韦明
北京首钢国际工程技术有限公司 北京市 100043
摘要：随着我国经济的不断发展，钢结构在我国已经取得了突破性的发展。钢结构在取得飞速发展的同时，如何有效推进和研发绿色、高效的钢结构是目前研究的主要课题。装配式钢结构建筑由于具有绿色、环保和高效的特点，在建筑行业得到了广泛的应用。
关键词：绿色装配式；钢结构；建筑体系；应用
1绿色装配式钢结构建筑体系研究
1.1传统与现代装配式钢结构建筑的有机融合
这种建筑体系是吸取了传统装配式钢结构建筑的优势，摒弃其缺点，将先进的装配式钢结构融进建筑改造中，创新外围结构形式，更新设计与施工理念，转变注重经济利益而忽视社会效益与生态环境效益的传统观念，打造新型的装配式钢结构建筑体系。这种新型的建筑体系，在实际改造中，一定要紧密结合构件进行，充分考虑建筑建设的实际需求，优化改善措施，并不断创新技术，降低施工成本，提升建筑的使用空间以及安全系数。
1.2现代模块化绿色装配式钢结构建筑体系
这种建筑体系主要特点是建筑具有较强的模块化、工厂化，在绿色装配式钢结构建筑体系中非常具有代表性，主要包括两方面建筑，一种是方便拆装的可活动性建筑，另一种是模块化厢型建筑。这两种建筑的材料都采用了轻钢结构及薄壁型钢建造而成，不仅防火安全性能高，成本造价还很低，便于居住者使用，对于企业来说更具有经济性。
1.3工业化住宅绿色装配式钢结构建筑体系
住宅建筑可以说是任何建筑体系中的重中之重，其是提高人们生活质量的主要载体，更是国家经济发展水平的重要体现。传统钢结构建筑体系中突出的问题就是梁柱承重问题，通过各方研究开发出的工业化住宅绿色装配式钢结构建筑体系解决这一问题，通过在平面打造钢板剪力墙结构体系，增加承重能力，更易于结构布局，减少了钢材的用量，节约了资源，更为住户节省了大部分使用面积，是当前住宅建设的主要体系。
2绿色装配式钢结构建筑体系应用
2.1结构体系
目前多高层装配式钢结构建筑的结构体系，传统的有纯框架、框架—支撑体系，新型的有集装箱、钢管束、钢异形柱等。各类钢结构体系的特点如下。
2.1.1纯框架体系。纯框架体系如图1所示。
该体系具有如下优点：
(1)可根据建筑功能的需求进行梁柱的灵活布置，可增加建筑使用空间的利用率。（2）自重较轻，材料延性好，有利于抗震。（3）构件的生产、运输和现场的安装快。不足之处：（1）由于纯钢框架抗侧力刚度较小，为了控制位移，构件的截面很大。（2）钢框架属于有侧移结构，因此较难满足高烈度地区对建筑抗震性能的要求，建筑层数及高度受限较严重。（3）变形较大，舒适度较差。
2.1.2框架—支撑体系。框架—支撑体系如图2所示。
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图1纯框架体系图2框架—支撑体系
该体系具有如下优点：（1）同纯钢框架建筑，可根据建筑功能的需求进行梁柱的灵活布置，而支撑可选择设置在不影响建筑使用功能的位置，构件截面尺寸更小，进一步增加建筑使用空间的利用率，同时降低了整体用钢量。（2）由于支撑的存在，较纯框架建筑，钢框架支撑体系抗侧力能力有显著增加。柱长细比限制较纯框架结构有较大优势，截面尺寸可有效减小，建筑层数和建造高度有较大提升。（3）自重较轻，材料延性好，有利于抗震。不足之处：（1）支撑布置受建筑功能的影响，不易找到合适布置位置。（2）构件截面较大，对建筑功能产生一定影响。（3）支撑（大撑）布置位置零散，造成结构刚度不均匀。
2.1.3集装箱体系。该体系具有如下优点：（1）可像积木一样将各个功能房间或户型进行多样的组合。（2）建设周期较短。（3）取材较容易。不足之处：（1）抗震性能较低，连接及单体强度较难满足高抗震设防烈度地区的高层建筑建设需求，适用于低、多层建筑。（2）集装箱常规尺寸难以满足国内住宅市场对层高和房间开间的要求。（3）使用运输行业淘汰的集装箱，可能会由于自身质量问题产生安全隐患，但使用新集装箱进行改造成本较高。
