鋼結構在裝配式建筑中的應用探討

【摘要】隨著我國經濟的飛速發展，建筑行業的快速崛起，建筑工程也迎來了新的發展時期。在“環境友好型社會”和“可持續發展”理念的推動下，裝配式建筑作為新興的建筑力量被給予很大的關注與支持。各類新型技術和材料應用于裝配式建筑施工中，其中包括鋼結構材料，如：輕鋼龍骨、重鋼、槽鋼、鋼制連接件等（以下簡稱鋼結構）。雖然目前鋼結構已在我國裝配式建筑中廣泛應用，并發揮了的作用，但鋼結構地應用仍然存在一些問題。本文就針對裝配式建筑，研究探討鋼結構在裝配式建筑中的應用。

【關鍵詞】鋼結構;裝配式建筑;應用

改革開放以來，為了振興我國實體經濟，政府在建筑行業方面進行了巨大的投入，建筑行業不斷發展壯大并日趨完善。進入新世紀后，人民生活水平逐漸提高，對居住環境有了更高的要求，裝配式建筑作為滿足這一要求的新興建筑類型，勢必受到政府的關注與支持。同時在實際運用中，裝配式建筑也解決了傳統建筑審批繁瑣耗時等問題，故而裝配式建筑的規模持續發展并不斷壯大。鋼結構作為裝配式建筑中最常應用的一種材料，廣泛地運用于裝配式建筑中，對裝配式建筑的發展發揮了重要作用。

1、鋼結構在裝配式建筑中的優勢

1.1承載力能滿足低層民用建筑的要求

鋼結構承載力能滿足低層民用建筑的要求。雖然鋼結構承載力相比鋼筋混凝土稍弱，但其承載力能完全滿足低層民用建筑的要求。鋼結構具備較高的強度和承載性能，在一定的強度和承載性能范圍內，鋼結構重量明顯輕于混凝土。換言之，同樣的性能鋼結構的自重更輕，施工可行性更高。

1.2抗震性能較好

鋼結構的抗震性能較好。鋼結構具備的高強度和高韌性賦予了鋼結構良好的抗震性能。在地震時，普通混凝土材料建筑容易受到地震波的沖擊受損或者倒塌，但鋼結構搭配裝配式構件的建筑，在發生低等級的地震時不易損壞，在發生高等級的地震襲擊也不易倒塌。這得益于鋼結構材料自身的屬性：高強度使鋼結構建筑保證建筑主體完整，高韌性使鋼結構建筑不易變形也不會倒塌，能有效保證裝配式建筑的整體結構穩定，避免裝配式建筑受損，保證建筑安全使用。因此鋼結構被廣泛地應用在地震易發生地區，目前已成為我國建筑業常用的抗震材料。

1.3簡化施工流程

鋼結構能夠簡化施工流程，使施工流程更便捷，可操作性更強，。相較于傳統材料建筑，施工時需要經歷打好地基、立柱、砌墻、裝修等繁瑣流程;鋼結構的裝配式建筑，在施工打地基地同時可以進行建筑主體的組建，在隔墻的同時可以裝修。并且鋼結構施工不受環境、氣溫和天氣影響，經工廠預制后可直接在現場組裝，不僅可縮短現場施工時間，還有效地降低了監管難度，讓整體施工流程更加科學效率，節約了大量的時間和人力、財力成本。

1.4運輸、調度方便

鋼結構材料的運輸、調度方便。相較于傳統建筑材料體積大、重量大的特點，鋼結構材料有體積小、重量輕的特點，因此移動和運輸也更為方便;傳統的建筑材料，如水泥、沙石...，往往需要現場配制，或者外運，容易造成污染，且調度繁瑣，嚴重影響施工效率，而鋼結構材料都是成品，可以靈活移動、靈活施工。

1.5美觀度高

鋼結構建成的房屋，美觀度更高。傳統建材建筑在房屋跨度稍大的情況下，需要在中間設計較大承重柱，完工后房屋中間的柱子難以利用，嚴重影響室內整體的美觀度;鋼結構在建筑施工的過程中，需要承重的地方，用槽鋼作為立柱，即可滿足受力要求，可以使房屋美觀度更高。

