钢结构在装配式建筑中的应用研究

葛树禄

摘    要：钢结构在装配式建筑中的有效应用，具有诸多优势。因此，装配式建筑施工期间，需结合具体工程，综合考虑相关技术、安全等方面的需求，加强钢结构的推广应用，以此推动绿色建筑事业的发展，实现建筑行业的可持续发展。

关键词：钢结构;装配式建筑;应用

1  引言

在建筑行业中，钢结构的运用及发展在时间上的跨度很大，且随着我国城市化进程的加快，对建筑行业的要求越来越严苛，持续增多的城市中建筑的类别和群体需要有更合理的装配方式来达到我国的可持续发展的目的。

2  装配式钢结构建筑内涵和特点

2.1  装配式钢结构建筑内涵

装配式钢结构建筑是钢结构构件为主要承重体系的装配式建筑，装配式建筑采用预制部品部件运用在建筑的结构体系、设备与管线系统以及内装系统等部分上，由此集成的建筑称为装配式建筑。

2.2  装配式钢结构建筑特点

使用装配式钢结构建造造成的大楼，综合性能好，有利于新产品的研究，不仅如此，还较大力度地推进了我国建筑的发展，具体体现在以下两方面。一方面，装配式钢结构具有自重较轻、工业化程度高的特点，使用装配式钢结构完成的建筑一般有着重量轻、强度高的特点，并且在承重结构上采用钢材，能维护系统使用新型的建筑材料。另一方面装配式钢结构在建筑工作中，工作效率明显得到提升，对装配式钢结构的采用会缩短建筑周期，且在资金运转方面也得到许多保证。

3  发展装配式钢结构建筑的意义

3.1  降低成本消耗，提高工程效率

在传统乃至现在的建筑方式当中，习惯使用浇筑式建筑，此建筑的总造价中，材料支出需耗其45%～60%的费用，而人工费用需耗其15%～20%，而且随着我国综合实力的提高，劳动力价格也不再廉价，意味着浇筑式建筑中人工成本也将逐渐上升。除此之外，传统的建造方法不仅需要消耗较多的人工劳动力，而且建筑水平不高，从而拉低了施工效率。在成本消耗和工程效率方面，装配式钢结构建筑则表现出具体的优势，其在模板、材料和设备方面的支出远小于传统的浇筑式建筑，而且其重量轻、强度高，在施工过程中很少受到自然条件的限制，极大地缩短了工程的工期提高了工程的效率，能源的消耗方面也完全弥补了传统浇铸式建筑较大的缺点。

3.2  综合效益较高

建筑施工中综合效益体现在工作的难易度、建筑的稳定性以及费用的合理与否等方面，装配式钢结构建筑具有较小的结构件截面、较强的承载能力且重量较轻，可以有效地节约现场施工所需的材料。另外该建筑方式住宅结构件通常交付于工厂进行流水加工处理，其基础处理工作比传统的更容易上手，在人工劳动力和模板方面的费用支出就会在一定程度上有所减少，整个过程的成本降低了，综合效益也就有所提高，因此经济收益也得到了一定的保障。

3.3  节约资源、降低能耗

装配式建筑在建筑垃圾的排放方面有效地减少了80%的垃圾排放量，较好地贯彻了资源友好型战略，而且在建筑施工过程中该方法有意识且有效地节约电力消耗、节约材料的使用以及节约水资源等的优势，故与传统的浇筑式建筑方法相比，具有节约资源和降低能耗的特点，装配式建筑也经常被标上绿色建筑的标识，装配式钢结构建筑有利于城市的绿色、生态文明城市的发展。

3.4  顺应了我国可持续发展的趋势

首先，装配式建筑在垃圾排放量、资源节约以及能源的消耗等方面与传统的建筑方式相比都表现出了较大的优势，具有可持续发展的趋势特点，其次，钢结构建筑在施工过程中，钢结构建筑对环境的污染力度较小，不似以往的建筑方式对周围的环境有较大的破坏效力。因为，钢结全部的构件是在工厂事先加工制作完成，之后在现场施工过程中不需要过多的复杂程序而是直接安装装配即可，所以不仅减少了程序，提高了工程的效率，而且能源消耗也有效地降低了，环境有了一定程度上的改善。施工之后的装配式钢结构比较方便拆迁和改建，在此过程中产生的建筑垃圾可进行环保打理，是我国绿色建筑的一大进步，逐步顺应了可持续发展的趋势。

