綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用實踐

魏代軍

(甘肅省長城建設集團有限責任公司 蘭州 730000)

傳統建筑施工過程中,會涉及到混凝土澆筑等環節,這極易引起環境污染問題,這一問題也導致建筑行業時常受人詬病。在這一基礎下,更多專業人才開始尋求施工的新方式,旨在進一步迎合綠色理念,降低污染,同時提高建筑施工效果。綠色裝配式鋼結構的開發,使得建筑可以利用“拼裝”理念來完成施工,這一施工方式耗費時間短,操作較為簡便,且不容易引起污染,對其進行應用,加強研究,能夠進一步促進建筑水平的提高。

1 綠色裝配式鋼結構建筑體系概述

1.1 綠色裝配式鋼結構建筑與傳統建筑體系的區別

綠色裝配式建筑結構體系的研究極大地推動了建筑行業的發展,這一研究在傳統建筑的基礎上進行,進一步完成優化,使得建筑體系有了更好的提升。當下而言,這一結構體系與傳統建筑之間主要有兩點不同。

首先在建筑工藝方面,綠色裝配式建筑結構體系往往采用的是先對構件進行加工再應用于建筑工地的方式。而傳統建筑中多利用木結構、混凝土結構,在建筑現場即可完成施工。

其次在能耗方面,鋼材料原本就具有較為良好的導熱性能,將其應用于建筑工程之中,能夠進一步提升建筑的散熱能力。從這一方面來講,這一建筑體系更加適用于溫度較高的地區,能夠為人們的生活提供更多的便利。

1.2 適用范圍

綠色裝配式鋼結構具有其自身的獨特性,所以難以將其應用于所有建筑之中。例如鋼這一材料極易受到雨水或者是光照的侵襲,所以很難將其應用于戶外結構之中,若真將其用于戶外,容易被腐蝕,導致其結構發生變化,甚至會為今后使用埋下較大的安全風險。當下適用于這一體系的建筑有路橋骨梁、建筑總體架構等等。例如將其應用于建筑總體架構之中時,能夠有效提高建筑的震動適應性。

一般來講,現代化建筑多需要高度的承受力,有著較大的重力負荷,若是出現地震等事故,相關建筑難以適應這一壓力,容易出現坍塌事故。若是應用綠色裝配式鋼結構,雖然不會增強其抗震能力,但對于一些小型震動能夠增強適應力,減少事故造成的損失。此外,路橋建設中多以混凝土作為主要材料,雖然整體強度能夠得到保證,但若是利用綠色裝配式鋼結構體系,可以加強其剛度,同時促進其整體性能的提升。這能夠有效提高路橋的安全性,同時提升其使用價值[1]。

1.3 造價研究

對于綠色裝配式鋼結構而言,將鋼這一材料作為建筑主要材料,雖然從單位造價來看,與傳統建筑相比有所提高,但整體而言,鋼結構的強度更高,所以能夠有效減少材料的數量,進一步降低建筑造價。

2 綠色裝配式鋼結構建筑體系的優勢

2.1 抗壓能力強

在常見的建筑中,最常用的兩種建筑結構為鋼結構以及鋼混結構。鋼結構往往將鋼作為主要建材,而鋼混結構則是將鋼材與混凝土進行結合使用。這兩種結構在使用方面具有較多差異性。其中混凝土的抗壓、抗拉能力比之鋼材要更差一些,所以在建筑中會更多的偏向于使用鋼材。對于部分跨度較大的建筑來講,鋼材特有的抗壓性能夠有效促進建筑空間的擴展,所以更容易布置建筑結構,與鋼混結構相比,鋼結構更具有方便性[2]。

2.2 環境污染小

利用綠色裝配式結構建筑體系能夠有效減少環境污染,這一優點使其正好貼合了當下所暢行的環保理念,能夠有效促進建筑行業的可持續發展。從工程建設方面來件,這一體系不需要在施工場地直接加工,而是需要將預制的構件進行組裝之后應用于建筑中,這一過程并不會導致環境污染。此外綠色裝配式結構建筑體系以拼裝建筑為主,并不會產生較多噪音,對于周圍居民的生活不會產生較多影響。

2.3 可循環利用

綠色裝配式建筑結構體系之中所用到的鋼材占比非常大,而鋼材具有較強的可回收率,這就使得這一建筑具有較強的可循環使用的優勢。同時這一體系應用過程中能夠減少垃圾產生,碳排放方面也不會超標,使得該建筑體系能夠符合低碳環保要求。

2.4 提升性能耐久性

綠色裝配式鋼結構建設之中,其中圍護墻體和構造多采用的是交叉應用的方式,這能夠有效提高其性能的耐久性。這一過程借用了幕墻的建設方式,同時對外墻保溫與裝飾的方式進行了分析研究,最終采用了保溫裝飾一體化的建設體系,以此加強了建筑的保溫隔熱性能。另外在實際使用過程中,能夠依據北方與南方的氣候差異進行針對性建設,為人們的生活提供了極大的便利。同時這一方式能夠進一步保證建筑質量。

2.5 節約用鋼量

利用鋼預制方式建設新型樓梯,能夠有效節省鋼材用量,進一步提高建筑效果。例如借鑒混凝土的建筑方式,將鋼架在梁上加強支撐,能夠有效保證樓梯建設不依賴于樓板,同時加強螺栓固定,能夠有效節省人力,材料使用方面也有所節省。

