摘要:所谓的装配式钢结构建筑,即就是所有的构件都在工厂中先进行加工,从而使得工程现场的施工量大大的减少,在国家政策的引导推动下,全国装配式钢结构建筑从旧时代快速迈向新时代,建筑业的发展以普通钢结构形式为基础的新型建筑体系,建立环保化新型建筑体系和模式化住宅建筑体系。从国内外装配式钢结构应用现状看,由于不同地域在地理位置、技术条件以及文化特征等方面有一定差异,所以形成的装配式钢结构体系也极为不同。绿色装配式钢结构建筑,由于其全部构件均在工厂加工完成,大大减轻了现场的施工量,避免造成对环境的污染,一定程度上节约了施工工期,标准化的设计和施工使建筑的质量和安全更易得到保证。本文就绿色装配式钢结构建筑体系的应用进行简要的分析。
关键词:绿色装配式;钢结构;建筑体系;应用意义
钢结构建筑具有高效、节能减排、可循环利用等优势,可化解钢铁产业过剩产能,推进建筑绿色化、工业化、信息化。结合发达国家发展状况,钢结构及其围护结构部品、部件的标准化、通用化已成为主流,这也是我国钢结构民用建筑的发展趋势。装配式钢结构民用建筑具有强度高、质量轻、工期短、抗震性能好、工业化程度高等明显优势,是未来装配式建筑发展的理想载体。
1 装配式钢结构建筑概述
1.1 绿色装配式钢结构建筑的概念
绿色装配式钢结构建筑指的是标准化设计、装配化施工、一体化装修、信息化管理、污染程度小等,支持标准化部品部件的钢结构建筑。发展绿色装配式钢结构建筑是建造方式的重大变革,能推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展,有利于节约资源、减少施工污染,有利于培育新产业新动能、推动化解过剩产能。这类装配式钢结构与绿色建筑标准相吻合,有较为突出的经济效益、环境效益,能适应城市发展要求。
1.2 国内现状
我国装配式钢结构建筑开始的非常晚,但在我国政策的促进下,钢结构以及科研院所花费很大的精力研究新型的装配式钢结构系统,从一点零时代快速走向二点零时代,一点零时代的建筑只是结构形式从混凝土变成钢结构,建筑的其他方面都按照以前的做法,二点零钢结构建筑实现了建筑布局、结构体系等的统一,从单一结构形式向专用建筑系统发展,体现出体系化的特点。目前,我国绿色装配式钢结构建筑体系主要以传统钢结构形式为基础,有改进型建筑体系、“模块化、工厂化”新型建筑体系、“工业化住宅”建筑体系。
2 绿色装配式钢结构及产业政策
2.1 装配式钢结构建筑
标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用,支持标准化部品部件的钢结构建筑。发展装配式钢结构建筑是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,
2.2 政策
政策方面,在全民追求“定制化”、“个性化”产品的时代,德国“工业4.0”应运而生。人口红利不再,劳动力成本上升的压力下,推进智能制造、促进产业升级转型,发展工业4.0成为我国未来发展之路的不二选择,但我国制造业目前的状况发展不平衡,因此要走软硬兼重、工业2.0、3.0和4.0并行发展一步步过度的道路。这些都将是绿色装配式钢结构的发展优势。
2.3 绿色装配式钢结构意义
积极发展装配式钢结构建筑,能加强处理建筑垃圾,并建立废弃物等回收和再生利用体系,利于建设循环型城市。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆能优化布局,推动生态文明、文化传承的中国特色新型城镇化道路的建设,促进大中小城市和小城镇协调发展,全面提高城镇化质量,促进新型城镇化健康有序发展,为建设资源节约型、环境友好型、循环经济、可持续发展社会贡献力量。随着政府相关政策的出台,城市建设的发展和人们对住宅质量的要求越来越高,都表明了钢结构建筑非常好的发展前景,对于钢结构建筑,用户不仅重视安全度,更关心的是它的使用功能以及建筑效果,所以,深入研究钢结构住宅推广过程中的相关问题,从增加居住舒适度的角度出发,对钢结构住宅结构体系加以优化,提出设计方案改进的方法,并为以后的钢结构住宅的设计提供参考,具有重要的现实意义和应用价值。
3 装配式钢结构存在的问题
3.1 建筑围护体系有待发展
