綠色裝配式鋼結構建筑體系研究應用

文亞智

摘要：對裝配式鋼結構建筑、模塊化建筑體系、工業化住宅建筑體系三種綠色裝配式鋼結構建筑體系進行了分析，基于蘭州新區保障性住房建設項目（二期）工程對綠色裝配式鋼結構建筑三板體系的應用進行了重點論述，通過對高強鋼筋應用技術、大直徑鋼筋直螺紋連接技術、清水混凝土模板技術、深化設計技術等關鍵技術的分析，明確綠色裝配式鋼結構建筑體系的研究應用重點。

關鍵詞：綠色;裝配式鋼結構;建筑體系

中圖分類號：TU391 文獻標志碼：A

隨著我國綠色裝配式鋼結構建筑體系的發展，應用傳統的建筑體系無法滿足我國建筑行業發展的需求，綠色化、高效化的裝配式鋼結構建筑體系將成為我國建筑行業發展的主要方向。

1綠色裝配式鋼結構建筑體系研究

裝配式鋼結構建筑具有自重輕的優勢，在建筑行業中可充分提升鋼材的利用效率，降低水泥及砂石料應用量，節能減排，綠色環保，裝配式鋼結構建筑的應用可不斷推動我國建筑行業發展。因此，在建筑項目建設中積極響應國家綠色建筑等相關政策，大力推廣裝配式鋼結構建筑，合理應用現代化建筑體系。

1.1裝配式鋼結構建筑

鋼管混凝土柱+H型鋼梁框架結構是典型的裝配式鋼結構建筑體系。該建筑體系是以鋼管混凝土柱+鋼梁為框架，以輕型建筑內外墻為主要圍護結構，應用裝配化樓板，與其他配套部件共同構成鋼結構建筑體系。裝配式鋼結構建筑具有承載能力強的特征，延性良好，有較強的抗震性能，在高層住宅中應用廣泛。

1.2模塊化建筑體系

模塊化的建筑由具有活動性以及模塊化的廂房構成，在建設中主要利用輕鋼結構或者薄壁鋼結構進行建造。這兩種鋼結構具有成本低廉、方便應用的優點。

1.3工業化住宅建筑體系

工業化住宅建筑體系是由標準化和模數化的鋼管組合，內部通過鋼筋混凝土形成鋼管束，樓板是裝配式鋼桁架預應力混凝土疊合樓板，具有施工快捷、質量可靠的優勢，可降低鋼材用量。

箱型鋼板剪力墻結構體系是一種多腔鋼板剪力墻組合結構建筑體系，屬于多腔體鋼板剪力墻。樓板由鋼筋桁架樓承板或預制混凝土疊合板制成，內墻多為輕質復合條板，外墻體系由保溫裝飾一體化外墻組件構成。

2綠色裝配式鋼結構建筑體系研究應用

在我國社會經濟不斷發展過程中，綠色裝配式鋼結構建筑體系也逐漸應用起來。裝配式鋼結構建筑體系具有綠色、高效的特點，在建筑行業中合理應用可推動建筑行業不斷發展。我國建筑體系具有不斷向現代化、集成化發展的趨勢，綠色裝配式鋼結構建筑將成為今后我國建筑行業發展的主要方向。綜合現階段發展背景，分析綠色裝配式鋼結構建筑體系，對建筑行業的持續發展具有重要的作用。

2.1項目概述

蘭州新區保障性住房建設項目（二期）工程由甘肅建投蘭州新區建設管理有限公司開發建設，項目位于蘭州新區秦王川盆地，經十二路以西、緯十二路以北。該項目包括10棟住宅樓及附屬臨街商業和滿鋪地下車庫，總建筑面積約101 316m²，總用地面積56 204m²。本工程是甘肅建投推動省內鋼結構住宅產業化，實現自身的轉型和突破的示范工程。

2.2關鍵技術

2.2.1綠色裝配式鋼結構建筑三板體系

三板體系即樓板、外墻板、內墻板的合稱。在此項目中做到了“鋼結構+三板體系”的有效融合，具有顯著的優勢。另外，在本項目施工中應用了黏錨組合式外墻外保溫隔熱系統（外墻保溫裝飾一體板）施工技術，配合應用鋼結構技術，具有顯著的效果。

“鋼結構+三板體系”在裝配式鋼結構建筑中環保、舒適、安全，具有良好的抗震性，是今后建筑行業發展的主要趨勢。“鋼結構十三板體系”作為一種綠色環保的技術手段，在建筑項目中應用具有顯著的優勢。

鋼材作為可再生資源，可重復利用，符合國家綠色發展的政策要求。在“鋼結構十三板體系”裝配式鋼結構建筑中，裝配率高達76%，工期縮短到1/4。且在建筑項目中，主體結構的材料用量有效減少，其中柱混凝土用量減少了50%，梁的混凝土用量減少80%，內外墻體材料的整體用量減少30%-40%，上部結構材料減少了50%以上。各項基礎材料均有所減少，滿足我國對資源環境各項需求。在施工中建設用水量減少了60%，施工中的建筑垃圾減少了70%，滿足我國對于水資源、環保的各項要求。隨著“鋼結構十三板體系”中的各項材料用量的不斷減少，有效地降低了能源消耗以及碳排放的30%-40%。