3 裝配式鋼結構建筑體系應用流程

3.1 圖紙設計

圖紙設計對于之后建筑工作有著較強的指導作用,這一環節也是整個建筑中的關鍵點所在,直接影響后續工作的推進。綠色裝配式建筑體系中所涉及到的圖紙設計與傳統的圖紙設計有所不同,這一體系之下圖紙設計中必須將所有會用到的構件全部列出,同時對每個構件的規格加以明確。此外,涉及單個構件時,還需考慮到這一構件與其他結構之間的連接,進行整體設計。因為裝配建筑之中還需將所有構件進行統一拼裝連接,所以還需保證構件連接的完整性,否則會影響到拼接工作,導致工期無法正常推進。此外為了進一步保證建筑之后管線的有序性,還需加強對管線規劃渠的設計[3]。

3.2 預制鋼結構生產

在完成圖紙設計之后,需根據圖紙對預制鋼結構進行生產。這一過程中,需要相關生產人員明確圖紙要求,同時在生產結束之后對構件加以檢查,若是發現其中存在著缺陷或者是具有尺寸偏差等問題,還需重新生產。要注意的是,在這一過程中往往會用到較多的人力,這也會容易導致鋼結構生產中具有較多的誤差,生產質量存在著較多不穩定性。所以為了進一步降低誤差,減少失誤。相關工作人員可以先構建出較設計圖紙更大的模板,并由此來對模板進行處理,為之后的工作指明方向。此外,在鋼結構制作之后,還需對其加以合理保存,同時要注意其養護工作。在存放時需要保證鋼結構不可直接接觸地面,距離地面至少1m,以防止鋼材生銹。相關工作人員也需定期對鋼材進行檢查,對存儲地點進行清潔,防止鋼材出現質量問題。

3.3 構件運輸

將制作好的鋼結構運輸到施工現場的過程中,還需考慮到鋼結構的完好性,運輸過程中極易受到周圍環境或者是其他因素的影響。其中最主要的原因有兩個,其一是在裝卸過程中鋼結構與周圍的物體發生了碰撞,導致鋼結構受損。其二是運輸過程中車輛會產生晃動,最終導致構件之間有所摩擦,造成損壞。針對這兩點,還需進一步完善運輸工作。相關工作人員可以在裝車之前,將鋼結構用草繩等進行包裹,保證在碰撞過程中鋼結構能夠得以緩沖,防止碰撞受損。此外可以在運輸時在鋼結構上安裝構建固定結構,以此減少晃動。在運輸過程中,也可以安排相關工作人員對鋼結構進行照看,以防止構建運輸中出現的損壞[4]。

3.4 裝配與固定

裝配與固定施工同樣是建筑過程中的關鍵環節,這一環節下的施工還需先對圖紙加以研究,最終保證施工順序的準確性,合理裝配鋼結構。一般來講,在拼裝過程中需要先對其基礎加以搭建,之后再對其上部結構加以拼裝。在拼裝的每個階段完成之后,都需要對其加以檢查,同時對每個構件進行合理固定。必須要在固定完成之后進行下一個環節的拼裝。例如在基礎構件拼裝完成之后,需要利用鋼筋等材料進行構件的固定,不過在構件固定材料的選擇方面,不可隨意選擇,還需根據設計圖紙選用合適的固定連接件。同時在操作過程中,需要保證連接操作的合理性。再者,鋼結構拼接完成之后,需進行整體測試,以保證建筑結構是穩定且安全的,若是測試過程中發現問題還需及時處理。

3.5 測試與防滲

在構件拼裝初步測試之后,還需進一步加強測試,以便保證結構的穩定性,兩次測試能夠進一步對建筑質量加以保證。除此之外,在保證建筑的穩定性之后,還需對其加強防護。因綠色裝配式建筑在拼裝之后容易產生縫隙,若是長久使用,容易有滲水的現象發生。所以工作人員還需利用一些密封性較好的材料對縫隙加以處理,例如環氧樹脂等等。在進行防滲操作之后,可以開展防水測試,以保證滲水系統的實效性。

4 綠色裝配式鋼結構建筑體系的具體應用實踐

4.1 住宅建筑中的應用

住宅建筑之中應用綠色裝配式鋼結構建筑體系,可以進一步加強梁柱強度,具體而言,將鋼管作為建筑核心,利用鋼管束,加上內部混凝土的澆筑,能夠有效提高梁柱強度。一般來講,傳統鋼結構的使用會耗費較高的成本,且難以真正應用于部分平面戶型之中,而利用鋼筋樓板,能夠有效解決這一問題。另外剪力墻在建設時,可以利用鋼束加以構造,同時將混凝土灌注到鋼束之中使用,這能夠極大的加強其承重強度,同時能夠有效減少鋼材用量。一方面降低了成本,另一方面提高了建筑質量。

4.2 商業建筑中的應用

商業建筑與民用建筑之間有著較強的差異性,所以在進行裝配式鋼結構體系建設時還需注重到其不同點。

一般來講,商業建筑之中多采用模塊化建筑體系,這一體系也就是說將預制與鋼材建設相結合,最終以模塊的形式呈現出來,并應用于商業建筑之中。例如部分小型的方形建筑,可以用在商場閣段中進行使用,這一建筑方式能夠有效加強安裝的便捷性。同時,在建筑中利用輕鋼結構,能夠有效降低建筑造價。不過在這一建設過程中,還需嚴格把控建筑質量,從最初的設計到最后的安裝都需嚴格進行審查,保證每一個建筑都是合格的。

5 結語

綜上所述,綠色裝配式鋼結構雖然使用越來越廣泛,受到了越來越多建筑企業的認可,但同樣有著其局限性,所以相關人員還需加強對這一結構體系的研究,進一步促進建筑行業的綠色環保性。相對來講,裝配式鋼結構比之傳統建筑有著更多的優勢,我國建筑行業還需加強對這一結構體系的研究應用,利用這一體系提高建筑質量,減少環境污染,為我國建筑行業今后的發展奠定堅實的基礎。