鋼結構在裝配式建筑中的應用研究

賈雄飛

摘 ? ?要：現(xiàn)階段，裝配式建筑和施工體系被廣泛用于建筑行業(yè)的施工過程，不僅使得建筑工程項目穩(wěn)定性能和安全性能大大提高，而且在縮短施工工期的同時，極大地節(jié)約了工程的成本，具有非常積極的社會效益和經(jīng)濟效益。同時，鋼結構是裝配式建筑施工體系中的關鍵環(huán)節(jié)，研究和探析其施工技術與施工管理措施是極為重要的。在實際的作業(yè)過程中，相關的技術人員和作業(yè)人員務必重視鋼結構施工技術和施工管理措施，進而達到促進行業(yè)發(fā)展，推動行業(yè)進步的最終目的。

關鍵詞：鋼結構;裝配式建筑;應用

1 ?引言

與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑相比，裝配式鋼結構建筑在節(jié)能環(huán)保方面具有很好的優(yōu)勢，而且能夠較快的施工，是未來建筑發(fā)展的方向。鋼結構自身抗震性能好、強度較大，應用到裝配式建筑中，能夠使建筑物的承載力得到較好的提升。

2 ?裝配式建筑工程鋼結構技術應用的必要性研究

2.1 ?鋼結構技術保障施工設計的合理性

在建筑工程項目的施工過程中，施工方案的規(guī)劃設計是非常重要的，設計工作是否合理直接決定了工程項目是否合理。一個具備合理性、嚴謹性和準確性的施工方案，不僅能提高施工的質(zhì)量，而且保障了每個階段的施工都能夠有效益、有意義。但是，傳統(tǒng)形式下的施工設計存在著一定的局限性，具體體現(xiàn)在無法進行協(xié)同化設計，這不但導致工程的規(guī)劃容易脫離實際，設計的方案容易出錯;還使得工程后期的運維階段存在問題，給工程項目帶來安全隱患。由此，裝配式建筑工程的鋼結構技術應運而生，它的存在使得施工規(guī)劃和方案設計有了新的方式。這種新方式體現(xiàn)在為設計工作提供模擬平臺，鋼結構技術能夠應用BIM（建筑信息模型）技術進行具象化設計，在提供模型平臺提高協(xié)同性的基礎上，設計工作更加準確和合理，進而促使設計工作能夠為工程的建設服務，為項目的質(zhì)量服務。

2.2 ?鋼結構技術保障工程項目的穩(wěn)定性

鋼結構技術保障工程項目的穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在兩個方面，即：施工過程穩(wěn)定和使用過程穩(wěn)定。就施工過程穩(wěn)定而言，前文已經(jīng)提到，鋼結構技術采用BIM技術，這種技術不但能夠保障工程設計的合理性，還提高了設計方案的準確性。這主要是因為BIM技術能夠嚴格把關每一道程序，并且能夠全程監(jiān)管施工過程，進而提高了施工的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)了建筑行業(yè)的有序發(fā)展和健康發(fā)展。就使用過程穩(wěn)定而言，鋼結構技術作為裝配式建筑，乃至整個建筑行業(yè)施工過程中常用的技術形式，其作業(yè)和施工過程是不會因外界因素而出現(xiàn)工程問題的。加之在鋼結構技術的應用下，建筑過程中的材料質(zhì)量和性能有保障。

3 ?裝配式鋼結構施工要點

3.1 ?桁架結構設計

（1）理清設計思路，桁架結構的上弦桿及下弦桿均采用角鋼來制作，腹桿與上下弦桿之間需使用焊接工藝進行連接。同時，為了保證混凝土澆筑后整個構件具有良好的平整性，需根據(jù)項目實際參數(shù)對上弦桿進行起拱。（2）對于鋼結構的布置工作也要給予高度關注，針對裝配式建筑而言，柱網(wǎng)的尺寸要達到4800mm×3300mm，每一個樓板構件的尺寸要達到1000mm×1500mm，針對3300mm的跨桁架要采用之字形布置方式。（3）建立科學的結構傳力系統(tǒng)，在混凝土澆筑后，其自身、鋼筋以及模板的重量都會經(jīng)桁架傳遞給主梁構件。通過主梁構件傳遞給分散在各部位的鋼材支柱，并且借助支柱向下傳遞。

3.2 ?墻體隔聲

墻體隔聲效果的好壞是衡量一座建筑物實用性的一個重要指標。當前建筑工程中所用到的墻體結構質(zhì)量越發(fā)輕巧，建筑工藝也非常簡單，但是其隔聲的效果卻不理想。特別是對于住宅型建筑而言，如果沒有很好的隔聲措施，則會嚴重影響居民生活，產(chǎn)生一系列的社會問題。對于裝配式鋼結構施工技術而言，如何解決墻體隔聲問題就成了該技術能否進行大范圍普及的關鍵因素。通過對噪聲傳播方式的分析，工作人員從制作墻體的材料及墻體結構2個方面出發(fā)減少噪聲的傳播。一方面在墻體材質(zhì)選擇方面使用石膏板+巖棉的方式對鋼結構構件進行包裹。另一方面采用ALC對墻面進行拼縫處理。經(jīng)試驗證明，這2種方式的組合運用可起到很好的隔聲效果。

