绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向

绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向

Summary：近年来，随着中国经济实力的进一步增强，装配式建筑行业发展也取得了很大的进展。装配式建筑行业的标准逐渐完善，不仅有助于推动中国建材行业向着更加绿色环保型的方向发展，还可以消化作用中国钢铁工业过剩的生产能力。在当前全新的经济发展时代，绿色预制装配式钢结构建筑已是目前钢结构最主要的发展方向，同时在建筑行业也有了越来越多的应用。因此，绿色预制装配式钢结构建筑作为一个全新的建设理念，获得了社会各界的广泛肯定，并逐渐地代替了传统的建筑建设体系，本章也对绿色装配式钢结构建筑系统研发和运用情况作了相关的介绍。Keys：装配式；钢结构；建筑体系引言装配式钢结构在建筑行业中使用相当普遍，不仅应用在中高档建筑物，而且具备了耐火、防水、耐腐蚀等功能。不过，在装配式钢结构飞速发展的同时，也面临的施工材料不环保、施工方法落伍，以及施工成本过高等相关问题。所以在节能降耗的现代发展理念下，建设企业必须重新反思装配式建筑钢结构的施工技术。所以，在现阶段建设企业一定要秉承绿色施工的设计理念，明确装配式钢结构施工的特点，并按照其特点改进施工流程，以促使装配式钢结构建筑向着更加绿色、可持续的发展方向前行。1、促进装配式钢结构建筑发展的重要意义1.1节能降耗目前，随着我国建筑业的快速发展，装配式钢结构建筑在实践中得到了广泛应用，对其的相关研究也取得了一些成果。在预制钢结构建筑的具体施工过程中，主要的施工方法是现浇钢筋混凝土施工。采用该技术建造的装配式钢结构建筑，其节能降耗效果显著，可降低约80%的建筑废弃物，对推动我国生态环保与建筑业协调发展，起到了关键作用。由于其在节能减排上的显著优势，在建筑业中又被称作“绿色建筑”。推动装配式钢结构的发展，对于加强建筑企业的节能减排，推动我国经济可持续发展，发挥着举足轻重的作用。1.2有利于推动建筑的工业化发展和品质的提升建筑行业是一个庞大的资源消耗行业，伴随着经济的快速发展，“过度消费”问题越来越受到人们的关注，也越来越成为制约我国社会和经济可持续发展的一个主要障碍。因此，如何促进绿色建筑的发展，既能保证建筑质量，又能有效地降低资源的使用，又能有效地降低资源的消耗与浪费。钢结构装配式建筑对钢材的需求很大，可以充分利用国内的过剩钢材。由于组装钢结构房屋的各部件均在工厂内进行生产，从而促进了构件预制加工行业的发展，从而有效地拓宽了产业链，对带动相关设备制作、设备运输等产业的发展，起到了重要的推动作用。2、钢结构在建筑工程项目中的应用优势2.1具备较强的抗压能力钢结构本身具有很强的抗压能力，因为钢结构施工过程中使用的主要材料是钢筋。焊接和其他方法可以使钢筋形成完整的钢结构。在建筑工程的施工中，钢结构和混凝土通常一起使用，这进一步提高了钢结构的强度。钢结构的抗压能力也得到有效提高，并且具有良好的耐腐蚀性。此外，钢结构构件组合组装的过程也相对简单方便，不需要太多时间。它可以有效提高装配式轻钢结构工程的施工效率，从而加快施工进度。2.2具有较高的经济性在以往的建筑工程中，一般采用的是砖混结构或砖混结构，尽管其稳定性能也较为理想，但由于建筑工程的规模较大，在具体的施工中，需要大量的砖块和石头，对混凝土的需求也很大，因此在某种程度上影响了工程的经济效益。另外，在传统的建筑工程中，建筑材料不易循环再利用，很容易造成原材料的浪费，而采用钢结构则可以有效地解决这个问题，因为钢材本身具有很高的经济效益，原材料的价格也不高，而且可以循环使用，可以节约材料，提高建筑项目的经济效益。2.3对环境影响较小在传统的混凝土结构中，由于存在着大量的粉尘，会对周围环境造成一定的污染，因此必须采取相应的降尘措施。在钢结构工程中，采用的是焊接工艺，它不会产生类似于混凝土结构的问题，也不会对周围环境产生很大的影响。而且，钢铁建筑通常都是在厂房里进行组装，然后将零件运送到工地进行组装，从而将对周围的环境造成的负面影响降到最低。2.4具有较好的稳定性传统的混凝土结构易受外部环境的影响，易产生变形、开裂等问题，尤其是在北方，冬季、夏季温度差异大，很容易引起混凝土开裂。与之相比，装配式钢结构具有更好的力学性能、更高的弹性和延展性，从而提高了钢结构的抗震能力，并具有比普通混凝土结构更高的稳定性和安全性。3、基于生态理念背景下的绿色装配式钢结构建筑体系方案3.1新型装配式钢结构体系配置合理融合传统建筑体系优点，并将之运用于新型建筑系统配置中，则可以进一步增加传统房屋建筑的经济性。