綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用

余躍

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，鋼結構在我國已經取得了突破性的發展。鋼結構在取得飛速發展的同時，如何有效推進和研發綠色、高效的鋼結構是目前研究的主要課題。裝配式鋼結構建筑由于具有綠色、環保和高效的特點，在建筑行業得到了廣泛的應用。縱觀我國的裝配式鋼結構的發展，已經從傳統的建筑施工形式轉化為現代化和集成化的方式。目前在建筑領域中，綠色裝配式鋼結構已經得到了廣泛應用。基于此，本文作者結合自身實踐就綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用進行探討，以供參考。

關鍵詞：鋼結構;裝配式;體系創新;工業化;模塊化

1綠色裝配式鋼結構建筑體系優勢分析

第一，施工強度高、抗壓強度高。從建筑工程結構角度來分析，鋼結構和混凝土結構的差異較小，但鋼材自身具備較強的抗壓性能與抗拉性能，故在具體施工過程之中，其應用范圍更加廣泛，尤其是一些跨度特別大的建筑工程項目，該體系的應用效果更好。鋼結構體系的出現，能夠有效滿足居民對居住空間的個性化需求，布置方式更加簡單。第二，環保效果好。在運用鋼結構建筑體系時，因為其環保效果佳，符合當下低碳社會的可持續發展需求。在鋼結構建筑體系施工過程當中，施工作業人員僅將不同的鋼構件組裝，并將構件進行完美連接，不但減少施工后期的拆建量，降低施工拆建難度，而且安裝更加便捷。第三，可實現循環使用。鋼結構體系施工完畢后，各項鋼結構能夠實現循環再利用，針對之前投入到建筑施工中的各項鋼構件，各項鋼材的回收利用率能夠得達到70.0%左右，有效減少了建筑垃圾量。與常規的混凝土建筑垃圾量相比較來講，減少了大約60.0%，碳排放量大約減少40.0%，對工程項目周圍的生態環境起到良好保護。第四，裝配式鋼結構體系施工采用裝配式方法進行施工，對施工現場的要求較低，施工過程中產生的噪音也少，進而減小了建筑工程施工對周圍居民日常生活產生的影響。

2綠色裝配式鋼結構建筑體系研究

2.1創新維護體系，改進建筑體系

裝配式建筑是一種新型建筑形式，因此要想保證裝配式鋼結構的順利發展，需要以傳統鋼結構為基礎，并勇于創新，形成新型的建筑體系和結構，同時設計人員還需要努力創新，勇于改變之前只注重建筑結構，忽略建筑施工的施工方式。裝配式建筑施工更加重視建筑本位功能，緊緊圍繞建筑框架結構來展開，同時在設計中更加注重建筑結構的布局和功能性，以結構為中心，對結構進行合理優化，并在控制成本的前提下，最大程度的擴大空間。在內部設計中還需要對內部的梁柱等進行隱藏，提高建筑的安全性。

2.2“模塊化、工廠化”新型建筑體系

模塊化建筑主要是由可活動性房和模塊化箱型房構成，這兩種建筑形式都是采用輕鋼結構或者薄壁鋼結構來建筑而成，這種模式的鋼結構造成成本低，且方便使用。工廠化鋼結構沿用質量管理體系動設計到出廠實施嚴格審核，在保證建筑質量的同時降低建筑成本。

2.3工業化住宅”建筑體系

為了有效解決在住宅建筑中出現的梁柱問題，提出了“工業化住宅”建筑體系。工業化住宅建筑體系是由標準化和模數化的鋼管組合在一起，其內部是由鋼筋混凝土組合而成的鋼管束組成，樓板是采用裝配式鋼筋架樓承板。由于傳統的鋼結構體系造價較高，適應性不強，因此難以適應復雜的平面戶型和梁柱裸露的現象，在這種背景下提出了箱型鋼板剪力墻結構體系，由于這一體系的優勢較為突出，能夠有效解決傳統鋼結構體系出現的問題，且此種方式能夠有效降低用鋼量。

