绿色装配式钢结构建筑体系的应用实践

魏代军

(甘肃省长城建设集团有限责任公司 兰州 730000)

传统建筑施工过程中,会涉及到混凝土浇筑等环节,这极易引起环境污染问题,这一问题也导致建筑行业时常受人诟病。在这一基础下,更多专业人才开始寻求施工的新方式,旨在进一步迎合绿色理念,降低污染,同时提高建筑施工效果。绿色装配式钢结构的开发,使得建筑可以利用“拼装”理念来完成施工,这一施工方式耗费时间短,操作较为简便,且不容易引起污染,对其进行应用,加强研究,能够进一步促进建筑水平的提高。

1 绿色装配式钢结构建筑体系概述

1.1 绿色装配式钢结构建筑与传统建筑体系的区别

绿色装配式建筑结构体系的研究极大地推动了建筑行业的发展,这一研究在传统建筑的基础上进行,进一步完成优化,使得建筑体系有了更好的提升。当下而言,这一结构体系与传统建筑之间主要有两点不同。

首先在建筑工艺方面,绿色装配式建筑结构体系往往采用的是先对构件进行加工再应用于建筑工地的方式。而传统建筑中多利用木结构、混凝土结构,在建筑现场即可完成施工。

其次在能耗方面,钢材料原本就具有较为良好的导热性能,将其应用于建筑工程之中,能够进一步提升建筑的散热能力。从这一方面来讲,这一建筑体系更加适用于温度较高的地区,能够为人们的生活提供更多的便利。

1.2 适用范围

绿色装配式钢结构具有其自身的独特性,所以难以将其应用于所有建筑之中。例如钢这一材料极易受到雨水或者是光照的侵袭,所以很难将其应用于户外结构之中,若真将其用于户外,容易被腐蚀,导致其结构发生变化,甚至会为今后使用埋下较大的安全风险。当下适用于这一体系的建筑有路桥骨梁、建筑总体架构等等。例如将其应用于建筑总体架构之中时,能够有效提高建筑的震动适应性。

一般来讲,现代化建筑多需要高度的承受力,有着较大的重力负荷,若是出现地震等事故,相关建筑难以适应这一压力,容易出现坍塌事故。若是应用绿色装配式钢结构,虽然不会增强其抗震能力,但对于一些小型震动能够增强适应力,减少事故造成的损失。此外,路桥建设中多以混凝土作为主要材料,虽然整体强度能够得到保证,但若是利用绿色装配式钢结构体系,可以加强其刚度,同时促进其整体性能的提升。这能够有效提高路桥的安全性,同时提升其使用价值[1]。

1.3 造价研究

对于绿色装配式钢结构而言,将钢这一材料作为建筑主要材料,虽然从单位造价来看,与传统建筑相比有所提高,但整体而言,钢结构的强度更高,所以能够有效减少材料的数量,进一步降低建筑造价。

2 绿色装配式钢结构建筑体系的优势

2.1 抗压能力强

在常见的建筑中,最常用的两种建筑结构为钢结构以及钢混结构。钢结构往往将钢作为主要建材,而钢混结构则是将钢材与混凝土进行结合使用。这两种结构在使用方面具有较多差异性。其中混凝土的抗压、抗拉能力比之钢材要更差一些,所以在建筑中会更多的偏向于使用钢材。对于部分跨度较大的建筑来讲,钢材特有的抗压性能够有效促进建筑空间的扩展,所以更容易布置建筑结构,与钢混结构相比,钢结构更具有方便性[2]。

2.2 环境污染小

利用绿色装配式结构建筑体系能够有效减少环境污染,这一优点使其正好贴合了当下所畅行的环保理念,能够有效促进建筑行业的可持续发展。从工程建设方面来件,这一体系不需要在施工场地直接加工,而是需要将预制的构件进行组装之后应用于建筑中,这一过程并不会导致环境污染。此外绿色装配式结构建筑体系以拼装建筑为主,并不会产生较多噪音,对于周围居民的生活不会产生较多影响。

2.3 可循环利用

绿色装配式建筑结构体系之中所用到的钢材占比非常大,而钢材具有较强的可回收率,这就使得这一建筑具有较强的可循环使用的优势。同时这一体系应用过程中能够减少垃圾产生,碳排放方面也不会超标,使得该建筑体系能够符合低碳环保要求。

2.4 提升性能耐久性

绿色装配式钢结构建设之中,其中围护墙体和构造多采用的是交叉应用的方式,这能够有效提高其性能的耐久性。这一过程借用了幕墙的建设方式,同时对外墙保温与装饰的方式进行了分析研究,最终采用了保温装饰一体化的建设体系,以此加强了建筑的保温隔热性能。另外在实际使用过程中,能够依据北方与南方的气候差异进行针对性建设,为人们的生活提供了极大的便利。同时这一方式能够进一步保证建筑质量。

2.5 节约用钢量

利用钢预制方式建设新型楼梯,能够有效节省钢材用量,进一步提高建筑效果。例如借鉴混凝土的建筑方式,将钢架在梁上加强支撑,能够有效保证楼梯建设不依赖于楼板,同时加强螺栓固定,能够有效节省人力,材料使用方面也有所节省。

