綠色裝配式鋼結構建筑體系及應用方向

焦恩冕

【摘要】在現代建筑結構當中，裝配式鋼結構與鋼筋混凝土結構及砌體結構相比，具有質地均勻、韌性好、可塑性強、質量輕、抗震性能好等諸多優點，能夠讓建筑面積使用率提高，與我國發展綠色建筑的要求和標準相吻合。本文著重介紹了綠色裝配式鋼結構建筑體系的優勢及應用方向。

【關鍵詞】裝配式;鋼結構;綠色建筑體系;應用方向

【中圖分類號】TU393

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）11-0086-02

1.綠色裝配式鋼結構建筑體系的優勢

1.1 抗壓能力更強

與混凝土結構相比，鋼結構具有更好的抗拉抗壓性能，可廣泛應用于建筑工程當中，尤其是一些大跨度建筑當中。鋼結構具有更好的抗壓性，因此可以進一步擴展空間，而且相比鋼筋混凝土結構，鋼結構的布設更為方便，耗費的時間少，強度高。

1.2 環境污染比較小

從工程建設角度分析，該體系應用過程中不需要在現場進行構件的架設，只需要進行預制構件的拼裝組合就可以了，在施工現場不會出現二次污染，因為該結構在施工時主要以拼接組合為主，因此噪聲較小，不會對施工區域附近的居民產生噪聲污染。

2.綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用要點

2.1 對施工圖紙進行合理設計

綠色裝配式鋼結構的圖紙需要將全部構件列出，詳細地對構件的位置、參數要求進行說明，比如說鋼結構的強度、高度、寬度、長度、材質等，因此可以為構件的生產提供可靠準確的依據。在設計圖紙方面確定參數是非常重要的，在確保參數合理的條件下有效地對構件進行連接，使構件之間密切配合，成為圖紙設計過程中的關鍵內容。另外也需要注意加強圖紙設計質量的控制，以保證設計出來的圖紙能夠有效地在現場進行指導裝配施工。

2.2 構件制作加工

綠色裝配式鋼結構體系當中的構建都是提前在工廠當中預制好的，再運輸到施工場地，依照圖紙要求進行裝配建設，在此過程中一定要注意嚴格依照圖紙要求制作加工構件。在加工好之后，委派專門的人員進行檢查，判斷鋼結構構件是否有質量缺陷，尺寸是否準確，如果發現問題一定要及時進行控制和處理。構件制作好之后一定要妥善存放，確保質量合格，存放時保證鋼結構和地面有一定的距離，以避免銹蝕、受潮。

2.3 組裝拼接

完成鋼結構構件的加工后，統一運輸到施工現場，進行后續的拼接和組裝。這也是該體系實際應用過程中需要重點進行質量管控的環節。在組裝鋼構件時需要以圖紙為基礎，依照拼裝順序完成拼裝，防止后續出現返工重做等情況，導致施工工期的延誤。在拼裝時需要注意先進行基礎的施工，再對上部結構進行拼裝，在上一階段工程完工后，固定構件，并確保構件穩定的條件下為后續組裝提供便利，比如說基礎構件拼裝結束之后，需要通過連接件固定鋼構件。此時也需要與圖紙相符，不能隨意選擇連接件，在連接件安裝時需要確保質量，擰緊所有的螺栓。

2.4 測試及防滲漏

在鋼構件施工時，每個環節都需要進行測試，除了拼裝完畢后需要進行測試外，在建筑精裝前也需要全面系統地進行測試，以鋼結構的穩固性為基礎。如果在測量過程中出現質量缺陷，一定要采取合理的措施進行控制。在測量合格之后，需要檢查連接部件，如果出現縫隙可能會導致滲漏，此時可以使用環氧樹脂來封堵縫隙，進行防滲測試，判斷防滲的效果，如果依然有漏點，需要重復進行封堵。

3.綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用方向

3.1 “模塊化”裝配式鋼結構房屋

模塊化裝配式結構房屋主要在一些小型臨時性用房當中應用，其特點是拆卸方便、施工速度快、工業化水平高、因此應用非常廣泛，主要是活動板房和一些集裝箱房。這類建筑可以依照標準模式進行大量的工業化生產，尤其是集裝箱房，在工廠當中通過薄壁型鋼進行組裝，內部加設巖棉夾心墻板。在制作完成之后，送到現場就能使用。活動板房主要使用標準的單元預制，并且通過螺栓進行鋼骨架的現場拼裝，配備一線門窗構材和標準化板墻，可以實現快速拆裝。這種模塊化結構墻，在實際應用時材料損耗率低，通過工業化生產可以大幅度降低成本，效率較高[1]。

