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浅谈装配式钢结构建筑的应用与发展
摘要:我国经济结构的不断优化,建筑行业也逐渐走向产业化方向。在此背景下,装配式钢结构建筑得到了有效的推广,但在施工和使用过程中存在着诸多的问题,影响着工程的质量和用户的体验,这些问题目前亟待解决。
装配式钢结构 ;建筑工程 ;生产施工
装配式钢结构建筑是指通过标准化设计、规模化生产、装配化施工和智能化管理建造而成的钢结构建筑,具有自重轻、建造工期短、节能环保和抗震性能强等优点,因而有着广阔的发展前景。本文通过分析装配式钢结构建筑的特点和国内装配式钢结构建筑工程的现状,并对其中存在的问题提出了相应的改进方案,进而能够提高工程的质量。
1 装配式钢结构建筑的基本特点
1.1 生产标准化
在工厂设计生产主要的钢结构构件,并在现场完成整个住宅建筑的组装,通过这样的方式,能够大大减少现场工作量,缩短施工工期,降低建筑成本,标准化、统一化的设计和施工使得建筑的质量和安全更易得到保证,同时在质量监测方面也存在着更多的便利。装配化施工的工期相对短暂,按照现有的技术水平,通常在3~4天就可以完成一层楼的建造,对于大企业能够提高资金周转效率,强化盈利能力 。
1.2 节能环保化
2021年3月5日,国务院总理李克强在政府工作报告中指出,要扎实做好碳达峰、碳中和工作,并制定了2030年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构。作为建筑行业中的重要组成部分,装配式钢结构建筑以钢材作为框架结构,以保温墙板作为主要围护结构,可以代替各种砖石建筑材料,从而大大降低水泥、砂、石、石灰等材料的用量,减少环境染。同时钢材具有可回收和可重复利用的特点,施工时对环境的污染小,节能指标大于50%,因而钢结构建筑被誉为节能环保型建筑。
1.3 抗震性能强
钢结构强度高,延性好,弹性变形能力强,在地震来临时,可以降低地震剪力对建筑的破坏,改善结构受力,因此具有抗震性能强的特点,其在发达国家已被广泛采用,在我国典型的钢结构建筑就有鸟巢、东方之门等。在抗震设防区,装配式钢结构建筑在地震作用下能够保结构功能的完整,防止结构在罕遇地震作用下发生倒塌,在越来越重视质量和安全的未来,这一特点或成为很重要的发展推动力。
2 目前装配式钢结构建筑的问题分析
2.1 市场对装配式建筑认识不足
目前建筑行业对装配式建筑体系了解程度不够,对国家出台的相关法律规范理解不透彻,相关建筑部门仍然以传统作业的方式考虑装配式建筑。此外,社会习惯于传统的建造方式,认为装配式建筑尚不完善,采用装配式的方法进行施工存在风险大、成本高的问题。在这种现实情况的影响下,装配式建筑难以产生规模效应,缩短工期、减少成本的优点很难得到体现,建设单位往往会因为看重短期效益等方面的问题,不采用装配式的方法进行施工,这给装配式建筑的推广带来了很大的阻力。
2.2 标准化体系不完善发展装配式钢结构建筑,就是实现标准化设计、产业化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的过程。最理想的施工方式就是实行施工总承包制度,通过这种方式降低成本并且提升质量和效率,但现在的装配式钢结构建筑还没有形成一套完善的体系,一体化施工的方式更是难以实施,各部门的施工参差不齐,各部门之间的协调也很难保证统一。在验收过程中,各个部门的验收标准也不一致,缺乏一套完整的评价方法,在国家地方政策意见中也仅用装配率来评价考核,这通常是引发事故的直接因素 。
2.3 人员技术水平落后
装配式钢结构建筑需要一批成熟的产业工人来操作和施工,而目前的劳务队伍既松散又没有经受专业培训,不具备上岗的条件。而今的现状是施工过程中很多操作人员没有经受过专化的训练,施工技术还比较落后,导致人员在装配化施工过程中难以协调统一,现场秩序混乱。
2.4 材料本身具有的缺陷
钢结构本身具有不耐火的特点,温度在430℃~ 540℃范围内,随着温度升高,钢材的强度大幅降低,当温度达到600℃时,钢材几乎失去承担荷载的能力。一旦发生火灾,温度达到430℃~ 650℃时钢结构就会迅速失去其承载能力,结构呈现很大的形变,甚至导致严重的坍塌。另外钢材的耐腐蚀性也较差,其锈蚀程度随着环境介质和环境因素的不同而存在很大差别,钢材的锈蚀会大幅影响结构的使用寿命,因为必须采取行之有效的防腐蚀措施予以保护。
3 装配式钢结构建筑的发展建议
3.1 加大对装配式钢结构建筑的宣传
装配式钢结构建筑存在诸多优点,因而国家层面正在大力推广宣传该类建筑,但是在社会层面对装配式钢结构建筑的了解并不充分,甚至存在很多误解。所以,当务之急是加大对装配式钢结构建筑的宣传,加深人们对装配式钢结构建筑的认识和理解,从源头上解决装配式钢结构建筑发展中遇到的问题。
3.2 完善法律和规范体系
基于“简政放权”的原则,从国家层面引导建筑行业加快供给侧结构性改革刻不容缓,确保产业发展政策落实,从立法上建立健全建筑产业化体系 。而政府投资项目需尽量采取装配式钢结构建设模式,将建筑工程转化为建筑产业化,不仅可以降低工程造价,还可以产生羊群效应。此外,地方政府需要制定符合本地区的建筑规范和标准,在规范本地区施工建筑体系的前提下为国家层面标准的完善提出地区性意见。
3.3做好防火、防锈蚀措施
基于钢材具有的材料特点,工程施工时必须做好防火和防锈蚀措施。工程上可以通过在钢结构构件的迎火面设置阻火屏障、砌筑耐火砖以及喷涂防火涂料的方式进行防火保护。近些年来,随着建筑防火相关技术的逐渐发展,目前绝大多数工程采用喷涂防火涂料的方法进行钢结构建筑的防火保护。而钢材的易锈蚀问题需要根据不同的环境条件,选取不同的方法来解决,常用的锈蚀控制技术有采用涂料涂层防护、采用金属镀层防护和采用电化学保护。
4 结束语
装配式钢结构体系是我国建筑体系发展的重要方向,随着建筑行业的发展,技术、规范等问题逐渐解决,最终一定能够实现智能化、信息化、科技化建设,让装配式钢结构建筑的魅力得到充分体现。扩大我国经济实力的突飞猛进和科技水平的显提高,推动工业化进程,更能够加快新时代的建设和发展。
参考文献
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[2] 王明贵 . 绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用 [J]. 房地产导刊,2019(2):104-107.
京公网安备 11011302003690号