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装配式钢结构建筑体系研究及应用综述
摘要:装配式钢结构绿色住宅是以钢结构体系作为建筑的主要支撑体系,通过现场拼装将结构构件集成为一体的新型住宅建筑。其空间布局具有明显的整体性、灵活性、便捷性和绿色节能性。在较发达地区,装配式钢结构绿色住宅建筑在所有住宅建筑中占据极大比例,其体系逐渐系统化、行业化。在国家大力发展装配式建筑的背景下,国内的装配式钢结构绿色住宅的标准化、系统性特性日益凸显,装配式结构绿色住宅建筑取得较大进展。
关键词:装配式 钢结构
中图分类号:TU391 文献标识码:A
引言
在当前的经济环境下,我国建筑业倡导绿色节能发展,装配式钢结构建筑是在原有传统钢结构建筑体系基础上的延伸和发展。在实际应用中取得了良好的效果,装配式钢结构在我国建筑领域得到了大力推广。在政策的支持下,新的建筑体系不断完善,同时结合我国当前绿色环保发展理念,形成了环境友好的建筑结构体系。绿色装配式钢结构属于新型的环保式建筑体系。通过建筑元器件和结构构件的组合和衔接,构成了建筑功能体系。此模式的优势在于建筑结构可以进行规模化的生产,节约了建筑的成本和建设时间,在建设中的安全系数更高。当前正在积极地调整社会经济结构,以市场经济单元配置科学合理为目的,可以提高市场经济的水平和合理调整经济结构,钢结构建筑的大量使用和推广,可以有效地消耗钢筋建材,解决钢材产能过剩的现象。同时,还可以有助于进一步提高建筑的质量。在当前的建筑行业中,装配式钢结构建筑取得了广泛的认可和应用。在设计上可以实现标准化,生产过程可以形成构件的规模化和工业化,在具体的施工过程中,可以利用构建的特性,快速地完成组装和衔接的工作,进而形成完整的建筑结构体系框架,加快了建筑体系管理系统化和装修一体化系统的建设,推动了建设新型城镇化、智能化的发展进程。
1绿色装配式钢结构建筑的特点
绿色装配式钢结构建筑是指基于绿色发展理念,实现钢结构设计标准化、生产工业化、施工装配一体化、管理信息化、应用智能化,同时能够支持构件标准化。装配式钢结构的发展符合绿色环保的要求,对节约能源、降低污染,推动产业结构调整及提高建筑效果具有重要的作用。装配式钢结构的广泛应用,还可以有效改善传统建筑方式对环境造成的各类污染和能源的消耗。基于装配式钢结构建筑的特点,在施工过程中可减少各类污染,降低施工的成本,提高施工的效率和建筑水平,确保施工过程的安全,进而实现高质量的建筑工程。由此可见,绿色装配式钢结构在我国的建筑领域具有比较好的发展和实践应用前景。
在装配式钢结构的设计中,要求制造商根据钢材的性能并结合先进技术进行加工和生产。确保加工后的钢结构满足项目的设计要求。装配式钢结构建筑所需的所有构件均在建设项目开工前生产,并安全运输至施工现场,进行合理的储存和存放。同时,在装配式钢结构建筑实践中受到天气环境因素影响比较小,其原因在于在具体的施工过程中,进行构件的组装和拼接所用的时间比较短,因此加快了施工的进度,加快了建筑工业化和提高了建筑品质。在建筑工程的施工中,需要消耗大量的资源,在我当前市场经济环境下,能源消耗过多成为了关注的重要问题之一,也是我国持续发展上的阻碍,基于此,发展绿色建筑可以积极推进我国经济发展。装配式钢结构的应用,需要利用到数量较多的钢筋材料,解决钢材产量多的情况。同时装配式钢结构的各个构件会在不同的生产车间进行加工制造,则带动了预构件加工业的发展,增加了产业链的发展。同时,装配式钢结构的构件可以实现流水线的生产,提高了工业化和产业化进程,以自动化设备达到构件的自动化生产,实现了信息化管理,提高了构件的生产水平,有利于提高装配式钢结构建筑的整体建筑质量和品质。
