装配式轻钢结构标准化设计研究

王臻 杨伟

装配式钢结构具有轻质高强、抗震性能好的特点，目前具有较好的市场应用前景。但是考虑到国内在装配式钢结构建筑设计方面没有专业化的水准，不管是在理论方面还是在实践技术支持层面，都缺乏专门的模块化应用，基本上处于盲目跟风的状态，加上成本较高、质量不达标等问题，并不能真正地发挥工业生产的优势。若可以通过标准化设计来基于当地居民的实际需要加以设计，在成本上进行控制，流程作业保留核心环节，这样在住宅建筑中轻钢结构施工将占据较大的市场份额。

钢结构运用于建筑项目，具有易拼装、机械加工性能强等显著优势，伴随着数据化、信息化、装配化趋势的快速发展，将更好地朝着创新、绿色、开放的方向发展。纵观整个钢结构建筑市场，轻钢结构建筑作为其重要分支，在实际施工中，因为整个施工环节处于无火、无水、无尘的环境，可达到绿色环保的建筑标准。轻钢建筑可实现装配式施工，具有较高的工业化水平，其后续回收率高达90%以上，完全符合当前我国的基本国情，同时可最大程度上减少碳排放，满足了绿色建筑与产业绿色化的发展标准。要看到的是轻钢结构建筑作为一种节能绿色产业，符合国家政策的要求，同时迎来重大的发展机遇，将具有更为广阔的市场发展前景[1]。

1.装配式轻钢结构相关技术及构造阐述

1.1 装配式轻钢结构体系概述

根据装配式轻钢结构技术体系的具体要求来看，针对钢柱往往使用的是高频焊接H 型钢，而钢梁也采取这一方法。而槽钢可作为支撑架来使用，或者是使用H 型钢同样能达到这一效果。要确保轻钢建筑的框架结构，一般采用螺栓或焊接来实现这一目的，前提是使用外包防火薄板来对钢构件进行处理[2]。

1.2 装配式轻钢结构体系的主体结构和构造

1.2.1 主要的装配式轻钢结构体系

1.2.1.1 框架-剪力墙体系

框架-剪力墙体系耗费较低，且自重比较轻，用户可获得较大的空间利用率。同时框架-剪力墙体系不管是在承载性还是在抗震性方面均具有较好的效果，能满足三水准抗震设计标准。不过基于目前的情况来看，实际运用较为狭窄。

1.2.1.2 框架-支撑体系

框架-支撑体系主要以框架结构为支撑结构，然后在其中增加斜向支撑进行形成支撑结构体系。不同的支撑形式，体系名称不同，常见的框架—支撑体系主要有两种，一种是钢框架—中心支撑体系，另一种是钢框架—偏心支撑体系，其中钢框架—偏心支撑体系已成为高层钢结构的一种重要形式。

1.2.2 墙板之间的连接构造及板缝处理

1.2.2.1 墙板的布置方式

一般来说，往往会选取横放、竖放作为布置墙板的办法。其中竖放主要是指墙面与水平面保持90°的位置，施工中钢结构采取这种方法；横放则是指墙板与水平面保持平行，这类做法在施工中是较为独特的做法。

1.2.2.2 墙板连接及板缝处理方式

弹性连接与刚性连接目前是墙板与墙面连接的常见的方法，其一为刚性连接，主要是指在若干个墙板中采取焊接的方法使之成为一个整体，不过此类方法存在其不足，主要表现为当出现结构存在移位时，更大的应力需要墙板来承受，如果墙板无法承受这一力度，则会出现变形等问题[3]。

2.装配式轻钢结构建筑质量监管方面存在的问题

2.1 装配式轻钢建筑结构体系不够完善

其中包含围护结构灌浆联合、叠合板面粘结程度等重要问题没有行之有效的方式和相联系的配套手段，单纯利用最终的检查结果，很难保障连接点是否绝对安全；针对工作中的部分检验和最终完工时的验收，单纯利用各类材料的记录和有关资料，无法保证整体结构的正确性和稳定性，也就是说，不能对结构安全性进行评估，从而确定该结构与设计意图是否相符。

2.2 部分生产企业并不具备所有的资质

我国曾针对该问题颁布了有关建筑业企业资质标准准入的相关条例，其中，明确说明不再设定混凝土预制构件的有关资质。目前，郑州市拥有4 家装配式构件的公司，但这些公司只具备营业执照，仍没有制定严格的指标，对于该领域的进入标准比较低，预制构件产品质量不稳定，以上问题均对建造和检验两大环节有严重影响[4]。