建筑内外墙的性能关系到用户居住的舒适度。目前,墙板本身就隔音、隔热、防火等指标来说,国内很多产品已经达到了一定的水平,但仍然存在产品质量参差不齐、执行产品标准不统一,墙板与钢梁、钢柱连接构造措施不完善,容易造成隔音差,渗水漏水等问题。
3.2 管线系统发展滞后
装配式建筑提倡结构、围护、管线“一体化设计建造”,但在现今的研究中对建筑配套设备体系关注不够,给钢结构住宅的施工造成了很多不便。设计时没有处理好电线、水管与墙体的关系,部分小区在工程建好后出现了管线处开裂漏水的现象。另外,施工中还存在很多需要开槽开洞的情祝,影响了施工效率。
3.3 适用于高烈度区超高层结构研究不足
我国50%以上的国土面积处于7度以上的高烈度区,其中包括23个省会城市和三分之二的百万人口的大城市,人口稠密,土地资源紧张,发展适用于高烈度区的超高层装配式钢结构建筑十分必要。
4 装配式钢结构建筑
4.1 改进建筑体系
装配式钢结构是新兴建筑形式,要想其顺利发展,还是要以传统钢结构形式为基础,取其精华去其糟粕,对外围结构形式加以创新,形成新型建筑体系。新型分层装配式支撑钢结构体系宝业集团改进开发了一种新型分层装配式支撑钢结构体系,并对其进行了相关性能的研究。分层装配式支撑钢结构工业化建筑体系作为一种新型低层工业化住宅结构体系,其主要特点为密柱、梁贯通、柱梁铰接、水平力主要由柱间支撑承担、模数化集成设计及标准化生产和分层装配式施工安装。
4.2 模块化、工厂化的新型建筑体系
模块化建筑体系中代表性的是拆装式活动房和模块化箱型房,可以做到现场无湿作业,全工厂化生产,快捷地进行组装和拆卸,不需要二次装修。这两种房采用轻钢结构或薄壁型钢,围护材料均防火,成本造价低,方便使用。工厂化钢结构建筑体系摒弃了传统建筑模式。工厂化钢结构利用了制造业质量管理体系,对部品从设计到出厂每道工序都严格审查。
4.3 工业化住宅建筑体系
将标准化、模数化的钢管部件并排连接在一起形成钢管束,内部浇筑混凝土形成钢管束组合结构构件作为主要承重和抗侧力部件,钢梁采用H型钢,楼板采用装配式钢筋桁架楼承板,能解决传统装配式钢结构体系在住宅时梁柱凸出的问题。
5 绿色装配式钢结构建筑体系的应用与发展
5.1 装配式钢结构体系C+PC构件
虽然装配式钢结构建筑体系具有很多优势,但是在实际的应用过程中也存在着一些问题。PC是指预制混凝土,主要用于楼板、楼梯、空调板等构建,因其具有生产效率高、产品质量好、对环境影响小等优点,可以补充钢结构建设,解决传统钢结构难以解决的问题,有利于建筑的安全。
并且预制混凝土具有环保型,可以将其在楼板、楼梯等构件中进行应用,来作为钢结构的有利补充。
5.2 装配式钢结构与MBIM技术的深度结合
施工图设计阶段及深化图设计阶段,装配式钢结构建筑当中,所有的建筑品与零件都可以依据工厂制造的需要,采用物理信息数字化的方式来进行表达,从而可以直接提供给制造厂。融入BIM控制技术,可将BIM信息直接输入智能机器人和数控机床,实现数字化制造,可以促进智能生产系统。能及时反馈钢结构的误差,满足安装精度,实现精细化管理。
结束语:
总之,从当前来看,钢结构建筑的发展,可以一定程度上消化钢铁行业生产的钢铁产品,只有不断的选取新材料与技术,加速创新与改革,不断的提升工程施工的质量,降低资源的污染与浪费,这也是建筑业不断发展的标志,更是实现产业化的重要前提条件。要打破部门壁垒,多领域部门协同推进,完成绿色工业化装配式钢结构建筑产业化这一重任。
参考文献:
[1] 郝际平,孙晓岭,薛强,樊春雷. 绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J]. 工程力学,2017,(01):1-13.
[2] 刘晓艳,张以庆.探讨预制装配式建筑结构体系与设计[J].住宅与房地产.2016(06)
[3] 曹杨,陈沸镔,龙也.装配式钢结构建筑的深化设计探讨[J].钢结构.2016(02):36
论文作者:王虎杰,周顺
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/23
标签:钢结构论文; 建筑论文; 体系论文; 住宅论文; 结构论文; 形式论文; 构件论文; 《防护工程》2017年第32期论文;