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钢结构在装配式建筑中的应用研究

2020-10-20张娟娟

砖瓦世界·下半月 2020年10期
关键词:装配式建筑钢结构应用

摘 要:钢结构是现代建筑中运用的比较广泛的一种结构,其结构具有较高的稳定性,同时钢结构也有比较久的应用历史,在技术上也相对的成熟,而装配式建筑是一种新型的建筑形式,具有很多突出的优点,钢结构和装配式建筑的结合可以最大程度的发挥二者的优势,提高建筑的质量水平。

关键词:钢结构;装配式建筑;应用

1 装配式钢结构建筑的优势

装配式钢结构建筑以钢结构作为主要的承重构件,同时也拥有装配式建筑灵活,易于施工的特点。与一般结构的装配式建筑相比,钢结构的装配式建筑往往拥有更高强度的结构稳定性,同时由于钢结构配件易于生产,因此技术也较为成熟,在装配式的建筑中得到了较为广泛的应用。

一般来说装配式的建筑分为三种结构类型,分别是混凝土结构、钢结构与木结构。其中混凝土结构的装配式建筑成本最低,但是由于混凝土自身的特性限制,混凝土结构的装配式建筑一般传力性质比较差,不能将作用力均匀的传递到建筑的支撑点上,因此在使用的过程中可能会出现支撑点开裂的现象,而木结构的装配式建筑往往拥有比较好的韧度,能将作用力均匀的分散到建筑物的受力结构中,而且比较轻便,但是受木质材料本身的限制,其承载能力比较弱,只适合特定的规模较小的建筑。而钢结构的装配式建筑,在拥有较为优异的传力特性的同时,其承载能力也比较强,因此适合各种不同的建筑,尤其是在较高的建筑中得到了广泛的应用,同时钢结构的装配式建筑是国家正大力推广的一种建筑类型。

2 装配式建筑的特点

装配式是一种新型的建筑形式,结构体系、设备管线系统、内装修系统与外围护系统集成,与传统的建筑形式相比,装配式建筑具有众多的优点,目前这种建筑形式已经越来越多被建筑行业认可,可以说是未来建筑行业发展的趋势。

与一般的建筑形式相比装配式钢结构的优势主要体现在四个主要的方面

2.1 设计灵活

与传统的砖砌结构相比,装配式钢结构往往表现出更大的灵活性,可以根据实际的需求灵活的进行布置,由于装配式钢结构承重结构与传统的建筑方式有很大的区别,因此在实际的设计中不受承重墙结构的影响,可以更自由的去进行设计。在以往的建筑设计中为了保证建筑的安全性与稳定性,设计师在进行设计时往往有很多的顾虑,但是装配式钢结构可以更大程度的允许用户参与到建筑的设计中,可以较为随意的对建筑内的空间进行分割,有利于对建筑进行更加具有创造力的设计。同时在装配式钢结构中,可以将水电等管线很好的隐藏,使建筑的完整性不会得到破坏。

2.2 具有较好的抗震性

因为装配式钢结构所选用的钢材多为热轧型钢或者冷弯型钢吗,因此材料本身具有比较高的韧度,且装配式钢结构设计比较合理,可以有效的对作用力进行分散,同时由于装配式钢结构墙体与楼面板所选用的一般都是轻质的材料,因此建筑的整体重量不会太重,所以装配式钢结构一般在抗震反面都有良好的性能表现。另外钢材质本身就具有比较高的强度,而装配式建筑通过合理的结构设计将钢材质在强度方面的优势最大的发挥了出来,同时与混凝土装配式建筑相比钢结构的装配式建筑因为重量更轻,而且结构部件具有更高的可拆分性,因此也比较容易运输,可以节省出大笔的运输费用,有利于整个工程的成本控制。

2.3 建设的周期比较短

在传统的建设方式中,所有的工序以及施工工艺都要在施工的现场完成,而对于装配式建筑来说,大部分的结构部件都可以在工厂进行生产,现场的施工工作也大多都是组装的工作,因此在很大程度上可以提高施工的效率,节省施工的时间,同时这也可以有效的降低建筑施工的成本。在装配式建筑的施工中,现场的施工环节已经不是影响到施工质量的主要因素,因此相关的结构部件,在工厂就可以完成对质量的测试,可以有效的保证工程的质量,可以说在装配式建筑中,不应该将关注的焦点仅仅聚焦在现场施工上,更应该将关注的焦点聚焦在结构部件的工业生产上,装配式建筑的质量也在很大程度上取决于工厂的生产水平上。同时在实际的施工中,需要能够掌握数控加工技术的技术人员,保证现场施工能够根据实际的施工条件,对结构构件进行动态的调整。

