装配式建筑中钢结构技术的适用性分析论文_马华峰

装配式建筑中钢结构技术的适用性分析论文_马华峰

马华峰

无锡市现代钢结构工程有限公司 江苏无锡 214000

摘要:装配式建筑表示为工厂预制的建筑构件通过施工现场的组装和装配、将构件连接形成混凝土和钢结构建筑,本文主要讲述的是装配式建筑中钢结构建筑,这些年来,装配式建筑不断地助推建筑行业的发展,全面贯彻节约资源、保护环境的基本理念,不断提高建筑的质量和水平。本文对装配式建筑中钢结构技术的适用性进行分析,从装配式建筑中钢结构的体系、构件设计和节点连接等方面展开论述,望对从事装配式建筑中钢结构建筑的人员有所帮助。

关键词:装配式;建筑;钢结构;技术适应;分析

1钢结构的体系

1.1分离型钢结构体系

装配式建筑中钢结构体系主要指竖向承重结构体系与抗侧力分离结构体系,如果要达到较高的装配建筑标准大多会选择局部的抗侧力体系,这样其他地方结构不必承担抗侧压力,仅仅承担竖向压力就行了,所以钢结构的构造处理就会更加简洁利索。这其实也是单一型抗侧力结构系统,我国主要研究钢结构新体系,把支撑框架作为独立的抗侧力体系也能够带来积极的效果。举一个比较经典的案例,日本的很多株式会社大都采用支撑框架的体系,其中房梁起到贯通的作用,梁柱采取按铰接的形式,并且抗侧刚度是支撑带来,这也是分离式结构体系的一种具体表现。有些知名高校通过科学研发装配式建筑钢结构体系得出了整套技术系统,并将其命名为分层装配式钢结构体系,它主要用在低多层的装配式钢结构建筑当中,具有较为显著的装配效果。

1.2钢结构体系设计中存在的问题

根据目前已有的“建筑抗震设计规范”中对梁和柱的规定,使得部分钢柱布置呈直角的双向抗侧纯框架体系很难完成。其实横向框架与纵向支撑框架组成的结构体系一直运用于工业化建筑当中,那么在民用建筑中能否有效运用呢?在美国经常运用这类钢框架结构,其中还有特别的抗弯框架。除此之外,有些建筑企也会另开辟一条新道路,他们通过钢柱、斜撑以及集成式三者的有机结合形成了合成楼板,这也可以看做是桁架梁的支撑框架体系,然而,并不被普遍的建筑工程单位所认可,也许其中还存在一些问题,比如装配式钢结构的建筑体系中还存在较多思考的空间,需要不断研发和探讨出新型的装配式建筑中钢结构体系,并且钢结构体系的研发还应该与我国的相关观点达成共识,更好地推动钢结构技术的发展。

2钢结构构件的防火防腐措施以其设计要点

2.1钢结构构件的防火防腐措施

2.1.1采用防火防腐的涂料

要保护装配式钢结构中构件的安全稳定性,就应该做好构件的防火防腐工作,可以使用防火防腐的涂料,这样能够对构件起到一定的保护作用。然而,一般的涂料只有十年左右的保质期,一旦超过了保质期限,涂料将很难发挥应有的效果,所以很多用户对此表示不满意。但是通过使用防火片材来粘贴和包裹,并且采取装修一体化的方式,可以更好地保护装配式钢结构中的构件。

2.1.2装修一体化

采取装修一体化的方案,无需对钢结构进行涂装,这能够对钢结构中防火防腐问题起到药到病除的作用。依照国外建筑工程中的相关经验,高多层的钢结构构件在加工过程中不需要涂抹一层防腐防火涂料,只需要在施工地采取防火喷涂的操作就可以,也可以根据室内的装修情况使用防火包裹的措施,这样有利于提高钢结构的防火强度。