3 装配式钢结构建筑体系应用流程

3.1 图纸设计

图纸设计对于之后建筑工作有着较强的指导作用,这一环节也是整个建筑中的关键点所在,直接影响后续工作的推进。绿色装配式建筑体系中所涉及到的图纸设计与传统的图纸设计有所不同,这一体系之下图纸设计中必须将所有会用到的构件全部列出,同时对每个构件的规格加以明确。此外,涉及单个构件时,还需考虑到这一构件与其他结构之间的连接,进行整体设计。因为装配建筑之中还需将所有构件进行统一拼装连接,所以还需保证构件连接的完整性,否则会影响到拼接工作,导致工期无法正常推进。此外为了进一步保证建筑之后管线的有序性,还需加强对管线规划渠的设计[3]。

3.2 预制钢结构生产

在完成图纸设计之后,需根据图纸对预制钢结构进行生产。这一过程中,需要相关生产人员明确图纸要求,同时在生产结束之后对构件加以检查,若是发现其中存在着缺陷或者是具有尺寸偏差等问题,还需重新生产。要注意的是,在这一过程中往往会用到较多的人力,这也会容易导致钢结构生产中具有较多的误差,生产质量存在着较多不稳定性。所以为了进一步降低误差,减少失误。相关工作人员可以先构建出较设计图纸更大的模板,并由此来对模板进行处理,为之后的工作指明方向。此外,在钢结构制作之后,还需对其加以合理保存,同时要注意其养护工作。在存放时需要保证钢结构不可直接接触地面,距离地面至少1m,以防止钢材生锈。相关工作人员也需定期对钢材进行检查,对存储地点进行清洁,防止钢材出现质量问题。

3.3 构件运输

将制作好的钢结构运输到施工现场的过程中,还需考虑到钢结构的完好性,运输过程中极易受到周围环境或者是其他因素的影响。其中最主要的原因有两个,其一是在装卸过程中钢结构与周围的物体发生了碰撞,导致钢结构受损。其二是运输过程中车辆会产生晃动,最终导致构件之间有所摩擦,造成损坏。针对这两点,还需进一步完善运输工作。相关工作人员可以在装车之前,将钢结构用草绳等进行包裹,保证在碰撞过程中钢结构能够得以缓冲,防止碰撞受损。此外可以在运输时在钢结构上安装构建固定结构,以此减少晃动。在运输过程中,也可以安排相关工作人员对钢结构进行照看,以防止构建运输中出现的损坏[4]。

3.4 装配与固定

装配与固定施工同样是建筑过程中的关键环节,这一环节下的施工还需先对图纸加以研究,最终保证施工顺序的准确性,合理装配钢结构。一般来讲,在拼装过程中需要先对其基础加以搭建,之后再对其上部结构加以拼装。在拼装的每个阶段完成之后,都需要对其加以检查,同时对每个构件进行合理固定。必须要在固定完成之后进行下一个环节的拼装。例如在基础构件拼装完成之后,需要利用钢筋等材料进行构件的固定,不过在构件固定材料的选择方面,不可随意选择,还需根据设计图纸选用合适的固定连接件。同时在操作过程中,需要保证连接操作的合理性。再者,钢结构拼接完成之后,需进行整体测试,以保证建筑结构是稳定且安全的,若是测试过程中发现问题还需及时处理。

3.5 测试与防渗

在构件拼装初步测试之后,还需进一步加强测试,以便保证结构的稳定性,两次测试能够进一步对建筑质量加以保证。除此之外,在保证建筑的稳定性之后,还需对其加强防护。因绿色装配式建筑在拼装之后容易产生缝隙,若是长久使用,容易有渗水的现象发生。所以工作人员还需利用一些密封性较好的材料对缝隙加以处理,例如环氧树脂等等。在进行防渗操作之后,可以开展防水测试,以保证渗水系统的实效性。

4 绿色装配式钢结构建筑体系的具体应用实践

4.1 住宅建筑中的应用

住宅建筑之中应用绿色装配式钢结构建筑体系,可以进一步加强梁柱强度,具体而言,将钢管作为建筑核心,利用钢管束,加上内部混凝土的浇筑,能够有效提高梁柱强度。一般来讲,传统钢结构的使用会耗费较高的成本,且难以真正应用于部分平面户型之中,而利用钢筋楼板,能够有效解决这一问题。另外剪力墙在建设时,可以利用钢束加以构造,同时将混凝土灌注到钢束之中使用,这能够极大的加强其承重强度,同时能够有效减少钢材用量。一方面降低了成本,另一方面提高了建筑质量。

4.2 商业建筑中的应用

商业建筑与民用建筑之间有着较强的差异性,所以在进行装配式钢结构体系建设时还需注重到其不同点。

一般来讲,商业建筑之中多采用模块化建筑体系,这一体系也就是说将预制与钢材建设相结合,最终以模块的形式呈现出来,并应用于商业建筑之中。例如部分小型的方形建筑,可以用在商场阁段中进行使用,这一建筑方式能够有效加强安装的便捷性。同时,在建筑中利用轻钢结构,能够有效降低建筑造价。不过在这一建设过程中,还需严格把控建筑质量,从最初的设计到最后的安装都需严格进行审查,保证每一个建筑都是合格的。

5 结语

综上所述,绿色装配式钢结构虽然使用越来越广泛,受到了越来越多建筑企业的认可,但同样有着其局限性,所以相关人员还需加强对这一结构体系的研究,进一步促进建筑行业的绿色环保性。相对来讲,装配式钢结构比之传统建筑有着更多的优势,我国建筑行业还需加强对这一结构体系的研究应用,利用这一体系提高建筑质量,减少环境污染,为我国建筑行业今后的发展奠定坚实的基础。