装配式钢结构建筑体系发展与应用

装配式钢结构建筑体系发展与应用

发表时间：2019-04-24T16:30:02.563Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：徐攀

[导读] 摘要：我国钢铁生产量巨大，钢结构建筑在我国具有良好的发展条件，也得到了非常广泛的应用。

中建三局工程设计有限公司湖北武汉 430000

摘要：我国钢铁生产量巨大，钢结构建筑在我国具有良好的发展条件，也得到了非常广泛的应用。其中装配式钢结构是在统一标准化的建筑部品规格基础上，以钢构件为基础材料生产制作房屋部件以及相关结构，然后运输到施工项目现场。此结构建筑体系质量更高，自重较轻，集成化程度较高，具有良好的项目建设经济价值。

关键词：装配式；钢结构建筑；发展；应用

引言

各种形式的建筑构成了我国形态各异的城市文化，更是凸显我国城市综合实力的主要表现形式，在节能环保的全球背景下，建筑行业迎来了巨大的发展机遇，但也带来了更大的挑战。装配式钢结构建筑体系，不仅满足了改善生态环境的大要求，还适应了国家社会经济发展的需要，更在一定程度上推动了建筑行业的可持续发展，对我国的城市化建设起到了相当重要的作用。

1.装配式建筑体系概述

装配式建筑是指标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用，并且支持标准化部品部件的建筑。发展装配式建筑是推动供给侧结构性改革和新型城镇化发展的客观要求，不仅可以节约资源、减少施工污染、提高劳动生产效率和质量安全水平，而且可促进建筑业与信息化工业化深度融合，培育新产业新动能、化解过剩产能，推动建筑业转型升级。将高效装配技术与低能耗技术结合进行研究和应用具有诸多优势：一，从建筑物全生命周期角度出发，在设计阶段采用低能耗设计技术；二，采用高效装配和同时节能的围护体系；三，注重建筑物全过程的节能减排，建筑体系尽量减少使用高能耗、不易回收材料，采用低能耗、可回收循环使用材料；四，通过BIM技术与绿色建筑相结合，提升建造的能力，同时有效降低能耗，节省材料，降低工期；五，降低建筑系统使用能耗，加大太阳能等清洁能源的利用。

2.装配式钢结构住宅体系的发展分析

装配式钢结构住宅最先起源于欧美，在长期发展过程中各项技术体系逐步发展完善，并且在诸多国家得到进一步开发研究，是新世纪建筑行业改变人类居住环境的新型产品。在常见的欧美装配式钢结构住宅中主要采取的是轻钢龙骨体系，此体系的承重墙体、屋盖、围护结构等主要是由冷弯薄壁型钢以及相关组合件构成，然后应用固定扣件进行连接，此类结构便于运输，自重较强，生产精度和质量较高，抗击自然灾害性能较高，施工操作较便捷，不需要进行重复性安装。

图1 轻型龙骨体系

图2 管线穿过钢构件

除了欧美国家之外，日本从20世纪50年代便开始了工业化住宅体系的研究，日本工业化钢结构装配式住宅主要分为木结构、钢结构、钢筋混凝土结构，目前主要以钢结构为主。其中具有代表性的装配式钢结构住宅体系较多，例如剪力墙板—架构组合结构、板框式结构体系、单元装配式框架结构体系等。例如剪力墙版-架构组合体系，此体系主要是由集成式外墙板与铰接框架构成，集成墙板主要是由非剪力墙板和剪力墙板构成，剪力墙板主要是在不设置窗框的墙板中加设支撑结构，能够对较大的水平荷载进行承受，主要结构如图3所示，此类结构体系都是由工厂进行生产加工，所以实际生产率较高。

图3 C形结构构造示意图

3.装配式钢结构建筑体系的研究

3.1传统与现代装配式钢结构建筑的有机融合

这种建筑体系是吸取了传统装配式钢结构建筑的优势，摒弃其缺点，将先进的装配式钢结构融进建筑改造中，创新外围结构形式，更新设计与施工理念，转变注重经济利益而忽视社会效益与生态环境效益的传统观念，打造新型的装配式钢结构建筑体系。这种新型的建筑体系，在实际改造中，一定要紧密结合构件进行，充分考虑建筑建设的实际需求，优化改善措施，并不断创新技术，降低施工成本，提升建筑的使用空间以及安全系数。