1.6節能環保

鋼結構的裝配式建筑，更符合國家節能環保的發展理念。傳統的建筑材料往往都是水泥、沙石、木料...，這些材料在生產運輸中均存在環境污染，且都不屬于可再回收資源;同時傳統的建筑材料在施工時會因揚塵造成空氣污染、霧霾，對環境造成污染，無法滿足節能環保的要求。而鋼結構采用鋼材進行制作，不需要浪費其他資源，現場施工無污染，不會對環境造成危害，同時廢棄鋼結構也可以實現回收利用，具有良好的節能環保性能[2]。

2、鋼結構在裝配式建筑應用中存在的問題

2.1易腐蝕，縮短建筑使用年限

鋼結構相比傳統材料，受腐蝕的風險更大。鋼結構由于本身是鋼材加工而成，易腐蝕也就成為了它不可避免的缺陷。尤其是裝配式建筑，很多情況下都在戶外進行建設，使其容易遭受惡劣天氣的影響從而出現腐蝕問題，影響裝配式建筑的結構質量，減少了裝配式建筑的實際使用年限。

2.2防火性能弱

鋼結構的防火性能較弱。我們知道鋼材自身是不燃材料，這里所說的防火性能弱，是指鋼材本身受高溫后性能變差。鋼結構應用于裝配式建筑當中，無法有效的保證裝配式建筑的防火能力。在遭遇火災時，裝配式建筑中的鋼結構受高溫影響，承載力和結構強度會變化，導致裝配式建筑穩定性降低。同時，如果鋼結構受到超高溫灼燒后，會產生變形的可能性，致使整個結構都會發生嚴重形變，無法支持建筑物的重量，很容易造成安全事故[4]。

2.3成本較高

鋼結構的成本較高。鋼結構絕大部分是鋼材組成，本身成本造價就不低，而且鋼結構的良品率相比于傳統建筑材料較低，這也一定程度上提高了成本，致使目前的鋼結構成本仍處在較高的范圍內34]。

3、鋼結構在裝配式建筑中的問題解決對策

3.1表面添加復合涂層，提高防腐性能

表面添加復合涂層可以提高鋼結構的防腐性能。通過使用熱噴鋁復合法，利用相關噴涂工藝，在鋼結構表面噴涂一層復合涂層，可以得到理想的防腐效果。

3.2增加防火層，加強防火性能

經過一段時間的摸索和發展，目前有很多先進技術，比如噴涂法和包裹法都可以加強鋼結構的防火性能。這幾種方法能大幅增加耐火性，具備顯著的效果，現階段很多裝配式建筑施工中都已經開始運用先進技術提高鋼結構防火性能了。

3.3加快制造技術發展，降低生產成本

加快制造技術發展降低鋼結構成本。制造技術的發展能夠提高鋼結構的良品率，從而有效避免鋼材浪費，降低鋼結構的制造成本[4]。

結語：

綜上所述，鋼結構在裝配式建筑中應用具備許多的優勢。鋼結構的承載力符合要求，抗震性能較好，簡化施工流程，調度方便，美觀度高，節能環保，對裝配式建筑的發展有著舉足輕重的作用。但也應認識到，目前鋼結構材料也存在一些問題，這需要不斷的發展技術與探索解決方法，從而使鋼結構的應用更加滿足裝配式建筑的要求，使鋼結構在裝配式建筑中發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]何斌.鋼結構裝配式多層民用建筑相關技術案例探討[J].江西建材，2015（2）：95-96.

[2]李明洋.裝配式輕型低矮鋼結構房屋的研究現狀及發展趨勢探討[J].磚瓦，2017（4）：59-61.

[3]衛永梅.預制式鋼結構建筑在裝配式中的應用[J].中國建筑金屬結構，2016（9）：56-60.

作者簡介：

蘭江（1991—），男，漢族，四川南部縣人，助理工程師，大專，西南交通大學，研究方向：土木工程。