綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用

張郅鋼

摘要：本文主要對裝配式鋼結構建筑定義、特點及其優勢進行闡述，分析綠色裝配式鋼結構建筑體系及其具體應用，希望根據建筑工程實際需求合理運用裝配式鋼結構建筑體系，以彌補傳統建筑技術的缺陷，達到環保、節能的效果。

關鍵詞：綠色裝配式;鋼結構;建筑體系

引言

裝配式鋼結構作為新興的建筑形式，是在以往鋼結構形式的基礎上對其外圍形式進行創新，所形成的新型建筑體系，一方面反映出新的建筑設計理念，設計中綜合考慮建筑結構、施工、內部裝修等方面的因素，實現內部結構與裝修的統一性;另一方面該建筑形式更加關注功能性，結合抗側力構件來布局戶型，在滿足建筑功能需求的同時，結構布置更加合理。

一、綠色裝配式鋼結構建筑概念、特點及其優缺點分析

（一）概念

裝配式建筑指的是建筑部分或全部構件由工廠生產完成，在施工現場對其進行裝配的建筑施工方式。裝配式鋼結構指的是由鋼結構作為承重結構的建筑形式，由于鋼結構屬于延性材料，且質輕、承載力強，在抗震性能、綠色環保及經濟性等方面優勢突出[1]。

（二）特點

1.設計具有標準化、工業化特點。基于綠色裝配式鋼結構建筑形式下，在設計、分析環節，會結合運輸、吊裝等要求，盡可能地使建筑功能、構件參數等滿足規定標準，突顯出材料自身的性能優勢，并且標準化的組件、構件可以重復使用，實現資源節約的同時，達到綠色環保的施工要求。2.應用智能化、信息化管理手段。建筑所需部分或全部構件是在工廠標準化環境下加工生產的，可以應用信息化、智能化手段對構件質量進行把控，且施工環境穩定、安全，很少受外部因素的干擾，施工現場作業主要以構件運輸、安裝為主，所需的施工設備、人員相對較少，便于對建筑施工現場管理，促使施工效率提高。

（三）優缺點

與普通建造結構相比較，綠色裝配式鋼結構建筑在抗壓性能、環保、資源利用率等方面優勢明顯。具體優勢為：1.自重輕、承載力高。由于鋼結構建筑是完全由鋼材構成的結構，與混凝土結構的建筑相比，鋼結構自身的重量比較輕，鋼材具有延性，意味著其抗壓、抗拉能力較好，滿足建筑抗震要求，尤其適用于大跨度建筑中，并且其梁、柱截面較少，實現建筑空間的擴展。2.綠色環保。裝配式建筑施工無需在施工現場加工構件，意味著其噪音、建筑垃圾等對環境污染較小，與當前所提倡的綠色環保施工理念相一致，有利于建筑行業可持續發展。但該建筑形式也存在一定的缺陷，比如鋼材在潮濕環境下，容易出現銹蝕問題，對隔熱保溫等新型材料要求比較高，并且鋼結構耐熱性較好，防火性比較差[2]。此外，輕鋼結構住宅利用其特有的墻體、屋面、鋼骨架等材料，內部布局和相關配套設施具有標準化、定型化的特點，很難滿足不同業主對住房個性化的需求。

二、綠色裝配式鋼結構建筑體系及其具體應用

（一）建筑體系

1.工廠化、模塊化建筑體系。在裝配式鋼結構體系中，以全工廠化的方式進行配置、生產，不僅可以踐行綠色施工理念，而且將無濕作業理念落實于實際操控中，以滿足該系統管控的要求。對于施工人員而言，需認識到該體系實際應用的價值，深度分析該體系中包括的工藝技術，確保活動性板房、模塊化型房的設計與實際要求相適應，便于隨時對其拆裝，一般情況下將建筑的基本結構確定為輕鋼材料，確保其主體的空間配置符合技術標準[3]。同時，安裝過程中，應主要采用螺栓進行連接，在進行組合、安裝中嚴格按照相關技術要求進行以提高螺栓結構的穩定性。此外，在體系設計中將箱體作為房屋的基本構建，即使用薄型鋼材進行構建，將阻燃性管件材料應用到外部框架中，實現裝配技術的整合，達到一體化的要求。2.工業化住宅建筑體系。該體系在具體應用中，主要以鋼框架結構來配置建筑主體模型，為了解決梁體、柱體局部凸出的問題，通常采取鋼管組合模式進行配置，即對所連接的鋼管模型進行排件，以模擬測試的手段來獲取構件承重參數、剛性功能等信息，比如將“H型”鋼筋桁架作為成板進行配置，解決以往配件承重不足的問題。同時，在實際配置中，需測試房屋的剪力效果，依據布局、房屋承重來確定該體系中所需的鋼材量，提高建筑使用的安全性、穩定性。

（二）具體應用

1.應用于住宅建筑。在住宅建筑中，為了提高房屋節能效果，應將綠色施工理念融入住宅建筑工程中，根據實際情況合理應用鋼結構體系，以解決梁、柱剛度不足的問題。比如為了提高各承重構件的施工質量，采取鋼管束組合這一結構體系，如圖1所示，依據標準化要求形成鋼管束，將適量的混凝土澆筑于鋼管內部，促使鋼管束施工剛度提高，并且采取中空混凝土灌注鋼束的方式，促使剪力墻施工質量提高。該體系的合理應用，不僅可以解決以往建筑工程梁、柱裸露問題，而且避免工程中大面積結構失穩的情況出現。2.應用于商業建筑。由于商業建筑與民用建筑功能要求存在一定差異，商業建筑對通風系統、采光及空間

三、結束語

綜上所述，綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用，能夠達到綠色環保、節能等效果，裝配式鋼結構建筑所采取的統籌設計施工方式替代了以往分階段施工方式，以信息、智能化管理代替了以往現場指導、協調管理方式，以標準化部件代替以往的現澆制作模式，促使建筑行業可持續發展。

參考文獻

[1]渠天亮，郭毅敏，趙新平.綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用[J].中國建筑金屬結構，2021（09）：94-95.

[2]焦恩冕.綠色裝配式鋼結構建筑體系及應用方向[J].中國建筑金屬結構，2020（11）：86-87.

[3]郝進業.綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用[J].建筑技術開發，2020，47（14）：1-2.

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