綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系及實(shí)踐分析

張明勛

摘?要：當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，建筑業(yè)由于其自身高耗能、重污染的特點(diǎn)，與當(dāng)前綠色可持續(xù)發(fā)展理念相矛盾，近幾年國(guó)家大力發(fā)展和推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，大大減少了傳統(tǒng)硅酸鹽材料的使用量，減輕了對(duì)環(huán)境的壓力，提高了建筑業(yè)的社會(huì)效益和環(huán)保效益。因此，必須全面認(rèn)知綠色裝配式建筑體系的內(nèi)容，根據(jù)環(huán)境要求，提高裝配式鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)行效益，這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。基于此，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合該體系內(nèi)容提出應(yīng)用建議和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：綠色;裝配式鋼結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)體系

隨著我國(guó)城市化腳步的推進(jìn)，建筑行業(yè)的發(fā)展水平也得到了顯著提升。當(dāng)前，傳統(tǒng)建筑體系由于其高耗能、重污染，對(duì)環(huán)境形成巨大壓力，已經(jīng)難以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)已逐漸引起了社會(huì)各界的重視，因此裝配式鋼結(jié)構(gòu)必然會(huì)成為今后我國(guó)建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向之一。由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)本身就具備強(qiáng)度高、自重輕、工業(yè)化程度高、鋼材可回用等特點(diǎn)，除了能減輕對(duì)資源的消耗，還能大大降低建筑施工對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。針對(duì)這種情況，本文將詳細(xì)分析綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，以期為我國(guó)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供有效幫助。

一、綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具有以下優(yōu)勢(shì)：

第一，強(qiáng)度高，自重輕，可適宜大跨度及超高層建筑。從建筑結(jié)構(gòu)角度來(lái)分析，鋼材由于具備較高的抗壓性能與抗拉性能，在高層建筑與大跨結(jié)構(gòu)中可充分發(fā)揮其高強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，易實(shí)現(xiàn)大空間功能，能夠有效滿足居民對(duì)居住空間的個(gè)性化需求，廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、車站、會(huì)展中心等大型公用建筑。第二、抗震性能好，歷次大地震表明，鋼結(jié)構(gòu)體系可通過(guò)其高延性減輕地震反應(yīng)，并能通過(guò)鋼構(gòu)件的塑性變形耗能，其在地震中受損率遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu)，抗震性能也大大優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)。第三，環(huán)保效果好，運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，可大大減少砂石的用量，減輕對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)鋼材回收利用率能夠達(dá)到70.0%以上，與混凝土結(jié)構(gòu)相比可有效減少了建筑垃圾約60.0%以上，碳排放量大約減少40.0%，環(huán)保效應(yīng)明顯。第四、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化程度高，施工速度快于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)體系可結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，深化圖可以直接由工廠加工成鋼構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)只需將構(gòu)件進(jìn)行吊裝拼接，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，可節(jié)約工期10%～20%。

二、綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的應(yīng)用情況

（一）“模塊化”裝配式鋼結(jié)構(gòu)房

“模塊化”裝配式結(jié)構(gòu)房主要用于小型臨時(shí)性用房，由于其拆裝方便，工業(yè)化程度高、施工速度快，應(yīng)用較為廣泛，主要代表建筑為類集裝箱房與活動(dòng)板房。此類建筑可按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)工業(yè)化生產(chǎn)，其中集裝箱房在工廠用薄壁型鋼組裝，配套相應(yīng)的巖棉夾心墻板，在工廠制作成品，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)即可用，工廠化率100%;活動(dòng)板房采用標(biāo)準(zhǔn)單元預(yù)制，鋼骨架現(xiàn)場(chǎng)螺栓拼接，配以標(biāo)準(zhǔn)化墻板、門窗構(gòu)件，可實(shí)現(xiàn)快裝快拆，工廠化率達(dá)到90%?！澳K化”結(jié)構(gòu)房通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)，材損大幅度降低，制安效率大幅度提高，成本相對(duì)于傳統(tǒng)建筑業(yè)亦有所降低，充分的發(fā)揮出裝配式鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。

