浅谈钢结构在装配式建筑中的应用

浅谈钢结构在装配式建筑中的应用

郑齐征

中国建筑第二工程局有限公司华东公司 上海市 200135

摘要：钢结构有着悠久的发展历史，符合国家可持续性发展战略，所以被普遍地应用到了各式的建筑施工中。文章结合实际情况，对钢结构在中国装配式建筑中所具有的优势展开分析，同时提出相应的意见，以促进中国钢结构建筑领域的发展。

关键词：钢结构；装配式建筑；优势

引言

现代建筑业的飞快发展使得越来越多的建筑结构被广泛运用到不同的工程建设中。传统建筑结构主要以木质和砖瓦结构为主，而当前工程建设过程建筑的结构主要以钢筋混凝土和钢结构为主。现代建筑的主流形式便是装配式，现阶段的装配式建筑结构主要以钢筋混凝土为主，而钢结构则很少被运用在装配式建筑中。

1 装配式住宅优势

1.1布置灵活和高集成化

钢结构建筑以及砖混建筑相比较，前者有更多的优势，比如较大的空间尺寸、平面空间布置自由、非承重墙墙体比较多等。住户能依其个人喜好与具体情况来对住宅展开二次分割或重新装修，并且不会导致该建筑的整体稳定性以及安全性发生变化。另外，在建筑内部的水电管线以及暖通设备、吊顶等都能够依合理化设计有效地融入楼板和墙体中，在确保室内空间的完整性的同时，还能够确保室内的整体美观度。

1.2自重较轻且抗震效果较好

薄壁钢管与车用热压型钢的特点是截面受力比较合理，单位质量比较轻，它是装配式钢结构建筑住宅的关键的承重构件，并且不管是建筑墙体还是楼面，均会选用轻质型的建筑材料，这样能够在某种程度上将自重减轻。

1.3符合可持续发展理念

钢结构建筑和一般的混凝土建筑结构比较来讲，可显著地改善在施工的过程中存在的各类污染，不破坏周遭的环境，钢结构建筑基本上是在工厂加工完成构件，再运输至装修施工现场完成装配，以此将能耗降低，并且减少因为现场施工而生成的噪声。另外，装配式钢结构建筑还具有便于拆迁以及改建等优点，在建筑拆迁中所剩下的废弃材料能够被加以回收，继而有效地进行重复利用，促使建筑获得异地再生，属于真正的绿色建筑。

1.4质量较高且建筑时间较短

装配式钢结构建筑的特点是可工厂预制以及现场安装等，结合前期设计手段以及现场生产手段后，让各道工序间能够互相配合和协调，并使得施工现场的总体施工效率大幅度提高。在具体的施工过程中，建筑工程施工单位能够借助于网络计算机技术结合数控机床的方式来对施工精准度以及施工效率作出准确、到位的控制。

2 当前装配式钢结构建筑发展存在问题分析

现阶段，由于装配式钢结构建筑的起步比较晚，所以，在缺乏先进经验的条件下，其发展和应用过程中会存在许多问题：①相关企业没有一套完整的材料结构维护系统和钢结构装配式体系；②装配式建筑需要的要求较高，其主要表现在保温、通气、以及防火方面，但是，当前的墙体材料和安装方法无法满足需求，同时也就无法促进装配式建筑的进一步发展；③现在装配式钢结构建筑的预质部件很难做到标准化、通用化、科技化、产业化和集成化；④缺少专业技能较高的人才。现阶段很少有人会对装配式钢结构建筑技术进行研究，这就造成了专业人才较少的局面，这样必然会阻碍装配式钢结构建筑的长期发展。

3 有利条件以及对策

3.1做好装配式钢结构建筑结构体系设计工作

对于装配式钢结构的结构体系而言，在实际的应用过程中按照建筑功能和抗震设防烈度可以分为以下几类：钢框架机构、钢框架-延性墙板结构、钢框架-支撑结构、门式钢架结构、交错桁架结构、低层冷弯薄壁型钢结构等。在对装配式结构建筑体系进行前期的设计工作时：①要按照建设的具体要求选择最合适的结构体系，只有在前期确定好结构体系类型，才能确保后期设计工作的顺利完成；②在对装配式钢结构的体系进行设计时，要确保其建筑平面的布置达到简单、规则、对称的效果，同时设置好伸缩缝、沉降缝和防震缝的大小，从而才能确保装配式结构建筑的功能得到有效发挥以及符合用户的构造要求；③在进行实际设计过程中，要通过力学的方法来进行受力性能的分析，设计科学合理的传力路径，对受力不均匀的薄弱部位要进行加强；④装配式钢结构建筑的应用楼板类型较多，相关施工人员要选择最佳的结构材料，比如：压型钢板组合楼板、预制混凝土叠合楼板、预制应力空心楼板以及钢筋桁架楼承板组合楼板等。