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2.1.3控制钢结构锈蚀速度

在相关的资料和规定中,我们可以发现低碳钢长期处于腐蚀的环境下,低碳钢的腐蚀厚度也只是一点三微米,这点厚度不足以影响建筑中钢结构的稳定性,所以说钢结构的锈蚀速度是一种可控性因素,这样一来钢结构在建筑物环境下的锈蚀是有限的,尽管超过了防腐蚀涂料的保质期限,也很难影响到钢结构的整体稳定性和安全性。这些年来,很多发达国家通过上百次实验和对比几十年前的钢结构腐蚀程度,说明了钢结构的锈蚀速度是可以控制的,并且其锈蚀范围和程度也是有限的。

2.1.4开发耐火耐候钢

装配式建筑中钢结构建筑要有效地开发和运用耐火耐候钢,而这中具有双向功能的钢早在十几年前就已经开发出来了,并多次运用在建筑工程的施工过程中。但是,因为我们国家的防腐和防火技术受到一定的限制,后期的建筑工程工作中并没有全面地普及和运用,这使得这类双功能钢的开发空间不足,所以在以后的装配式钢结构技术研究过程中需要多加思考和分析,从而找到更适合装配式建筑钢结构技术开发的钢。

2.2钢结构构件的设计要点

建筑的工业化主要是解决当下传统劳动力紧缺和劳动效率地下的问题。装配式建筑中钢结构的构件加工工作不仅需要工厂做好预制工作,还应该进一步提升钢结构构件加工的效率。有些国家的钢结构大多是运用实用型钢,因为我们国家的钢铁量较为从充足,计算工程量的时候通常按照吨位来计量,因此大面积出现焊接截面的现象。要减轻构件的加工难度和降低加工量应该尽可能使用轧制型钢或者成品型的钢材,减少焊接截面的使用量。钢结构加工厂中构件要坚持相应的标准和模数,推动装配式建筑钢结构建筑的发展。型钢经过钢厂的简单加工之后无需经过钢结构构件厂就能直接运用到现场的装配工作中,这就是有效的解决措施。

3节点的连接与集成化

3.1单边螺栓的连接方法

节点的连接方法中多数采用单边螺栓的连接方式,连接钢结构中封闭截面的梁柱,并且对经常承载钢管柱的钢结构进行高强度的支撑。很多高校和科研院所对于单边螺栓的连接方法做出了较多的研究和考察,并且获得了较大的启发。

3.2节点的集成化

装配式建筑中钢结构的现场高效装配技术具体包括构件和节点的分离等方式,先把节点集成化,形成一个成品的模式,比方说我国的蝶形节点和国外的快速安装节点,这些节点的集成化之后形成一种成品的形式,能够较好地支撑住装配式建筑中的钢结构,并实现钢结构稳定和安全的目的。钢结构构件经过钢厂的基本加工之后成为标准的构件被运往施工现场,施工工作人员利用高效节点的连接方式开展具体的装配工作,还要根据耐火和耐候钢的特点以及免涂装和防火包裹的方法来增强钢的抗火抗腐蚀强度,以上方式和技术都是装配式钢结构建筑中钢结构构件的重要技术研发,如果要进一步达到钢结构的稳定性和高效性,就应该多加开展研讨和交流活动,这样能更好地分析装配式建筑中钢结构技术的适用性价值和意义,从而引导更多的钢结构建筑有序开展相关工作。

4结束语

通过分析装配式建筑中钢结构技术的适用性和钢结构技术的现实发展情况,并对钢结构构件设计中存在的问题进行研究,根据装配式建筑的发展目标与要求,对于钢铁构架加工厂提出了更高的要求,工厂要实现生产和现场装配的高效性,并且和建筑装修协同化开展工作,分析了钢结构的结构体系、构件设计和节点的连接,望能够更好地推动建筑行业的钢结构建筑水平和效率,从而促进装配式建筑的前进和发展。

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[7]梁栋,宋彪.装配式钢结构建筑研究及应用[J].建设科技,2016(Z1):79-81.

论文作者:马华峰

论文发表刊物:《房地产世界》2019年12期

论文发表时间:2019/11/19

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