绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向

焦恩冕

【摘要】在现代建筑结构当中，装配式钢结构与钢筋混凝土结构及砌体结构相比，具有质地均匀、韧性好、可塑性强、质量轻、抗震性能好等诸多优点，能够让建筑面积使用率提高，与我国发展绿色建筑的要求和标准相吻合。本文着重介绍了绿色装配式钢结构建筑体系的优势及应用方向。

【关键词】装配式;钢结构;绿色建筑体系;应用方向

【中图分类号】TU393

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2020）11-0086-02

1.绿色装配式钢结构建筑体系的优势

1.1 抗压能力更强

与混凝土结构相比，钢结构具有更好的抗拉抗压性能，可广泛应用于建筑工程当中，尤其是一些大跨度建筑当中。钢结构具有更好的抗压性，因此可以进一步扩展空间，而且相比钢筋混凝土结构，钢结构的布设更为方便，耗费的时间少，强度高。

1.2 环境污染比较小

从工程建设角度分析，该体系应用过程中不需要在現场进行构件的架设，只需要进行预制构件的拼装组合就可以了，在施工现场不会出现二次污染，因为该结构在施工时主要以拼接组合为主，因此噪声较小，不会对施工区域附近的居民产生噪声污染。

2.绿色装配式钢结构建筑体系的应用要点

2.1 对施工图纸进行合理设计

绿色装配式钢结构的图纸需要将全部构件列出，详细地对构件的位置、参数要求进行说明，比如说钢结构的强度、高度、宽度、长度、材质等，因此可以为构件的生产提供可靠准确的依据。在设计图纸方面确定参数是非常重要的，在确保参数合理的条件下有效地对构件进行连接，使构件之间密切配合，成为图纸设计过程中的关键内容。另外也需要注意加强图纸设计质量的控制，以保证设计出来的图纸能够有效地在现场进行指导装配施工。

2.2 构件制作加工

绿色装配式钢结构体系当中的构建都是提前在工厂当中预制好的，再运输到施工场地，依照图纸要求进行装配建设，在此过程中一定要注意严格依照图纸要求制作加工构件。在加工好之后，委派专门的人员进行检查，判断钢结构构件是否有质量缺陷，尺寸是否准确，如果发现问题一定要及时进行控制和处理。构件制作好之后一定要妥善存放，确保质量合格，存放时保证钢结构和地面有一定的距离，以避免锈蚀、受潮。

2.3 组装拼接

完成钢结构构件的加工后，统一运输到施工现场，进行后续的拼接和组装。这也是该体系实际应用过程中需要重点进行质量管控的环节。在组装钢构件时需要以图纸为基础，依照拼装顺序完成拼装，防止后续出现返工重做等情况，导致施工工期的延误。在拼装时需要注意先进行基础的施工，再对上部结构进行拼装，在上一阶段工程完工后，固定构件，并确保构件稳定的条件下为后续组装提供便利，比如说基础构件拼装结束之后，需要通过连接件固定钢构件。此时也需要与图纸相符，不能随意选择连接件，在连接件安装时需要确保质量，拧紧所有的螺栓。

2.4 测试及防渗漏

在钢构件施工时，每个环节都需要进行测试，除了拼装完毕后需要进行测试外，在建筑精装前也需要全面系统地进行测试，以钢结构的稳固性为基础。如果在测量过程中出现质量缺陷，一定要采取合理的措施进行控制。在测量合格之后，需要检查连接部件，如果出现缝隙可能会导致渗漏，此时可以使用环氧树脂来封堵缝隙，进行防渗测试，判断防渗的效果，如果依然有漏点，需要重复进行封堵。

3.绿色装配式钢结构建筑体系的应用方向

3.1 “模块化”装配式钢结构房屋

模块化装配式结构房屋主要在一些小型临时性用房当中应用，其特点是拆卸方便、施工速度快、工业化水平高、因此应用非常广泛，主要是活动板房和一些集装箱房。这类建筑可以依照标准模式进行大量的工业化生产，尤其是集装箱房，在工厂当中通过薄壁型钢进行组装，内部加设岩棉夹心墙板。在制作完成之后，送到现场就能使用。活动板房主要使用标准的单元预制，并且通过螺栓进行钢骨架的现场拼装，配备一线门窗构材和标准化板墙，可以实现快速拆装。这种模块化结构墙，在实际应用时材料损耗率低，通过工业化生产可以大幅度降低成本，效率较高[1]。