3.3 ?BIM技術全過程運用

在裝配式鋼結構建筑項目施工過程中，使用BIM能讓該技術的各個子環(huán)節(jié)施工的量化程度提升，同時也可以加強各環(huán)節(jié)之間的連接效果。借助BIM技術搭建起一個統(tǒng)一的設計、制造、施工可視化管理平臺。從宏觀角度來看，可以提升整個項目的量化程度，使施工單位更為深入地把控各個施工環(huán)節(jié)。借助于全過程BIM管理，能實現(xiàn)對于裝配式鋼結構構件的選擇、分類、編碼以及創(chuàng)建信息的工作，讓相關工作人員可以按設計圖紙制作出相應的BIM模型，對于BIM模型進行各種模擬碰撞試驗，通過試驗得到的數(shù)據(jù)對設計方案進行優(yōu)化，提升建設項目的安全性、穩(wěn)定性及實用價值。

4 ?裝配式鋼結構建筑發(fā)展趨勢

4.1 ?鋼結構應用的問題

裝配式建筑的發(fā)展由于處在初級階段，對于施工建設，缺乏統(tǒng)一的標準體系，裝配式建筑的鋼結構在構件的設計及施工中的問題，對于預制混凝土的構件有現(xiàn)場澆筑節(jié)點的問題，這些都使得裝配式鋼結構建筑涵蓋的專業(yè)內(nèi)容較多，對于這種形式的建筑不管是在設計中還是在施工中，都需要多專業(yè)體系結合，所以，裝配式鋼結構建筑的建設還需要建立信息化的模型，使相關的信息能夠融合為一體，這樣建筑建設才能更加順利。裝配式鋼結構建筑的成本增加了構件運輸?shù)馁M用、構件加工的費用等，這在成本管控方面短時間內(nèi)沒有應用優(yōu)勢，同時由于建造經(jīng)驗有限，在現(xiàn)場的裝配安裝技術還需要不斷的提升。這種新型的建筑結構形式，相比較傳統(tǒng)的建筑工程建設來講，在設計、構筑物的建造以及現(xiàn)場施工方面差別都非常大，施工人員以及設計人員對于建筑形式的相關知識和技能的掌握還有所不足。裝配式鋼結構建筑的專業(yè)人才較為缺乏，由于建筑形式的新興，有關于這方面具體的研究相對也較少。

4.2 ?未來的發(fā)展

裝配式鋼結構建筑在未來的發(fā)展中，會更加突出綠色環(huán)保的觀念，在材料的使用方面盡可能應用環(huán)保型的原材料，比如保溫墻體、節(jié)能門窗等。設計人員需要積極的引入新的建筑結構，對于建筑人員需要加強新技術的培訓，對這種新的建筑形式建設的有關流程和規(guī)范進行統(tǒng)一，以使裝配式鋼結構建筑的建設質(zhì)量得到有效的提升。完善建立關于裝配式建筑建設的質(zhì)量和安全監(jiān)管機制，使管理人員能夠有具體的文件指導，明確管理工作具體的內(nèi)容，更好的推進裝配式建筑的建設。另外，還要充分的利用BIM技術，發(fā)揮其技術優(yōu)勢，使裝配式建筑結構的設計和施工的精準性得以提高。要想使裝配式鋼結構建筑建設得到更為廣泛的使用，還需要加強對其示范性工作的建設，政府有關部門可以加強政策優(yōu)惠，對項目的推廣設置一定的補貼標準。投資建設試點建筑，將裝配式鋼結構作為招投標的重點條件，由公用建筑建設向商業(yè)以及住宅建筑進行推廣。由于建筑構件的統(tǒng)一加工制造，裝配式鋼結構建筑未來會形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在技術水平不斷提高的同時，建設成本會逐漸得到良好控制，對于社會可以帶來更好的綜合效益。

5 ?結束語

總而言之，在裝配式住宅中，鋼結構發(fā)揮著極為重要的作用，在建筑中運用這種鋼結構體系能夠合理地促進建筑住宅的有效轉型以及發(fā)展，并且可以幫助社會節(jié)能減排，獲得技術創(chuàng)新，同時幫助企業(yè)開拓市場，繼而加速中國住宅產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展速度，同時促進我國建筑業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻：

[1] 胡泊，劉冰，韋凱杰.鋼結構建筑在裝配式建筑發(fā)展過程中的優(yōu)勢[J].福建建材，2020（2）：31～32+106.

[2] 李聞達.裝配式鋼結構建筑新型復合墻板研發(fā)及構造技術研究[D].山東建筑大學，2019.