3.2现代模块化绿色装配式钢结构建筑体系

这种建筑体系主要特点是建筑具有较强的模块化、工厂化，在绿色装配式钢结构建筑体系中非常具有代表性，主要包括两方面建筑，一种是方便拆装的可活动性建筑，另一种是模块化厢型建筑。这两种建筑的材料都采用了轻钢结构及薄壁型钢建造而成，不仅防火安全性能高，成本造价还很低，便于居住者使用，对于企业来说更具有经济性。

3.3工业化住宅绿色装配式钢结构建筑体系

住宅建筑可以说是任何建筑体系中的重中之重，其是提高人们生活质量的主要载体，更是国家经济发展水平的重要体现。传统钢结构建筑体系中突出的问题就是梁柱承重问题，通过各方研究开发出的工业化住宅绿色装配式钢结构建筑体系解决这一问题，通过在平面打造

钢板剪力墙结构体系，增加承重能力，更易于结构布局，减少了钢材的用量，节约了资源，更为住户节省了大部分使用面积，是当前住宅建设的主要体系。

4.装配式钢结构建筑体系的实际应用

4.1应用优势

绿色装配式钢结构建筑体系的应用优势包括效率提升与建筑刚度提升。以效率提升为例，在应用绿色装配式钢结构的建筑中，大部分钢结构均是预制的，将材料运至施工地点后，可以直接进行装配，省去了现场制作的麻烦，效率因此得以提升。如大型路桥中的箱梁等，除少数特殊箱梁外，其他几乎均为预制。

4.2具体应用

现阶段装配式钢结构建筑体系已广泛应用于厂房、体育场馆及高层超高层酒店、办公楼等公共建筑，在最为广大的民用住宅建筑领域则应用较少，主要受限于设计水平、建造工艺与成本因素。随着信息化技术的发展与应用，装配式钢结构建筑体系的设计水平有了巨大的提高，另外，国家编制了《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T51232-2016、《高层民用钢结构建筑技术规程》JGJ99-2015等一系列相关国家标准及行业标准，设计水平限制装配式钢结构建筑体系应用的问题已不存在；叠合板、PC挂板、ALC板、DK复合保温板、太空板等一大批新材料及其与钢构件的连接技术的开发与应用普及，其建造工艺难度与建安及使用总成本将进一步降低。在国家政策的指导和支持下，绿色装配式钢结构建筑体系在民用住宅领域也将充分发挥其优势，应用前景广阔。

5.装配式钢结构住宅体系的发展与应用的有利条件探析

社会发展新时期我国钢产量不断增长，在世界钢产量位居首位，目前在装配式钢结构住宅中应用的冷弯薄壁型钢、轧制H型钢等在诸多钢材生产企业形成规模化生产。此外，我国各项建筑材料技术实际发展速度较快，各类压型钢板、太空板、石膏板、水泥纤维板都能进行生产，加上密封性材料市场化销售范围不断扩大，能够为装配式钢结构住宅发展奠定物质基础。近些年随着我国生产技术的不断发展，当前已经建立较为完整的钢结构产业链，在实际生产施工中也积累了充足的生产经验，各项技术研究成果全面推动了装配式钢结构住宅技术体系的发展。

结语

随着科技的不断发展与进步，将来的装配式钢结构建筑设计的施工技术也会不断地创新和发展，在进行设计时应该充分的发挥建筑的性能。与时俱进，发展绿色环保和稳定的钢结构建筑设计，积极地将新型技术引进到装配式钢结构建筑体系中，使得装配式钢结构得到广泛的应用，可以在一定程度上推动我国的建筑行业的发展。

参考文献：

[1]程伟.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用分析[J].农家参谋，2017（16）：191.