绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

徒绕军

摘要：所谓的装配式钢结构建筑，就是将所有的构件都在工厂内进行加工，这样可以大大的减少施工现场的工作量，减少对环境的污染，缩短施工的时间。通过规范的设计、施工，可以确保施工过程中的安全和质量。与当前绿色、创新、开放、协调发展的思想是一致的。所以，加强对绿色装配式钢结构建筑体系的研究具有重要的现实意义。在此基础上，本文对绿色装配式钢结构建筑体系的研究和应用作一简单的探讨，以期对我国城市建设具有一定的参考价值。

关键词：装配式钢结构;建筑体系;应用

1 装配式钢结构建筑特点

与传统的钢筋混凝土、砖混结构相比，装配式钢结构在经济、社会效益方面有着良好的应用前景。在建筑结构方面，装配式钢结构建筑的优点有：

（1）大柱网，大开间，灵活布置空间。装配式钢构建筑由于其轴网尺寸大，且内部墙体多为无承重墙体，使用者可按自己的需要进行二次分隔、排列，以提高建筑布局的灵活性，更好地满足业主的需要。（2）自重轻，承载能力高，抗震性能好。型钢和钢板制成的钢梁、钢柱，是钢结构中的重要组成部分。维护系统使用了新型的节能轻质钢板。在同样的载荷下，装配式钢结构捐助可以降低30%的自重。同时，装配式钢结构建筑在地震中受到的地震影响很少，能够充分利用钢材高强度、延性和塑性变形等特性，从而改善其抗震性能。（3）构件的制作简单，并且具有较高的工业化水平。装配式钢结构房屋所用的材料简单，且都是成材。加工工艺简单，易于机器操作，便于工厂生产，质量也能很好地保证。与传统的混凝土结构相比，装配式钢结构为代表的节能型建筑，能耗只占传统建筑的三分之一，并且50%是可再生能源。

2 绿色装配式钢结构建筑体系具体应用

2.1 应用范围分析

绿色装配式钢结构建筑体系具有明显的优越性，但是它并不适合所有的建筑工程。比如，长期处于户外的建筑工程，不适合使用钢结构。在太阳和雨水的作用下，钢结构会发生严重的变形，从而影响到建筑的正常使用。在建筑工程中，更适宜采用绿色装配式钢结构的体系，主要有建筑整体架构、内墙结构等。

另外，在路桥工程中，也可以采用绿色装配式钢结构。在普通路桥工程中，钢筋混凝土作为主要的施工材料，其整体强度和刚度都能满足有关规范要求。而合理运用绿色装配式钢结构建筑体系，可以使路桥工程的整体质量和整体性能得到提高。

在绿色装配式钢结构建筑体系中，大部分都用到了钢材，这就导致了工程的成本很高。然而，从整体上看，由于钢结构具有更好的物理性能，可以有效地减少其它建筑材料的消耗，从而可以有效地降低建筑成本。比如，在一个大型工厂里面，如果使用了高强度的钢材，那么这个项目的成本就会比普通的钢筋混凝土要高出13.5%，而如果是100.0m2以上的话，那么这个项目的成本就会下降7.5%。这主要是由于大量的钢材使用，使墙体的厚度减小，从而降低了整个工程的建设费用。

2.2 在商业建筑中的具体应用

在大型商业建筑中，合理使用绿色装配式钢结构，可以确保工程的施工质量更好。针对项目建设的特殊要求，在商业建筑内应用绿色模块化装配式钢结构，可进一步减少项目成本。模块化的绿色装配式钢结构，就是将一种金属和其他的材料，通过模块化的方式，在不同的商业建筑中进行组装。比如，一栋方型的钢铁结构建筑，可以安装在大型商场隔断区，施工起来更容易，拆卸也更容易。

合理使用绿色模块化装配式钢结构，相关人员必须加强对其施工质量的管理。构件从设计到生产，各环节都要经过严格的审核，确保每个构件的都达到相关的规范要求，从而有效地提高工程的总体效果。在具体的施工中，操作人员要清楚建筑外墙钢结构的防火构造要点，进行科学的施工。

2.3 在住宅建筑中的具体应用

在住宅建筑工程中，合理使用绿色装配式钢结构，可以很好地解决梁柱刚度不足的问题。比如，通过将钢管束组合结构与规范要求相结合，在钢管中注入适当的混凝土，使钢管束的施工刚度得以提高，从而使各种承重构件的施工质量得以更好地提升。

合理使用钢管束，可以有效地预防施工中大面积结构的不稳定，有效地解决了梁柱暴露的问题。在工程中，通过使用混凝土灌注空心钢束，可以有效地改善结构的受力性能。

3 绿色装配式钢结构运用的技术

3.1 防火防腐性能技术

通常认为，钢结构的耐火、耐腐蚀性能较差，需涂有保护性的油漆，油漆寿命通常仅为10年，远远达不到建筑物的设计寿命。由于公共建筑的使用状况，可以进行事后的检验和维修，这也引发了很多争论。但是钢结构住宅在其使用过程中，无法进行内部的检测和维修，因此有可能成为严重的问题。实际上，普通的室内环境下，住宅钢结构的腐蚀非常有限，即便是涂层长期失效，也不会对建筑的安全造成任何影响。

3.2 钢结构建筑构件的加工和制作技术

高效率、高质量地完成钢结构构件的制造与加工，需要借助BIM技术、AUTOCAD等专业仿真软件的辅助。BIM技术的主要应用原则，是将建筑工程的全部资料集成到三维模型中，进行相应的仿真和分析。以便更好地改善和优化施工工艺，并对施工工艺进行科学、严谨的管理。尤其要指出，BIM技術在绿色设计、虚拟建筑设计中的应用，有着十分显著的优越性。BIM技术在复杂的建筑设计中的运用，能使整个建筑的设计更加合理。在此基础上，对所设计的建筑物进行仿真和分析。模型分析法的运用，能够更好地进行高质量的施工，同时也能有效地保证施工的高效和稳定，使施工的误差降至最低。TEKLA和AUTOCAD等软件，主要用于将与建筑有关的图纸进行转换，并进行材料的排版，以达到最真实、最可靠的效果。

结束语

在当今社会，环保意识日益受到重视。坚持发展绿色装配式钢结构建筑体系，符合当前环保、节约能源的需要。所以，有必要在当前的基础之上，继续发展绿色装配式钢结构建筑体系，使得其更加环保、高效，符合未来的发展需要。由于绿色装配式钢结构建筑体系良好的发展空间，需要政府尽可能的加大投资力度，加速建筑行业的转型，达到更高的环保目标。

参考文献

[1] 张境驿.绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向[J].建材与装饰，2020（08）：108-109.