绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

作者：余跃

来源：《科学与技术》2018年第13期

摘要：随着我国经济的不断发展，钢结构在我国已经取得了突破性的发展。钢结构在取得飞速发展的同时，如何有效推进和研发绿色、高效的钢结构是目前研究的主要课题。装配式钢结构建筑由于具有绿色、环保和高效的特点，在建筑行业得到了广泛的应用。纵观我国的装配式钢结构的发展，已经从传统的建筑施工形式转化为现代化和集成化的方式。目前在建筑领域中，绿色装配式钢结构已经得到了广泛应用。基于此，本文作者结合自身实践就绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用进行探讨，以供参考。

关键词：钢结构；装配式；体系创新；工业化；模块化

1绿色装配式钢结构建筑体系优势分析

第一，施工强度高、抗压强度高。从建筑工程结构角度来分析，钢结构和混凝土结构的差异较小，但钢材自身具备较强的抗压性能与抗拉性能，故在具体施工过程之中，其应用范围更加广泛，尤其是一些跨度特别大的建筑工程项目，该体系的应用效果更好。钢结构体系的出现，能够有效满足居民对居住空间的个性化需求，布置方式更加简单。第二，环保效果好。在运用钢结构建筑体系时，因为其环保效果佳，符合当下低碳社会的可持续发展需求。在钢结构建筑体系施工过程当中，施工作业人员仅将不同的钢构件组装，并将构件进行完美连接，不但减少施工后期的拆建量，降低施工拆建难度，而且安装更加便捷。第三，可实现循环使用。钢结构体系施工完毕后，各项钢结构能够实现循环再利用，针对之前投入到建筑施工中的各项钢构件，各项钢材的回收利用率能够得达到70.0%左右，有效减少了建筑垃圾量。与常规的混凝土建筑垃圾量相比较来讲，减少了大约60.0%，碳排放量大约减少40.0%，对工程项目周围的生态环境起到良好保护。第四，装配式钢结构体系施工采用装配式方法进行施工，对施工现场的要求较低，施工过程中产生的噪音也少，进而减小了建筑工程施工对周围居民日常生活产生的影响。

2绿色装配式钢结构建筑体系研究

2.1创新维护体系，改进建筑体系

装配式建筑是一种新型建筑形式，因此要想保证装配式钢结构的顺利发展，需要以传统钢结构为基础，并勇于创新，形成新型的建筑体系和结构，同时设计人员还需要努力创新，勇于改变之前只注重建筑结构，忽略建筑施工的施工方式。装配式建筑施工更加重视建筑本位功能，紧紧围绕建筑框架结构来展开，同时在设计中更加注重建筑结构的布局和功能性，以结构为中心，对结构进行合理优化，并在控制成本的前提下，最大程度的扩大空间。在内部设计中还需要对内部的梁柱等进行隐藏，提高建筑的安全性。

2.2“模块化、工厂化”新型建筑体系

模块化建筑主要是由可活动性房和模块化箱型房构成，这两种建筑形式都是采用轻钢结构或者薄壁钢结构来建筑而成，这种模式的钢结构造成成本低，且方便使用。工厂化钢结构沿用质量管理体系动设计到出厂实施严格审核，在保证建筑质量的同时降低建筑成本。

2.3工业化住宅”建筑体系

为了有效解决在住宅建筑中出现的梁柱问题，提出了“工业化住宅”建筑体系。工业化住宅建筑体系是由标准化和模数化的钢管组合在一起，其内部是由钢筋混凝土组合而成的钢管束组成，楼板是采用装配式钢筋架楼承板。由于传统的钢结构体系造价较高，适应性不强，因此难以适应复杂的平面户型和梁柱裸露的现象，在这种背景下提出了箱型钢板剪力墙结构体系，由于这一体系的优势较为突出，能够有效解决传统钢结构体系出现的问题，且此种方式能够有效降低用钢量。