3.2做好装配式结构建筑外围护系统建设工作

对装配式钢结构进行外围护系统的建设而言，首先要根据施工所在地的气候条件来对施工性能和功能进行有效的判断，同时，还要提高屋面系统的结构性能强度。其次，装配式钢结构建筑外围护系统类型的选择主要是依据建筑类型和结构的形式来确定的，现阶段主要运用的外围护连接形式为内嵌式、外挂式以及嵌挂结合式。在具体的建设过程中，不同的建设区域应选择最佳外围护连接形式。再次，由于存在外板墙材料，结构层间位移以及温度变形等因素的影响，那么就要对这些影响因素进行全方位的考虑，选择最佳的接缝宽度和材料，并确保其满足实际的建设需求。最后，实际设计过程中要对连接点进行力学性能进行分析，根据其受力大小来确定材料的耐久性是否符合实际需求，从而才能有效提高其使用寿命，进而才能提高外围护系统建设的整体质量。

3.3加强与装配式建筑的适应性

建筑结构的设计存在一定的规律性，只有遵循这种规律才能设计出标准的钢结构装配式建筑。同时，相关管理者要提出措施来对钢结构进行有效管理，确保其结构性能的优化以及在建筑的实践应用中给大众带来良好的体验，从而才能拓宽装配式建筑应用的渠道。其次，相关单位可以统一规定板材的尺寸，在板材标准化生产的基础上来加强建筑设计的规范性。异形板的多次使用会给施工现场带来许多不利影响，对现场板材裁截量进行有效的控制才能在确保安全的情况下缩短工期，进而才能提高施工效率。最后，以开放性和标准化为原则的平面布置设计要表现出动态变化的效果，符合大众的审美要求。

3.4做好装配式钢结构建筑防火、防腐工作

装配式钢结构建筑的材料主要是钢材，所以，在对材料的实际应用过程中要对装配式钢结构建筑进行防火防腐等工作处理。现阶段的钢结构采取的防火措施主要是通过防火板和防火涂料以及钢柱结构外包防火砌块的使用等。在实际施工过程中，施工人员要以施工区域的实际情况为基础选择最佳的防火、防腐工艺，并按照前期的设计方案和施工要求进行施工，这样才能有效提高装配式钢结构建筑的防火、防腐效果。

3.5注重户型美观，强化环保节能

由于现阶段大众审美水平的提高，这就使得人们心目中理想建筑户型的要求越来越高。因此，在对钢结构装配式建筑进行优化施工过程中，要充分展现公共区的开放性和私人区域的私密性，将施工面积的利用率达到最大化的同时还要提高建筑的美观，确保给消费者带来良好的第一印象。此外，如今的建筑更倾向于向节能环保方向发展。对于钢结构而言，它不仅可以有效减少建筑材料的消耗，还能够提高资源的使用效率，确保建筑在节能环保方面的可持续发展，在一定程度上还可以降低施工建设对城市自然环境的影响。同时，钢结构在施工过程中产生的垃圾量相比于传统混凝土建筑施工中产生的垃圾量减少了80%，因此，在建筑中使用钢结构能够有效促进建筑的绿色环保发展。

结束语

总而言之，在装配式住宅中，钢结构发挥着极为重要的作用，在建筑中运用这种钢结构体系能够合理地促进建筑住宅的有效转型以及发展，并且可以帮助社会节能减排，获得技术创新，同时帮助企业开拓市场，继而加速中国住宅产业的整体发展速度，同时促进我国建筑业的可持续性发展。

参考文献：

[1]陈应超.钢结构在装配式建筑中的应用[J].住宅与房地产，2019（27）.

[2]马世长，孙燕飞.浅谈钢结构在装配式建筑中的应用[J].建材与装饰，2019（27）.