3.2 大型公用建筑和工業建筑中的應用

裝配式鋼結構體系能夠充分地利用鋼材的優勢，利用衍架、網架等進行大空間的創造，而且結構造型較為美觀。在很多重點工程當中大跨度鋼結構應用，獲得了較好的效果，比如說我國北京的鳥巢體育中心和水立方體育中心，以及一些飛機場、高鐵站，充分地展示出我國在鋼結構產業發展過程中的水平。這些年來鋼結構還在很多工業企業的廠房設計施工當中應用，將原有混凝土廠房出現的各種問題解決，具有較好的效果。

3.3 住宅中的應用

我國鋼結構住宅發展起步較晚，但是近年來發展速度很快，先后出現了鋼板剪力墻結構、框架支撐體系以及鋼管式剪力墻結構，但是當前的應用還不廣泛，主要是由于建筑戶型較多，無法實現標準化生產，另外鋼結構主體和墻體材料，相比差異較大，無法有效融合[2]。

4.綠色裝配式鋼結構的應用實踐

4.1 工程概況

以某省高新區需要構建裝配式鋼結構項目為例，該項目是當地首次使用裝配式結構設計的建筑形式，由當地一家企業承建。該企業完成鋼結構構件的研發、生產、施工，進行一體化操作。該項目主要包含了高層建筑和地下車庫兩個部分，建筑面積達到了75494m2。建筑項目主要以鋼框架+鋼管塑形等方式完成樓板，使用裝配式鋼筋桁架子承重樓板。在現場通過工程加工的形式進行鋪裝，多層同時進行澆注操作，完成立體化交叉作業，提升施工的效率，保證施工的質量，控制施工周期。

4.2 應用及效果

在建筑工程施工過程中，綠色裝配式鋼結構應用非常廣泛，而且工期優勢明顯，可以在3～5天內完成一個樓層的施工建設，不但大幅度提升施工的速度還能夠保證施工作業符合標準化、模塊化的要求，這種現代化的施工方式可以將混凝土施工過程中的振搗環節和養護環節省去，能夠有效地節省施工成本，縮短工程周期，對提升建筑工程的整體經濟效益具有很大的幫助。

一般的裝配式建筑主要的工程內部結構為輕質防火板，而外層使用防火保溫板進行敷設，可以提升防火效率。而防火cos板、外墻裝飾面與防腐層以及防火隔熱層的結合可以有效地提升工程的質量使用防火系統，可以大幅度提升防火性能和保溫性能。

5.綠色裝配式鋼結構體系發展方向

5.1 裝配式鋼結構體系與 PC 構件結合

首先對PC構件進行應用，主要在樓梯樓板和空調板位置，這樣可以對鋼結構體系進行補充，有效地彌補鋼結構出現的缺陷，合理地對PC構件的運用與技術進行融合，使用模塊化、工業化等手段將材料的性能充分地發揮出來。其次，鋼筋衍架疊合樓板件的使用，操作較為簡單，在實際應用時，疊合板拼縫構造往往帶有衍架鋼筋，在操作過程中較為簡單，生產零部件時會預先布設好衍架鋼筋和底板鋼筋。預制薄板使用的主要是帶有鋼筋的混凝土板，使用吊裝等方式進行定位，完成雙向疊合板的施工。這種疊合板具有較強的承載能力，可以讓模板的使用量降低，符合綠色裝配式鋼結構建筑施工的要求。

5.2 圍護墻體、構造做法的交叉運用

建筑體當中墻體是非常重要的組成部分，在進行構架結構施工時最后一道工序就是進行墻體的圍護施工。近些年來墻體的圍護施工相關技術發展速度加快，能夠讓建筑的整體性能大幅度提高，使建筑具有較強的持久力和多樣性，然而各種墻體的施工方式和功能都存在差異性，各有優缺，要想完全規避墻體施工過程中出現的問題，就需要注意解決墻體單一化的問題。在施工的過程中對各種材料和技術進行混合應用，以提升墻體的綜合性能，比如說在外墻施工時使用保溫裝飾一體板，這樣既能夠達到裝飾的效果，也可以起到保溫的作用。

5.3 智能化、信息化

伴隨當前3D打印技術、攝影測量技術等逐步發展，智能化加工、數字化管理模塊化安裝，都開始逐步在鋼結構施工當中進行應用，另外機器人焊接技術可以大幅度提升裝配式工程的施工進度。合理地對這些技術進行應用，可以讓企業的競爭優勢大幅度提升。

6.結束語

當前由于缺乏標準鋼結構建設的計算體系和裝配式鋼結構的相關標準，民用住宅方面綠色裝配式鋼結構建筑的應用還不多，但是隨著技術快速發展，近年來建筑行業越來越重視綠色裝配式鋼結構，綠色裝配式鋼結構建筑在居民住宅當中的應用將成為未來一個重要的發展趨勢。

參考文獻

[1]孫曉彥，汪金龍，王樹和.鋼結構與綠色節能建筑[J].山西建筑，2019（21）：43-44.

[2]孫晨曉，李旭強.綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用[J].住宅與房地產，2017（15）：233.

（作者單位：中國水利水電第十一工程局有限公司）