（二）廣泛應(yīng)用于大型公用建筑和工業(yè)建筑中

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑外觀和使用功能要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)由于其自重大，難以滿足造型和大空間功能，而裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系恰好能利用鋼材的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)網(wǎng)架、桁架、索膜結(jié)構(gòu)等，創(chuàng)造建筑大空間功能和美觀的造型，大跨度鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)許多重點(diǎn)工程已得到充分利用，如國(guó)家體育館鳥(niǎo)巢、水立方、各大高鐵站、飛機(jī)場(chǎng)，應(yīng)用效果良好，充分展示了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)建設(shè)水平。近年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)在輕鋼廠房、重鋼廠房工業(yè)廠房的應(yīng)用已非常廣泛，解決了過(guò)去混凝土廠房存在的各種問(wèn)題，應(yīng)用效果良好。

（三）廣泛應(yīng)用于超高層建筑

國(guó)內(nèi)超高層建筑基本采用全鋼結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，如武漢綠地中心、上海環(huán)球金融中心、深圳地王大廈等，均采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系。裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，配合各類建筑幕墻、新型墻材的使用，既保證了建筑節(jié)能效果、又可靈活布置空間，具有巨大優(yōu)越性。

（四）裝配式鋼結(jié)構(gòu)在住宅中的應(yīng)用情況

我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅起步晚，雖然近年發(fā)展較快，先后出現(xiàn)了鋼框架結(jié)構(gòu)、框架支撐體系、鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系，但應(yīng)用于住宅案例并不多，究其原因是我國(guó)建筑戶型較多，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化，且鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)與墻體材料性能差異較大，難以很好融合。

三、發(fā)展趨勢(shì)分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑體系已大量應(yīng)用，但總體來(lái)說(shuō)，還有很大的提升空間，主要表現(xiàn)如下：

（一）國(guó)家大力鼓勵(lì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。裝配式住宅是綠色建筑的典型代表，有利于減少能源消耗與垃圾排放，同時(shí)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅有利于實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化升級(jí)。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅占比非常小，隨著鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的不斷完善和新型材料的進(jìn)步，以及國(guó)家大力支持，鋼結(jié)構(gòu)住宅有很大潛力可挖。

（二）大跨度結(jié)構(gòu)、大型公用建筑、高層建筑、大型工業(yè)廠房采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系已逐漸成為趨勢(shì)。此類建筑由于對(duì)外觀和使用空間的要求及抗震性能的特殊要求，傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)已難以滿足要求，再加上大型建筑對(duì)工期和質(zhì)量要求高未來(lái)此類型的建筑將會(huì)優(yōu)先采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系。

（三）化解鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩和環(huán)保的要求將會(huì)促使裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的大力發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)體系的大力應(yīng)用既能化解我國(guó)過(guò)剩的鋼鐵產(chǎn)能，又可以藏鋼于建筑，同時(shí)隨著我國(guó)居民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，也更加青睞鋼結(jié)構(gòu)建筑

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系不僅能提高房屋建筑的功能，滿足人們對(duì)建筑的外觀和大空間使用功能的要求，還存在較大的環(huán)保意義，應(yīng)用前景廣闊。但裝配式鋼結(jié)構(gòu)在未來(lái)的發(fā)展應(yīng)重點(diǎn)考慮提高工業(yè)化程度，不斷完善建筑材料性能，開(kāi)發(fā)新型墻材，大力推進(jìn)BIM技術(shù)的應(yīng)用，推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化、數(shù)字化。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈毅峰.鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工狀況及其經(jīng)濟(jì)性分析[J].居業(yè)，2018（9）：73～75.

[2]程江淮.基于綠色發(fā)展的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系研究[J].建筑安全，2018，33（1）：24-26.

[3]伊芳芳.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展[J].建筑技術(shù)，2018，49（S1）：255-256.