2.1.4钢管束、钢异形柱体系
该体系具有如下优点：（1）采用钢管束、钢异形柱代替传统混凝土剪力墙，基本做到室内不凸柱，在平面空间上最大化的服务于建筑。（2）同混凝土墙一样，平面布置可跟随建筑功能房间的需求灵活调整。（3）钢管束剪力墙、钢异形柱较常规混凝土墙柱，承载力和构件延性更好，施工效率更高。不足之处：（1）较常规钢结构，用钢量增大。（2）较常规钢管混凝土柱，由于此类构件空腔数量较多，截面较小，因此对混凝土作业的质量要求更高，人工及材料成本有一定的上升。（3）组合截面在工厂生产过程中，在具备完整的机械化生产线前，人工及时间成本较高，且焊接次数较多，焊缝较多，质量较难控制，同时检测成本也相应提高。（4）设计方法缺乏现行规范支持，设计工作需进行论证。
2.2围护体系
装配式钢结构建筑提倡采用非砌筑墙体，采用工厂预制墙板。根据围护体系应用位置，分为外墙、内墙和分户墙；根据围护体系的构成形式和主要构成材料，分为预制混凝土墙板、轻钢龙骨类复合墙板、轻质条板和夹心板等。目前常用的墙板有，预制混凝土复合墙板、轻钢龙骨类复合墙板、灌浆墙、蒸压加气混凝土条板、金属面板夹心墙板等。
2.2.1预制混凝土复合墙板。由钢筋混凝土结构里层、保温层和混凝土饰面层复合而成的承重或非承重的复合墙板。预制混凝土复合墙板如图2所示。
图3预制混凝土复合墙板
优点：集围护、保温和装饰一体化，具有强度高、保温隔热性能好、材料耐久性好的特点。不足之处：面密度较大、施工难度大、安装效率较低。
2.2.2轻钢龙骨类复合墙板。以纸面石膏板、纤维增强水泥板等各种轻质薄板为面层材料，以轻钢龙骨为骨架，中间为空气层或填充聚苯泡沫、岩棉等保温吸声材料的复合墙板。优点：具有质量轻、现场全干法施工、施工便捷、保温隔热性好、易穿管线的特点。不足之处：任意吊挂性、耐久性及抗撞击性取决于面板材料，通常低于混凝土类材料。
2.2.3灌浆墙。以轻钢龙骨为骨架，两侧用纤维增强水泥板作为面层，然后在骨架与面层板形成的空腔内灌注轻骨料混凝土，形成的实心复合墙体。优点：与轻钢龙骨类复合墙板类似，具有质量轻、保温隔热性好、易穿管线的特点。不足之处：现场存在湿作业、施工质量较难控制。
2.2.4蒸压加气混凝土条板。以水泥、石灰、硅砂等为主要原料再配置不同数量的钢筋网片的一种轻质多孔的墙板。优点：具有质量轻、耐火性能好、可加工性强、耐久性好的特点。不足之处：强度较低、抗冲击能力差，易破损，易出现干缩裂缝。
2.2.5金属面板夹心墙板。两侧用金属面材料形成面层，中间夹以保温隔热材料的复合墙板。优点:多用于工业、公共建筑，具有施工便捷，可拆装的特点。不足之处:金属面板不耐腐蚀，需采取措施提高其耐久性。
近年来，我国国民经济不断提升，建筑业也随之发生了诸多转变，已渐渐转变为一种新兴的建筑发展方式。目前，建筑领域全力推行建设保护能源、资源、生态环境的绿色节能建筑，以此实现可持续发展。所以，建设装配式钢构造绿色节能建筑成为一种主流趋势，相关人员必须要对此加强研究和探索。
参考文献
[1]徐琴.绿色装配式钢结构建筑体系及应用[J].居舍，2018（10）：197.
[2]李劼.装配式混凝土结构类钢结构化施工工艺[J].城市建设理论研究（电子版），2018（09）：79.
论文作者:韦明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/9
标签：建筑论文; 体系论文; 钢结构论文; 混凝土论文; 墙板论文; 框架论文; 不足之处论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;