2绿色装配式钢结构的实践应用
2.1在住宅建筑中的应用
基于绿色环保设计理念,为提高住宅建筑的节能性,可将绿色装配式钢结构加工应用于住宅建筑,从而提高梁式结构的稳定性,保证住宅建筑的安全和质量。就配置而言,需要选择使用低碳合金钢,优化结构设计,结合配置技术开展灌注操作,保障钢束材料可以突出剪力墙的实际功能。同时还可以在实际的应用中结合应用 BIM 技术,对节点功能进行优化配置,增强材料的安全性。
2.2 在商业建筑中的实践应用
结合商业建筑的特点和实际应用,利用一体化的设计理念,配置和组合钢材料,对不同的阁段的安装绿色设计要求整合。绿色装配式钢结构,在拆除上也比较简单。目前,我国很多的大型商场均开始使用装配式钢结构,在实际的应用中需要加强对各个工序的审查,保障使用的构件符合商业建筑体系的标准和要求[1]。
3下一步研究与改进方向
推动我国装配式建筑高质量发展,要以解决工程应用实际痛点、提升行业整体服务水平为抓手,加强科技创新,解决关键技术难题,突破技术瓶颈;加强相关完整产品标准和工程应用技术标准的修订和完善,为设计、生产、施工提供充分依据;加大对大全产业链产业工人的培训,提升行业整体设计、生产、施工服务能力。其中,科技创新和标准制定的具体措施如下:(1 ) 针对结构体系存在的问题: 可致力于新型建筑结构材料的研发,开发具有绿色环保、轻质高强、防腐性好、连接构造简单等优异特性的新型单一结构复合材料代替传统钢筋混凝土材料、钢材,保证建筑结构性能的同时,也简化设计、生产、施工工序和难度,带动整个建筑产业突破性发展;同时,可致力于开发新型结构体系,解决目前装配式混凝土结构存在的连接构造复杂的难题。( 2 ) 针对隔墙板存在的问题: 可致力于现有隔墙板产品及其连接构造的改性研究,提高其安全性和防裂性能; 同时考虑隔墙板的抗震防裂性能需求,修订相关产品标准、工程应用技术标准,解决目前各标准不统一、产品力学性能指标不满足抗震性能需求和建筑使用功能需求等问题。( 3 ) 针对外墙板存在的问题: 研究、修订完善国家现行技术标准,明确规定组合墙板、部分组合墙板设计方法和设计公式,为工程设计提供依据。同时,制定装配式建筑密封胶选用指南,解决装配式建筑设计建造过程中面临建筑密封胶材料选择困难、选择不当、设计施工不当。( 4 ) 针对叠合楼板存在的问题: 一是改进设计理念,将叠合板多设计为大面积单向板,充分发挥叠合板的优势,减少叠合板的胡子筋连接构造; 二是研究开发新型叠合楼板新型连接构造方式,规避胡子筋连接带来的弊端; 或者开发新型性能优异,连接构造简单的预制楼板[2]。
结束语
装配式钢结构房屋的标准化、系统化特征日益突出,在政策的引导和国家的推动下,取得了良好的发展成效。在装配式钢结构温室的设计中,需要结合钢结构温室系统的适用性,选取合适的钢结构住宅体系,遵循节能环保设计与住宅建筑户型设计要素的原则以及绿色建筑的设计与建设标准,进行标准化设计、一体化装修,大力推进装配式钢结构绿色住宅的发展[3]。
参考文献
[1]黎引,章一萍,唐丽娜.装配式建筑推广应用中存在的几个问题探讨[J].四川建筑,2021,41(06):52-55.
[2]阮新 伟,荆 奎,郭 中华,武 文学.钢 框架 –钢 支 撑结构体 系 高层装配式钢结构住宅绿色建筑技术应用[J].建筑技术开发,2018,45(24):55-56.
[3]刘伏良.高层装配式钢结构住宅绿色建筑技术 分析 ———兼 论钢框架-钢支撑结构体系的运用[J].四川建材,2019,45(12):74-75.
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