鋼結構在裝配式建筑中的應用

劉海峰

（甘肅第二建設集團有限責任公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

現代建筑業的飛快發展使得越來越多的建筑結構被廣泛運用到不同的工程建設中。傳統建筑結構主要以木質和磚瓦結構為主，而當前工程建設過程建筑的結構主要以鋼筋混凝土和鋼結構為主。現代建筑的主流形式便是裝配式，現階段的裝配式建筑結構主要以鋼筋混凝土為主，而鋼結構則很少被運用在裝配式建筑中。然而，如果在裝配式建筑中有效應用鋼結構，那么就可以將裝配式建筑的優點更好的發揮出來。因此，如何將鋼結構應用到裝配式建筑中也成為了現階段建筑行業的研究重點。

1 裝配式建筑優勢分析

1.1 布置靈活，較高集成化

相比于傳統的混凝土結構建筑而言，在建筑中使用鋼結構可以擴大內部空間尺寸，同時住戶還可以根據自己的想法對空間進行布置。鋼結構的使用能夠提高建筑結構安全，同時給予用戶更大的空間來按照自己的喜好，對建筑內部進行分隔和裝修。鋼結構的使用能夠很好的將水電管線融入墻壁和樓板中，以此來使得室內結構的更加美觀合理。

1.2 自重較輕，抗震效果好

對于裝配式鋼結構而言，薄壁方管和H型熱軋鋼的承重大小，代表著自身的主要承重量同時其具有質量較輕、受力合理等特點。對于建筑自身而言，采用質量較輕的材料來進行墻體和樓面的建設能夠有效降低建筑的重量。建筑材料本身具有高強度、強塑性以及延展性較好等特點，如果在裝配式建筑中使用鋼結構就能夠將建筑材料的最佳效果有效發揮出來，從而產生良好的抗震效果，在一定程度上確保了建筑的安全可靠。同時，在確保安全的情況下選用質量較輕的材料能夠有效降低工程的投入成本。

1.3 建設周期短，實現工業化及產業化

對于裝配式鋼結構，其結構件的生產是有一定順序的，前期主要是由工廠來進行設計和預制，而后期的生產和現場安裝是同時進行的。不同的工序進行有效的配合和協調，才能有效提高施工的效率。通過對互聯網技術和數控機床技術的結合運用，從而實現對施工量的精準控制，進而才能確保施工項目在規定時間內順利完工。

1.4 綜合效益較高

對于鋼結構而言，雖然它的結構件截面較小、重量較輕，但是能夠在整體上提高裝配式建筑的承重能力，同時在一定程度上還可以減少施工材料的浪費以及降低施工難度和成本投入。在裝配式鋼結構建筑中使用到的住宅結構件一般都是通過委托工廠采取先進的流水線的方式進行生產加工，這在一定程度上就減少了人工方面的費用投入和模板費。因此，降低了住宅建造的成本，這就給企業帶來更大的經濟效益。

2 當前裝配式鋼結構建筑發展存在問題分析

現階段，由于裝配式鋼結構建筑的起步比較晚，所以，在缺乏先進經驗的條件下，其發展和應用過程中會存在許多問題：①相關企業沒有一套完整的材料結構維護系統和鋼結構裝配式體系；②裝配式建筑需要的要求較高，其主要表現在保溫、通氣、以及防火方面，但是，當前的墻體材料和安裝方法無法滿足需求，同時也就無法促進裝配式建筑的進一步發展；③現在裝配式鋼結構建筑的預質部件很難做到標準化、通用化、科技化、產業化和集成化；④缺少專業技能較高的人才。現階段很少有人會對裝配式鋼結構建筑技術進行研究，這就造成了專業人才較少的局面，這樣必然會阻礙裝配式鋼結構建筑的長期發展。

3 裝配式鋼結構建筑應用要點分析

3.1 做好裝配式鋼結構建筑結構體系設計工作

對于裝配式鋼結構的結構體系而言，在實際的應用過程中按照建筑功能和抗震設防烈度可以分為以下幾類：鋼框架機構、鋼框架-延性墻板結構、鋼框架-支撐結構、門式鋼架結構、交錯桁架結構、低層冷彎薄壁型鋼結構等。在對裝配式結構建筑體系進行前期的設計工作時：①要按照建設的具體要求選擇最合適的結構體系，只有在前期確定好結構體系類型，才能確保后期設計工作的順利完成；②在對裝配式鋼結構的體系進行設計時，要確保其建筑平面的布置達到簡單、規則、對稱的效果，同時設置好伸縮縫、沉降縫和防震縫的大小，從而才能確保裝配式結構建筑的功能得到有效發揮以及符合用戶的構造要求；③在進行實際設計過程中，要通過力學的方法來進行受力性能的分析，設計科學合理的傳力路徑，對受力不均勻的薄弱部位要進行加強；④裝配式鋼結構建筑的應用樓板類型較多，相關施工人員要選擇最佳的結構材料，比如：壓型鋼板組合樓板、預制混凝土疊合樓板、預制應力空心樓板以及鋼筋桁架樓承板組合樓板等。