因此，在体系配置过程中须融合传统建筑设计思想的优点，并结合新型模型结构设计，使得传统建筑设计的生态效益与价值得以有效贯彻。首先，设计工作人员必须以传统建筑施工方法为基础，融合新型内部控制，并运用综合设计的观念开展建筑设计。例如可以利用房屋结构框架为系统配置根本，同时运用建筑设计生态配置的设计思想，并通过对柱身、梁体等的结构网络设置开展技术分析。并通过技术评测，从而获得了较好的结构抗侧力效应。同时，在建设过程中还须根据基本的房屋结构予以合理配置，并通过结合式的系统配置原则科学配合，并根据《装配式钢结构建筑规范》(GB/T51232—2016)的标准内容予以深度融合，以此提升建筑系统的配置精准度。如在选择梁柱节点的过程中，可结合建筑空间建模软件（BIM技术），分析不同梁体侧面的配置模式，并同时检测高强度螺线栓的固件功能。3.2“工业化住宅”体系配置“工业化住宅”在系统的具体实施过程中，主要是以钢框架结构材料的合理使用，合理配置的建筑主体模型。因此，系统应根据现代工程可视化要求，选择最具体的建筑材料结构，并确保已提出的措施可以利用的技术结构，达到对梁体的突出度和柱体功能突出度等问题的合理处理。其技术理论基础主要来自组合，如钢管束模型等。在这一过程中，该技术可以通过与一体化模具的有效组合，进而对其所结合的钢管模型进行构件，并对构建物具体的承重参数和刚性功能进行了仿真试验。3.3“模块化、工厂化”体系配置在装配式钢结构建筑系统中，模块化系统最具有代表性，在砼浇筑过程中，关键是活动板房和模块化房间，可随意拆卸。活动板房，模块建设时一般使用的轻钢结构，也可使用薄壁型钢材构件，最大限度地增加了防护材的阻燃性能，并有效增强了构件的阻燃效果。4、绿色装配式钢结构实践应用4.1住宅建筑中的应用需要将绿色设计理念充分应用于房屋建筑设计当中，将房屋节能能力全面提升，同时也需要将绿色环保理念应用于装配式建筑当中，加强重视梁体稳定性改善工作，实现全面提升建筑结构稳定性和安全性的效果。在设计时，首先需要合理配置低碳合金钢，用混凝土合理浇筑结构中裸露的部分，实现承重构件刚度的提升，保证房屋建筑稳定安全。其次，可以积极借助BIM等现代信息技术开展装配式钢结构住宅设计，统一设计和装配施工工作，尤其需要加强设计一体化空间，重点分析梁柱存在的问题，利用BIM系统碰撞检查功能优化配置各个构件和功能节点，将建筑本身安全性全面提升。4.2商业建筑中的应用和民用建筑相比，商业建筑的实际功能要求更多，并且本身有着商业需求。通常商业浇筑对采光通风等方面有着更高的要求。为此，设计人员可以利用BIM技术可视性特点和装配式建筑灵活性特点评估和分析商业建筑设计结果的采光情况，同时就安装施工中需要使用的通风、采暖等设备进行合理配置。在设计阶段，坚持一体化原则，合理组合并配置结构材料。大多商场有着较大的跨度，在现代化社会不断发展的背景下其内部空间布置也会越来越多样。在设计商场类商业建筑时应当对构件可拆除性加强考虑，将建筑空间整合功能提升，降低产生建筑垃圾的概率，同时有效利用商业建筑内部空间。4.3模块化装配式钢结构房在小型临时性用房中常常可见模块化装配式结构房。这种房屋具有便捷的拆装方式，有着较快的施工速度和较高的工业化程度，所以有着较为广泛的应用。当前集装箱房和活动板房是最为典型的模块化装配式钢结构房。按照工业化生产标准生产的模块化装配式钢结构房组装过程可以在工厂完成，配合使用岩棉夹芯板墙板然后运输到现场，实现了百分百的工厂化生产。采用标准单元预制的活动板房现场螺栓拼接钢骨架，同时使用门窗构件、标准化墙板能够将拆装工作效率显著提升。通过工业化生产的模块化结构房可以大大降低材料损耗，大幅度提高制作安装的效果，可以节省大量的资金成本，有助于企业经济效益提升以及装配式钢结构的发展。结束语总而言之，在我国建筑行业发展过程中，绿色装配式钢结构技术有效发挥了推动作用。相关工作人员在实际设计建设装配式钢结构建筑过程中应当积极采用先进的理论技术，积极选用节能环保材料，加强对环保工作的重视，有机整合结构和其他辅助设备，通过不断优化建筑结构体系实现建筑行业的发展，进而达到建筑行业和企业持续健康发展的目的。Reference[1]魏代军.绿色装配式钢结构建筑体系的应用实践[J].陶瓷，2022(05):169-171.DOI:10.19397/ki.ceramics.2022.05.035.[2]渠天亮，郭毅敏，赵新平.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].中国建筑金属结构，2021(09):94-95.[3]焦恩