3.2 大型公用建筑和工业建筑中的应用

装配式钢结构体系能够充分地利用钢材的优势，利用衍架、网架等进行大空间的创造，而且结构造型较为美观。在很多重点工程当中大跨度钢结构应用，获得了较好的效果，比如说我国北京的鸟巢体育中心和水立方体育中心，以及一些飞机场、高铁站，充分地展示出我国在钢结构产业发展过程中的水平。这些年来钢结构还在很多工业企业的厂房设计施工当中应用，将原有混凝土厂房出现的各种问题解决，具有较好的效果。

3.3 住宅中的应用

我国钢结构住宅发展起步较晚，但是近年来发展速度很快，先后出现了钢板剪力墙结构、框架支撑体系以及钢管式剪力墙结构，但是当前的应用还不广泛，主要是由于建筑户型较多，无法实现标准化生产，另外钢结构主体和墙体材料，相比差异较大，无法有效融合[2]。

4.绿色装配式钢结构的应用实践

4.1 工程概况

以某省高新区需要构建装配式钢结构项目为例，该项目是当地首次使用装配式结构设计的建筑形式，由当地一家企业承建。该企业完成钢结构构件的研发、生产、施工，进行一体化操作。该项目主要包含了高层建筑和地下车库两个部分，建筑面积达到了75494m2。建筑项目主要以钢框架+钢管塑形等方式完成楼板，使用装配式钢筋桁架子承重楼板。在现场通过工程加工的形式进行铺装，多层同时进行浇注操作，完成立体化交叉作业，提升施工的效率，保证施工的质量，控制施工周期。

4.2 应用及效果

在建筑工程施工过程中，绿色装配式钢结构应用非常广泛，而且工期优势明显，可以在3～5天内完成一个楼层的施工建设，不但大幅度提升施工的速度还能够保证施工作业符合标准化、模块化的要求，这种现代化的施工方式可以将混凝土施工过程中的振捣环节和养护环节省去，能够有效地节省施工成本，缩短工程周期，对提升建筑工程的整体经济效益具有很大的帮助。

一般的装配式建筑主要的工程内部结构为轻质防火板，而外层使用防火保温板进行敷设，可以提升防火效率。而防火cos板、外墙装饰面与防腐层以及防火隔热层的结合可以有效地提升工程的质量使用防火系统，可以大幅度提升防火性能和保温性能。

5.绿色装配式钢结构体系发展方向

5.1 装配式钢结构体系与 PC 构件结合

首先对PC构件进行应用，主要在楼梯楼板和空调板位置，这样可以对钢结构体系进行补充，有效地弥补钢结构出现的缺陷，合理地对PC构件的运用与技术进行融合，使用模块化、工业化等手段将材料的性能充分地发挥出来。其次，钢筋衍架叠合楼板件的使用，操作较为简单，在实际应用时，叠合板拼缝构造往往带有衍架钢筋，在操作过程中较为简单，生产零部件时会预先布设好衍架钢筋和底板钢筋。预制薄板使用的主要是带有钢筋的混凝土板，使用吊装等方式进行定位，完成双向叠合板的施工。这种叠合板具有较强的承载能力，可以让模板的使用量降低，符合绿色装配式钢结构建筑施工的要求。

5.2 围护墙体、构造做法的交叉运用

建筑体当中墙体是非常重要的组成部分，在进行构架结构施工时最后一道工序就是进行墙体的围护施工。近些年来墙体的围护施工相关技术发展速度加快，能够让建筑的整体性能大幅度提高，使建筑具有较强的持久力和多样性，然而各种墙体的施工方式和功能都存在差异性，各有优缺，要想完全规避墙体施工过程中出現的问题，就需要注意解决墙体单一化的问题。在施工的过程中对各种材料和技术进行混合应用，以提升墙体的综合性能，比如说在外墙施工时使用保温装饰一体板，这样既能够达到装饰的效果，也可以起到保温的作用。

5.3 智能化、信息化

伴随当前3D打印技术、摄影测量技术等逐步发展，智能化加工、数字化管理模块化安装，都开始逐步在钢结构施工当中进行应用，另外机器人焊接技术可以大幅度提升装配式工程的施工进度。合理地对这些技术进行应用，可以让企业的竞争优势大幅度提升。

6.结束语

当前由于缺乏标准钢结构建设的计算体系和装配式钢结构的相关标准，民用住宅方面绿色装配式钢结构建筑的应用还不多，但是随着技术快速发展，近年来建筑行业越来越重视绿色装配式钢结构，绿色装配式钢结构建筑在居民住宅当中的应用将成为未来一个重要的发展趋势。

参考文献

[1]孙晓彦，汪金龙，王树和.钢结构与绿色节能建筑[J].山西建筑，2019（21）：43-44.

[2]孙晨晓，李旭强.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].住宅与房地产，2017（15）：233.

（作者单位：中国水利水电第十一工程局有限公司）