4  钢结构在装配式建筑中的具体应用分析

4.1  钢管束结构的有效应用分析

钢管束结构的构成，主要以多个标准化、模数化部件钢管为主要材料，连接形成钢管束，随后在钢管内部浇筑混凝土，从而构成钢管束构件。钢管束构件的制作与应用，主要是充当装配式建筑主要承重构件和抗侧力构件。现如今，钢管束组合结构因自身独有技术优势，在现代建筑结构中广泛应用，并有效提高了建筑整体安全性、稳定性。同时，近些年来钢管束组合结构的有效应用，除了上述优势之外，逐渐在环保节能方面崭露头角，展现出诸多优势。实践中，钢管束结构的施工，需严格符合现有标准的技术要求，方可保证钢管束结构优势的发挥，进而保证装配式建筑的整体安全性与稳定性。具体言之：①标准层面，在具体设计中，需严格按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》等实施相关操作。倘若装配式建筑物为高层建筑物，建材使用需符合JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》当中的具体要求。②钢材质量层面，钢管束钢材牌号主要以采用Q235钢为主，质量等级需高于B级，同时需要符合国家现行标准GB/T 700—2006《碳素结构钢》中的具体规定。③钢管束内混凝土强度层面，混凝土强度需控制C30级以上。同时，混凝土浇筑期间，需结合钢管束混凝土剪力墙的具体要求，考虑是否采用密实混凝土，还是普通混凝土，唯有如此，才能保证混凝土浇筑质量，进而保证钢管束结构体系的安全性与稳定性，最终保证装配式建筑物整体的安全性与稳定洗。通常情况下，钢管束混凝土剪力墙厚度小于20cm情况下，主要以密实混凝土为主，在条件允许情况下，也可以考虑使用普通混凝土。

4.2  钢筋桁架楼承板的有效应用分析

首先优化选择钢筋桁架楼承板。钢筋桁架楼承板的选择，以民用建筑为例，通常选择单向简支或连续板，考虑自重之外，施工荷载标准值不得超过1.5kN/m2，同时，混凝土强度需符合GB 50010—2002《混凝土设计规范》中具体要求，不得低于20级。其次，钢筋桁架楼承板设计要点。设计要点着重考虑使用环节、施工环节两个方面的内容：①使用环节：计算钢筋桁架楼承板的正截面承载力、楼板下部钢筋应力控制、支座裂缝控制、挠度等，需严格按照国家现行标准GB 50010—2002《混凝土设计规范》、当中的具体规定，进行科学计算，并保证计算结果的真实有效性。②施工环节：施工期间，倘若设置了临时支撑点，则可在设计环节，忽视此方面的计算。值得注意的是临时支撑点设置时，需计算桁架杆件内力和模板挠度。③装配式钢筋桁架楼承板应用在建筑施工中，最大优势集中体现在可減少建筑的钢筋绑扎数量，有效降低了施工技术难度，一定程度上极大地提高了施工效率。同时，在施工安全、生态保护等方面，也有着突出优势，贯彻落实了绿色施工理念、节能理念。另外，装配式钢筋桁架楼承板材料本身具备实用性强、方便拆卸、重复使用等特征，应用在装配式建筑中，符合当前建筑行业发展中的节能环保、可持续发展等的具体要求。

5  结束语

与传统浇筑式建筑工程相比，装配式钢结构建筑的垃圾排放较少，对于水力发电资源和建筑消耗材料有效地进行节约。其施工构件也是机械自动化进行制造的，使得其工期很短，效率很高，对于建筑质量的提高有很大的促进作用。

参考文献：

[1] 王伟权.装配式建筑中钢结构技术的适用性分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（34）：140.

[2] 姜慧.钢结构在装配式建筑中的应用分析[J].绿色环保建材，2018（8）：216+218.