2.3 从事员工资质标准不明确

建筑研发、生产、安装等部门都面临高级技术人才稀少的问题，这也成为影响该领域持续进步的重要因素。从最新颁布的各类条例中可以看出，提高产业员工技术水平迫在眉睫，积极开展建筑内容培训至关重要，引进多方面类型创新人才，各领域的员工必须具备准入资格。现如今，针对不同部门员工需要具备何种证书以及此类证书由什么部门负责颁布，都需要继续研究确定[5]。

2.4 产品生产过程不够标准

在混凝土建筑生产过程中，需众多环节的配合，比如设计部门、生产部门、运输部门等，但我国目前的生产模式比较死板，各个产业发展不集中，缺少有效衔接。例如，郑州市的构件生产基地比较稀缺，它们通常建在郊区，距离偏远，因此交通运输费用较高，所需要投入的资金量较大，而郑州市在该领域的市场容量是很广阔的，当需求量增加时，将面临供不应求的现象，这对于装配式建筑行业发展极为不利。

3.装配式轻型钢住宅质量监管方面的建议

3.1 建立新形势下的工程质量监督管理机制

装配式轻钢建筑产业中，设计和生产两部门影响着整体工程质量，也就是说，建设行政主管的监督工作需要包含生产和施工两方面，必须确保这两方面的监管到位。

监督单位必须建立严格的审查标准和监督计划。结合装配式结构的工作要求，完善监管生产和施工两方面监管的频率、检查要素、重要材料和产品验收等相关问题，要求监督人员严格按照计划方针展开检查。

质量监督者必须深入了解所负责工程的特点和问题，针对重点部位和有可能面临的问题预先提出，例如设计部门应结合该工程整体特点展开交底、预制构件进一步完善和不同专业施工图纸的有效衔接结合、提高生产工作中原材料把控、构件质量检查、重要部位的过程把控、关键部位的结构性能监察等，提前将问题通知不同负责部门，可以更加有效工作并采取针对性举措[6]。提高各类生产厂家和参与工程建设责任主体的监管力度。生产厂家需要有完善的设施，确保质量检查过关，以及具备适合的监测方案和质量检查体系，完善责任负责制和材料检测流程、针对自检交接更要从内部抓起。

3.2 加强图纸设计环节的质量监管

管理者必须注意质量检查，当要进行监督交底工作时，需要及时通知不同部门深化设计的重要程度和严重性，认真执行工程审查制度，没有合格标准的图纸绝不能成为施工的凭借。

3.3 加强生产环节的质量监管

预制构件的质量严重影响着施工的整体安全程度和持久性，建筑公司可以结合第三方监理公司进入工厂展开持续监管。构件制作企业必须具备国家准入标准，拥有完善的生产流程设施，保证质量和安全过关，并制定合理的监管制度和管理方式。对于生产厂家来说，必须确保认真执行负责人带班制度，积极开展工程例会，提升工作效率。

3.4 加强施工环节的质量监管

在建筑行业中，工程实施过程中的质量问题尤为关键，其中就包括装配式轻钢结构。在施工过程中，必须按照省市工程质量制定的标准严格要求内部工作，使得产品质量过关，标识齐全。施工过程的控制应该密切联系有关单位的具体要求，包括住建部和省住建厅工程质量治理的相关计划等，充分利用装配式结构的特征。提前设置施工计划并制定监管方案，可以在正式施工前有效避免众多问题，重点把控施工单位和监理部门两方面的工作。

4.结论

由于城市化不断发展，综合考虑该地区的自然环境和社会环境，利用冷弯薄壁型钢结构建筑标准化设计理论形式展开设计，进一步优化流程，可以不断适应各类用户的多样化需求；结合本地区传统材料和绿色成分与轻钢结构建筑充分结合，发挥轻钢式结构具备的独特优势和特点，将这种建筑风格与当地普遍的建筑相结合。因为建造成本受到严格控制，很多价格偏高的绿色材料没有在设计时利用，不得不选择性价比更加适合的材料，但随着时代的变化和建筑领域的健康发展，必定会有众多性价比极高的产品或材料应用于民居设计中，进一步提高建筑的舒适度和质量。