用模数化及标准化等钢管部件，利用并排连接的方式连接钢管部件，进而使钢管部件在连接的作用下形成钢管束，最终起到对钢结构的应用良好辅助作用。

4.装配式钢结构建筑体系的实际应用

4.1装配式钢结构体系+PC构件。虽然装配式钢结构建筑体系在实际应用过程中，具有非常多的优点，但不可否认其本身也存在问题。为了促使这些问题在实践中得到充分有效的处理和解决，在施工过程中，可直接利用预制混凝土对其进行辅助性作用，这样不仅能从根本上保证生产效率的有效提升，而且还能保证生产质量。同时，预制混凝土本身具有环保型特征，所以在一些楼板或楼梯构件建设过程中，同样可将其应用到实践中，与钢结构形成良好的互补状态。

4.1围护墙体、构造做法的交叉应用。墙体是建筑物的重要组成部分。围护墙体是框架结构施工的最后部分，近年来发展非常快，很多功能都得到了提高，如性能更多、耐久性更强等。但墙体各有不同，各自又都有各自的优缺点，因此要想解决全部问题就要避免墙体的单一化。为了适应发展的需求，维护墙体要将各种墙体材料混合在一起应用，并和构造法借鉴融合在一起。保温装饰一体板应用在新建筑的外墙保温中，还可起到装饰作用，其应用面较广，可用来改造旧建筑的装饰，也可作为各种建筑的外墙保温。不管是南方还是北方，建筑维护墙体都可应用保温装饰一体板，可起到节能、保温、隔热等作用。

结语

随着城市化进程的加快，建筑领域的发展及技术水平不断提升，加之环境污染及资源浪费问题的影响，传统建筑体系存在的环保性差的缺陷逐渐暴露，装配式钢结构开始成为建筑体系的主要类型。与传统体系相比，该体系在施工质量、施工效率等方面，均具有显著的优势。将其应用到各类建筑体系的设计与开发中，是建筑领域未来发展的主要趋势。

参考文献：

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[2]张以庆.探讨装配式建筑结构体系与应用[J].住宅与房地产，2016，（06）：219-225.

[3]李旭强.装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].住宅与房地产，2017， （15）：233.