3.2 做好裝配式結構建筑外圍護系統建設工作

對裝配式鋼結構進行外圍護系統的建設而言，首先要根據施工所在地的氣候條件來對施工性能和功能進行有效的判斷，同時，還要提高屋面系統的結構性能強度。其次，裝配式鋼結構建筑外圍護系統類型的選擇主要是依據建筑類型和結構的形式來確定的，現階段主要運用的外圍護連接形式為內嵌式、外掛式以及嵌掛結合式。在具體的建設過程中，不同的建設區域應選擇最佳外圍護連接形式。再次，由于存在外板墻材料，結構層間位移以及溫度變形等因素的影響，那么就要對這些影響因素進行全方位的考慮，選擇最佳的接縫寬度和材料，并確保其滿足實際的建設需求。最后，實際設計過程中要對連接點進行力學性能進行分析，根據其受力大小來確定材料的耐久性是否符合實際需求，從而才能有效提高其使用壽命，進而才能提高外圍護系統建設的整體質量。

3.3 加強與裝配式建筑的適應性

建筑結構的設計存在一定的規律性，只有遵循這種規律才能設計出標準的鋼結構裝配式建筑。同時，相關管理者要提出措施來對鋼結構進行有效管理，確保其結構性能的優化以及在建筑的實踐應用中給大眾帶來良好的體驗，從而才能拓寬裝配式建筑應用的渠道。其次，相關單位可以統一規定板材的尺寸，在板材標準化生產的基礎上來加強建筑設計的規范性。異形板的多次使用會給施工現場帶來許多不利影響，對現場板材裁截量進行有效的控制才能在確保安全的情況下縮短工期，進而才能提高施工效率。最后，以開放性和標準化為原則的平面布置設計要表現出動態變化的效果，符合大眾的審美要求。

3.4 做好裝配式鋼結構建筑防火、防腐工作

裝配式鋼結構建筑的材料主要是鋼材，所以，在對材料的實際應用過程中要對裝配式鋼結構建筑進行防火防腐等工作處理。現階段的鋼結構采取的防火措施主要是通過防火板和防火涂料以及鋼柱結構外包防火砌塊的使用等。在實際施工過程中，施工人員要以施工區域的實際情況為基礎選擇最佳的防火、防腐工藝，并按照前期的設計方案和施工要求進行施工，這樣才能有效提高裝配式鋼結構建筑的防火、防腐效果。

3.5 注重戶型美觀，強化環保節能

由于現階段大眾審美水平的提高，這就使得人們心目中理想建筑戶型的要求越來越高。因此，在對鋼結構裝配式建筑進行優化施工過程中，要充分展現公共區的開放性和私人區域的私密性，將施工面積的利用率達到最大化的同時還要提高建筑的美觀，確保給消費者帶來良好的第一印象。此外，如今的建筑更傾向于向節能環保方向發展。對于鋼結構而言，它不僅可以有效減少建筑材料的消耗，還能夠提高資源的使用效率，確保建筑在節能環保方面的可持續發展，在一定程度上還可以降低施工建設對城市自然環境的影響。同時，鋼結構在施工過程中產生的垃圾量相比于傳統混凝土建筑施工中產生的垃圾量減少了80%，因此，在建筑中使用鋼結構能夠有效促進建筑的綠色環保發展。

4 結束語

綜上所述，在實際的施工建設中，鋼結構較之鋼筋混凝土結構而言，鋼結構更能發揮裝配式建筑的優勢。但是在實際的應用過程中，鋼結構的發展受到了諸多外力因素的影響，相關的施工人員沒有真正了解鋼結構對裝配式建筑的促進作用。因此，只有將鋼結構和裝配式結構的特點進行有效的結合，才能在裝配式建筑中成功應用鋼結構，進而才能促進現代建筑業的長期順利發展。