3綠色裝配式鋼結構建筑體系具體應用

3.1應用范圍分析

綠色裝配式鋼結構建筑體系的優點比較突出，并不是適用在全部的建筑工程，例如，長時間暴露在室外的建筑工程，不宜采用鋼結構施工體系，因為在太陽光與降雨的作用之下，鋼結構體系會出現明顯變形，影響該類建筑的正常使用。比較適合應用綠色裝配式鋼結構建筑體系的建筑主要有建筑總體架構、內墻結構等等。除此之外，在一些路橋工程施工當中，綠色裝配式鋼結構建筑體系也同樣適用，在常規的路橋工程施工中，鋼筋混凝土是重要的施工原材料，路橋工程的整體性與剛度均能夠達到相關標準，而綠色裝配式鋼結構建筑體系的合理應用，能夠保證路橋工程的施工質量得到全面提升，路橋整體性更強。綠色裝配式鋼結構建筑體系當中，主要使用的材料是鋼材，使得工程項目造價比較高，但是，從總體角度來分析，鋼結構的物理強度更佳，有效減少了其他施工材料的損耗，故能夠有效降低工程施工造價。例如，在某大型廠房當中，通過運用施工強度比較高的鋼材，工程項目的單位造價比鋼筋混凝土增加13.5%，若工程的建筑面積超過100.0m²，工程造價則會降低7.5%左右。主要是因為鋼筋用量多，墻體的厚度變小，使得工程項目的總施工成本下降。

3.2在商業建筑中的具體應用

在大型行業建筑工程當中，綠色裝配式鋼結構建筑體系的合理應用，能夠保證工程的施工效果更好。根據工程項目的具體施工需求，在商業建筑內部采用模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系，能夠進一步降低項目造價。模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系，主要指的是將鋼材等一系列材料，在預制前提之下實施組合，然后采用成型模塊方法應用到各大商業建筑當中。例如，方形的鋼制建筑，可以將其設置在大型商場閣段位置，施工比較方便，拆卸也便捷。模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系的合理應用，有關人員需要加強施工質量控制，產品從設計到出廠，每一道工序均需要進行全面審查，保證每件產品質量均符合有關標準，有效提升項目的整體施工效果。在具體的施工過程當中，作業人員要明確建筑靠外墻鋼結構防火構造要點，進行科學施工。

3.3在住宅建筑中的具體應用

在住宅建筑工程當中，鋼結構體系的合理運用，能夠保證梁柱剛度不足問題得到妥善解決。例如，施工人員通過采用鋼管束組合結構體系，結合標準化要求，形成良好的鋼管束，并在鋼管內部澆筑適量的混凝土，有效提升鋼管束的施工剛度，保證各項承重構件施工質量得到更好提升。鋼管束體系的合理運用，能夠防止建筑工程出現大面積結構失穩現象的發生，妥善解決了工程梁柱裸露問題，采用中空混凝土灌注鋼束的方法，提高剪力墻的施工剛度，工程中的承重部位承重性能得到更好提升。

3.5裝配式鋼結構綠色節能建筑的發展趨勢

裝配式建筑是我國未來建筑的發展趨勢。裝配式建筑是我國建筑行業的主要發展趨勢，由于在裝配式中鋼結構的應用不多，起步較晚，因此建筑行業需要緊跟綠色節能建筑的發展趨勢，抓住機遇實現轉型，也是我國建筑行業發展的主要趨勢。積極借鑒國外的綠色建筑發展經驗，大力發展裝配式鋼結構綠色節能建筑，同時還需要不斷完善結構體系和技術標準來體現裝配式鋼結構的施工以及其應用優勢。根據相關專家和學者的分析，不難看出，我國的鋼結構具有較廣的發展前景。

4結語

綜上所述，裝配式鋼結構主要包括PC+裝配式鋼結構體系，通過在樓梯和樓板等處加入混凝土，能夠有效解決鋼結構的問題，同時還能夠有效保護環境，符合我國可持續發展的要求。現如今，現代PC構件和預應力技術結合，已經實現了規模化和工業化生產，因此國家和政府需要加強對建設鋼結構的研究，提供相應的政策和資金扶持，加強各個領域之間的合作，實現綠色化工業化裝配式鋼結構建筑的發展。

參考文獻：

[1] 李宇，吳鵬.綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用[J].工程技術：文摘版：149.

[2] 程江淮.基于綠色發展的裝配式鋼結構建筑體系研究[J].建筑安全，2018（1）：24～26.

（作者單位：浙江紫微建筑工程有限公司）