装配式建筑中钢结构技术的适用性分析

王伟权

中国中铁隧道局集团四处有限公司 广西 南宁 530000

正文：

1 结构体系

1.1 分离式结构体系

在钢结构体系中，竖向承重结构以及抗侧力分离结构是非常重要的两个结构，为了实现装配质量的有效提高，并达到高效装配目标，需要在局部结构中建立起抗侧立结构，其他结构部分则不需要进行抗侧立结构的建立，只需要具备良好的承重能力就可以，所以，装配结构的处理非常方便。现如今，随着我国建筑行业的快速发展，装配式钢结构的应用也越来越广泛，国内对新型框架体系的研究也逐渐深入。单一抗侧力体系作为一种重要的支撑框架，它的应用也是非常重要的，可以将其作为支撑结构体系。日本就对该结构支撑体系进行了广泛的推广与应用，并进行了深入的研究，形成了一套新型技术体系，该体系的名称为“分层装配式钢结构体系”，在建筑工程建设中应用该体系，不仅可以有效保障建筑整体的稳固性，还可以提高施工效率。

1.2 结构体系的其他问题

我国现有的《建筑抗震设计规范》中提出了“强柱弱梁”要求，因此，为了满足这一要求，很多钢结构体系在实际构建的时候，都无法有效实现H型截面柱框架（横向框架+纵向支撑框架），实际上，很多工业建筑在开展建设的时候，都会广泛应用横向框架+纵向支撑框架这一结构形式，而为什么该结构形式为什么不能在民营建筑中使用呢？为什么H型截面柱框架也不能应用呢？美国在开展建筑工程建设的时候，就广泛应用了钢结构，其中包括特殊抗弯框架。此外，远大可建公司就采用了钢结构建筑，引起了社会的广泛讨论，该结构体系主要由以下几个部分组成：钢柱、斜撑以及集成式组合楼板，这属于是一种支撑框架体系，但是为什么这么多年以来，该支撑框架体系都不能被工程建设领域所接受呢，是不是该支撑框架体系真的不能应用？是不是有可以解决适用条件的方法？。从上述问题来看，装配式钢结构建筑结构体系的应用还有待进一步的研究与探讨，相关规范标准也有着很多需要改进与完善的地方。

2 构件设计及防火防腐

2.1 构件设计

建筑工业化的主要作用就是减少传统建筑中所存在的一些劳动力问题。很多装配式建筑在建设之前，虽然在钢结构厂中进行了构件的加工，实现了工厂预制，但是工厂在进行钢结构预制的时候，却普遍存在着预制效率低的问题。同时，由于我国有控制钢量使用的措施，且很多工程在进行钢材计量的时候，往往都是采用重量计量方法，而不是采用构件截面计算，因此，焊接截面的应用非常普遍，导致构建加工量大大增加，使钢结构的加工效率大幅下降。钢结构加工厂在进行钢结构构件加工的时候，如果能够实现模数化以及标准化，那么就能够有效提高工厂的预制效率，使工程整体效率得到进一步提高。

2.2 构件的防火防腐

（1）防火涂料，装配式构件在预制过程中，通常都会采取防火防腐材料来进行防护，不过，所采用的防火防腐材料却没有较长的寿命，通常在十年之后就失去了防护效果，所以，建筑业主很难接受。因此，除了防火涂料之外，还采用了防火材料覆盖以及装饰一体化的处理方式，有效提高装配式建筑的防火以及防腐性能。

（2）钢结构免涂装以及一体化防火设计。这对于钢结构防火以及防腐能力提升来说也是非常重要的，是提高钢结构建筑防火以及防腐性能的重要途径。很多高层钢结构构件在生产过程中，往往都不需要进行防腐涂装，只需要在组装施工使，将涂料直接喷涂到钢结构构件上即可，这样不仅可以提高作业效率，还可以保障建筑的防火以及防腐性能。

（3）钢结构的腐蚀速度是非常慢的，据相关研究与实践证明得知，低碳钢在腐蚀环境中，每年的腐蚀厚度仅为1.3μm。所以，考虑到钢结构在腐蚀环境下的腐蚀速度有限，钢结构腐蚀并不会给钢结构的正常使用带来太大的影响，美国以及日本等发达国家在几十年前经建设完成的钢结构建筑已经使用到现在就说明了这一问题。

（4）耐候钢、耐火钢。在国内，双功能耐火耐候钢在十多年前就已经开发出来，且在很多工程中都已经得到了应用，但是由于我国对钢材防腐以及防火要求非常高，所以，双功能耐候耐火钢并没有得到非常广泛的应用。所以，在未来的钢结构建筑技术开发中，应加强对该领域的探索。

3 连接节点

3.1 单边螺栓连接技术

单边螺栓技术可以应用在钢结构钢结构封闭截面的梁柱连接中，通过对单边螺栓技术的应用，可以使钢结构装配的坚固程度得到更加有效的保证，能够有效提高钢结构建筑的整体质量。现如今，同济大学就对该技术的应用进行了大量的研究，宝钢公司也开展了相应的试验。日本开发出了梁柱连接节点技术，该技术可以有效解决节点的刚度问题，使节点刚度得到有效提高，切安装也非常方便。因此，该技术得到了非常广泛的应用。

3.2 节点的集成与成品化

为了开发出更加高效的钢结构装配技术，需要充分应用构件与节点分离的开发思路，将节点集成为一个成品，比如国内开发出的蝶形节点，该节点的安装效率就非常高。日本日立公司开发出了柱脚节点，该节点也具有着非常高的安装效率，在建筑行业得到了广泛推广与应用。美国ConXtech钢框架体系的ConXL节点、Kaiser节点、SidePlate节点、Simpson节点等，有些已产品化，均是美国AISC358-16规范[8]所认可和推荐的新型装配式节点。这些快速装配节点技术，可以支撑实现装配式建筑中钢结构的最终目标：钢构件在钢厂经过最基本的简单加工（如切割、打孔等），作为标准化构件直接运输至现场，并采用高效的连接节点来进行连接装配，然后再采用切实可行的免涂装技术来对钢结构表面进行防腐防火处理，提高钢结构本身的防腐防火性能，进一步保证钢结构技术应用效果。不过，要想实现这一目标，仍然需要大量的研究与实践，并对相关规范要求进行完善与改进。

4 结束语

本文主要对装配式钢结构建筑的钢结构技术现状进行分析。由于钢结构技术是装配式钢结构建筑中的一个重要技术，所以，在对技术进行应用的时候，必须要充分考虑建筑的发展目标与发现需求，并开展对结构体系、构件以及节点等方面的分析与研究，不断提高技术应用水平，从而保证钢结构技术能够合理应用于装配式建筑中，进一步促进装配式建筑行业的健康发展。