“鋼結構十三板體系”實現了工廠化生產，做到了裝配化施工，在建筑施工中濕作業有效減少50%以上，解決了北方地區在冬季嚴寒天氣不能進行濕作業的問題，可實現冬季正常施工作業。隨著建筑墻體厚度的縮減，以及柱截面的減小，使得常規20 m²左右的居室空間可增加面積1 m²，得房率提高了3%以上，滿足了用戶的住房需求。

在此項目中采用國家建設行政主管部門推廣的新技術、新工藝，綠色裝配式鋼結構技術可縮短工期，提高工程質量，降低成本。

2.2.2大直徑鋼筋直螺紋連接技術

筏板縱筋、剪力墻豎向縱筋、車庫梁等部位鋼筋直徑≥18 mm的鋼筋接頭采用直螺紋機械連接，套筒由廠家提供，鋼筋端頭的螺紋在施工現場由直螺紋機床進行加工。

2.2.3清水混凝土模板技術

此工程車庫模板采用普通清水混凝土模板，模板設計前應對清水混凝土工程進行設計，妥善解決好對飾面效果產生影響的問題，如明縫、對拉螺栓孔眼、施工縫、后澆帶等。

2.2.4自密實混凝土技術

鋼管柱內腔澆筑混凝土采用C40自密實混凝土。

2.2.5深化設計技術

與建投鋼結構公司溝通，進行深化設計。基于建筑本位功能，重點分析建筑框架結構，在設計中加強對建筑結構的布局及功能性分析，根據結構布置及建筑功能進行合理優化，在成本基礎上擴大內部空間。

2.2.6鋼與混凝土組合結構技術

工程地下室采用型鋼混凝土組合技術，主體框架柱采用鋼管混凝土施工技術。

2.2.7住宅鋼結構技術

工程是多層住宅，采用鋼框架結構，樓板為鋼桁架預應力混凝土疊合樓板。

2.2.8高強度鋼材應用技術

工程框架柱、梁、支撐、節點板均采用Q345B，柱腳錨栓采用Q235B。組合樓板所用壓型鋼板、屋面檁條、外墻箱型遮陽條采用熱鍍鋅鋼板，材料為Q235B。

2.2.9預拌砂漿技術

工程車庫防水底板防水保護層、主樓筏板防水保護層采用1：3防水砂漿（摻5%防水粉），由甘肅七建商品混凝土攪拌站的預拌防水砂漿施工。

2.2.10外墻外保溫隔熱系統（外墻保溫一體板）施工技術

本工程外墻保溫裝飾一體板的保溫板采用石墨聚苯板和巖棉芯材。

2.2.11高強鋼筋應用技術

按照設計要求在地下室剪力墻、框架柱、車庫梁板、主樓梁板等部位采用HRB400熱軋帶肋鋼筋。

2.3綠色裝配式鋼結構建筑體系研究應用重點

2.3.1鋼結構工程

本工程主要構件為鋼柱、鋼梁、鋼梯、構造柱等，安裝順序：鋼柱一鋼梁（先主后次）一支撐構造柱，形成穩的單元體系后，向后面軸線推進。每節柱的安裝高度為3層樓層高度為宜。每節柱安裝三層鋼梁，同一流水段內的鋼柱隨機安裝，主次鋼梁按照從低到高的安裝，同節柱的鋼梁安裝至二層后開始焊接，同號樓在二個施工段內流水作業。鋼柱、鋼梁、鋼梯等主要構件臨時固定后，立即進行校正，并永久性固定，固定有高強螺栓連接和焊接，根據工程特點，遵循先焊接梁柱接頭再焊接鋼柱對接接頭的原則，盡可能減少因焊接引起的鋼柱垂直度偏差。

2.3.2模板工程

（1）地下室模板

地下室墻柱、梁板模板均采用常規木膠板，碗扣架支撐體系。

（2）地上部分樓板模板

地上部分樓板模板支撐體系選用懸掛式模板支撐。

2.3.3商品混凝土組織

本工程均采用商品砼。四層以下采用汽車泵澆筑，四層以上采用車載拖式泵進行澆筑。

2.3.4砌筑工程

±0.000（-0.300）以下墻體均采用MU20混凝土普通磚，用Mbl0水泥砂漿砌筑。±0.000以上住宅部分外墻為輕質蒸壓砂加氣混凝土條板，分戶墻及商業部分所有墻體，均采用200厚輕質蒸壓砂加氣混凝土砌塊，強度等級A5.0，干密度級別為B06，用M7.5專用砂漿砌筑。住宅套內隔墻采用120厚水泥基復合夾芯墻板，均為干法施工。

砌筑工程自下而上進行，砌筑前準備好過梁、墻拉筋及預埋件、木磚等，砌筑前在鋼柱上劃出皮數，確保洞口標高正確。在砌筑施工中主要應用了砂加氣混凝土砌塊施工、砂加氣混凝土條板安裝以及水泥基復合夾芯墻板安裝技術，施工過程中要加強對特殊部位木磚（固定塊）預埋處理。各種材料采用施工電梯垂直運輸，樓上水平運輸采用架子車，材料運輸前合理布置好運輸路線以及堆放位置，避免材料二次運輸，保護成品。

3結束語

綠色裝配式鋼結構建筑體系中應用了大量的新技術，鋼結構等技術可實現全套生產，在工廠規劃以及設備選型、生產線布置等各個流程均有嚴格的標準要求。綠色裝配式鋼結構建筑體系實現了全產業鏈一體化的設計分析，其結構形式具有大空間、不外露梁柱的優勢，裝配率高，具有良好的抗震性，施工周期短，使設計、深化、加工、施工有效協同，實現了工業化及標準化的生產。