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摘要:装配式钢结构建筑就是用搭积木的方式来建房,需要在工厂完成内外墙板、楼板、楼梯、梁柱构件、连接节点等主要构件及卫生间、厨房等各功能空间的部品化,通过现场组装来完成整个建筑。由于全部构件均在工厂加工完成,大大减轻现场施工量,避免对环境污染,节约施工工期,标准化的设计和施工使建筑的质量和安全更易得到保证,在工业发达国家应用较为普遍。
关键词:装配式;钢结构建筑;
引言:传统钢筋混凝土结构在材料生产、建筑施工及材料回收利用方面对社会资源消耗和周围环境影响较大。钢结构建筑具有自重轻,空间利用率高、抗震性能好、能够便捷实现工业化生产等明显优势,符合建设生态文明社会的需要,参照国外发达工业国家的经验,装配式钢结构建筑会在国内市场得到越来越多的应用。
一、我国钢结构装配式建筑的现状
1.1设计规范缺失
装配式钢结构建筑由于在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式建筑发展,我国在某些方面远远落后于国外的发展,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式建筑在设计、审批、验收等方面无标准可依,这对工业化建筑的大规模推广是一个障碍。
1.2设计方法落后
传统的建筑设计和装配式钢结构建筑的设计无论从结构体系设计、基本模数确定、平面定位方式、设计的指导思想等方面都存在很大区别。在方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍装配式钢结构建筑的发展。
1.3部件发展滞后
钢结构体系建筑成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。因此,我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足建筑产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。我国钢结构建筑在建材和部品方面,目前建造钢结构建筑方面的所需材料大部分需要从国外运来,甚至有些外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购,在国内市场上一时还找不到,严重制约钢结构建筑的发展及推广。
1.4环保节能意识落后
一项调查数据显示,我国每年新建建筑中95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。装配式钢结构建筑相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但在另一方面,环保节能的钢材在整个钢结构建筑中的使用率很低,绝大部分的装配式钢结构建筑中使用的钢材仅是一般材质钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前需要。安全性能低、使用寿命较短,而且钢材制造过程中对环境的污染较严重。
二、我国装配式钢结构建筑的设计思路
2.1户型设计标准化、定型化
目前在钢结构装配式建筑方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户建筑户型设计随意,规格多种多样,导致装配式钢结构建筑现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。
2.2以建筑结构为主导,结构专业为辅助
钢结构建筑设计首先要遵循建筑建筑设计中的一般原则,这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保及建筑效果等,然后是发挥钢结构的优势。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构建筑项目是没有市场的,必将影响钢结构建筑在我国的大量推广应用。
2.3厨卫设计标准化、定型化
住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式建筑设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,建筑民户设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。
2.4平面布置系列化、模块化和灵活化
在装配式钢结构建筑设计过程中,以建筑间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现建筑平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。
三、我国装配式钢结构建筑的优化方案
3.1环保节能
“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。高科技是指建筑设计和建造环节突出节水、节电、节材、节能的设计理念。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在装配式钢结构建筑中广泛应用环保节能的钢材,可满足环保节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。
3.2建立功能需求明确、结构合理的建筑户型
一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是根据集体条件将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。装配式钢结构建筑,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,节约钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型。
3.3追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求,装配式钢结构建筑作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面设计,有利于家具摆放提高使用面积,也符合中国人的消费心理。
结束语:装配式钢结构建筑,可实现构配件生产产品化、现场组装机械化、便于实现对全部结构的信息化管理,可减少建筑垃圾,减少建筑施工对环境的不良影响,提高建筑质量,材料回收利用率高,符合建设生态文明社会的需要,将会在未来市场中得到越来越多的使用。
参考文献
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论文作者:曹志贵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/23
标签:建筑论文; 钢结构论文; 节能论文; 建筑设计论文; 户型论文; 我国论文; 钢材论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;