3绿色装配式钢结构建筑体系具体应用

3.1应用范围分析

绿色装配式钢结构建筑体系的优点比较突出，并不是适用在全部的建筑工程，例如，长时间暴露在室外的建筑工程，不宜采用钢结构施工体系，因为在太阳光与降雨的作用之下，钢结构体系会出现明显变形，影响该类建筑的正常使用。比较适合应用绿色装配式钢结构建筑体系的建筑主要有建筑总体架构、内墙结构等等。除此之外，在一些路桥工程施工当中，绿色装配式钢结构建筑体系也同样适用，在常规的路桥工程施工中，钢筋混凝土是重要的施工原材料，路桥工程的整体性与刚度均能够达到相关标准，而绿色装配式钢结构建筑体系的合理应用，能够保证路桥工程的施工质量得到全面提升，路桥整体性更强。绿色装配式钢结构建筑体系当中，主要使用的材料是钢材，使得工程项目造价比较高，但是，从总体角度来分析，钢结构的物理强度更佳，有效减少了其他施工材料的损耗，故能够有效降低工程施工造价。例如，在某大型厂房当中，通过运用施工强度比较高的钢材，工程项目的单位造价比钢筋混凝土增加13.5%，若工程的建筑面积超过100.0m2，工程造价则会降低7.5%左右。主要是因为钢筋用量多，墙体的厚度变小，使得工程项目的总施工成本下降。

3.2在商业建筑中的具体应用

在大型行业建筑工程当中，绿色装配式钢结构建筑体系的合理应用，能够保证工程的施工效果更好。根据工程项目的具体施工需求，在商业建筑内部采用模块化绿色装配式钢结构建筑体系，能够进一步降低项目造价。模块化绿色装配式钢结构建筑体系，主要指的是将钢材等一系列材料，在预制前提之下实施组合，然后采用成型模块方法应用到各大商业建筑当中。例如，方形的钢制建筑，可以将其设置在大型商场阁段位置，施工比较方便，拆卸也便捷。模块化绿色装配式钢结构建筑体系的合理应用，有关人员需要加强施工质量控制，产品从设计到出

厂，每一道工序均需要进行全面审查，保证每件产品质量均符合有关标准，有效提升项目的整体施工效果。在具体的施工过程当中，作业人员要明确建筑靠外墙钢结构防火构造要点，进行科学施工。

3.3在住宅建筑中的具体应用

在住宅建筑工程当中，钢结构体系的合理运用，能够保证梁柱刚度不足问题得到妥善解决。例如，施工人员通过采用钢管束组合结构体系，结合标准化要求，形成良好的钢管束，并在钢管内部浇筑适量的混凝土，有效提升钢管束的施工刚度，保证各项承重构件施工质量得到更好提升。钢管束体系的合理运用，能够防止建筑工程出现大面积结构失稳现象的发生，妥善解决了工程梁柱裸露问题，采用中空混凝土灌注钢束的方法，提高剪力墙的施工刚度，工程中的承重部位承重性能得到更好提升。

3.5装配式钢结构绿色节能建筑的发展趋势

装配式建筑是我国未来建筑的发展趋势。装配式建筑是我国建筑行业的主要发展趋势，由于在装配式中钢结构的应用不多，起步较晚，因此建筑行业需要紧跟绿色节能建筑的发展趋势，抓住机遇实现转型，也是我国建筑行业发展的主要趋势。积极借鉴国外的绿色建筑发展经验，大力发展装配式钢结构绿色节能建筑，同时还需要不断完善结构体系和技术标准来体现装配式钢结构的施工以及其应用优势。根据相关专家和学者的分析，不难看出，我国的钢结构具有较广的发展前景。

4结语

綜上所述，装配式钢结构主要包括PC+装配式钢结构体系，通过在楼梯和楼板等处加入混凝土，能够有效解决钢结构的问题，同时还能够有效保护环境，符合我国可持续发展的要求。现如今，现代PC构件和预应力技术结合，已经实现了规模化和工业化生产，因此国家和政府需要加强对建设钢结构的研究，提供相应的政策和资金扶持，加强各个领域之间的合作，实现绿色化工业化装配式钢结构建筑的发展。

参考文献

[1]李宇，吴鹏.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].工程技术：文摘版：149.

[2]程江淮.基于绿色发展的装配式钢结构建筑体系研究[J].建筑安全，2018（1）：24～26.

（作者单位：浙江紫微建筑工程有限公司）