2.4 可持续性

可持续发展的战略已经推行了多年,如何在建筑施工领域实现可持续也一直是近些年建筑领域在一直研究的课题,而装配式钢结构在一点程度上实现了建筑施工行业的可持续发展。因为相比传统的混凝土建筑施工相比,装配式钢结构大部分结构件的制度都是在工厂中,对于现场施工来说也是以组装工作为主,因此在很大程度上避免建筑施工对环境造成的破坏。另外装配式建筑的施工,所使用的工程器械比较少,在现场施工时,也不会有复杂的施工工艺,因此所产生的噪音也很少。在传统的建筑施工中。一般建筑工地所产生的扬尘是相当大的,对环境造成污染也比较不好控制,但是装配式建筑施工,不需要运输大量的建筑原材料,只需要一次性的将机构部件运输到施工现场,就可以进行建筑的搭建,同时由于建设施工的周期也比较短,因此因为建筑施工所产生的扬尘相当少。最重要的一点是装配式钢结构大部分的建筑材料的都可以循坏利用,可以在有效的节约资源,同时也降低了建设的成本。因此装配式钢结构也是一种绿色环保的建筑形式。

3 设计关键点

3.1 结构体系

对于装配式建筑来说,结构体系的设计水平是影响带到整体建筑强度的关键性因素,在进行设计时,要根据建筑的规模,高度,功能等参数进行科学合理的设计,在设计时应该关注两个主要的因素。

第一个因素就是对于平面的布置,在进行平面布置时,应该根据具体的要求来选择,对称,规則,或者是分散的布置方式,对布置的质量变化进行均匀的控制,避免出现质量的突变,或者是刚度上的突然变化。同时在进行设计时要考虑到周围环境的因素,温度、湿度、地质结构等因素都会对装配式建筑的平面布置产生影响,在装配式建筑中容易出现裂缝,沉降等问题,在进行布置时要针对这些问题进行专门的设计。

第二个因素就是保证结构设计具有比较高的传力性质,从而提高建筑物的整体强度。装配式建筑的结构设计是一项系统性的工程,当中的每一个结构部件都会对整个建筑的强度产生影响,因此在进行设计时吗,对于每个构建的设计都要经过反复的研究论证,保证建筑的风载荷,重力载荷等关键性的指标能够到达设计的要求,另外对与结构体系中承力较多的结构点要进行加固的处理,保证结构的强度。

3.2 防火防腐的性能

钢结构的装配式建筑虽然具有比较高的结构强度,但是钢材料本身的耐火与防腐蚀的性能却与混凝土有一定的差距,因此在装配式钢结构中一定要做好结构部件的防火以及耐腐蚀的处理,可以在关键的结构点进行外包防火砌块,或者涂刷防火涂料处理。同时建筑物的防火处理还可以与建筑的装修工作相结合,在装修中大量采用防火的新型材料,并涂刷防火材料来增加建筑防火的能力里,另外为了保证钢结构具有较好的耐腐蚀性,对于刚钢材料本身应该进行镀锌,或者是喷涂油漆的处理,从而起到比较好的防腐蚀效果。

3.3 明确功能分区

在不同的建筑类型中对建筑的工能有着不同的需求,目前我国正在大力的推广装配式的建筑,因此为了促进装配式建筑的推广,在装配式建筑的设计中要根据不同的使用场景,对功能分区进行合理的划分,在设计中充分体现出人性化的特点,另外在设计时可以充分利用装配式不需要墙体承重的特点,提高建筑的空间利用率。

4 结语

装配式建筑是一种新型的建筑形式,而钢结构的装配式建设,可以最大的发挥出装配式建筑的优点,钢结构装配式建筑的运用有利与实现建筑施工领域的可持续发展,具有广阔的应用前景,在实际的施工中要对装配式钢结构的技术要点进行清晰的把握,提高建筑的质量。

参考文献:

[1]胡泊,刘冰,韦凯杰.钢结构建筑在装配式建筑发展过程中的优势[J].福建建材,2020(02):31-32+106.

[2]王昱,周瑞雪.装配式钢结构在租赁式居住建筑中的应用[J].城市住宅,2020,27(01):23-29.

作者简介:张娟娟(1975,08,25) 女 ,  汉族,  山西省霍州市  , 本科,中级,研究方向:建筑工程管理。

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