绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

任恒伟

（天元建设集团有限公司，山东 临沂 276000）

装配式建筑本身有着很多的优点，且能够有效减少施工工艺流程，提高建筑施工速率，并保证工程的安全、稳定。随着装配式建筑施工技术的不断发展，人们开始期望装配式建筑能够具有环保、节能等一系列的功能，在这种背景下，绿色装配式钢结构建筑体系被提出来，在很多建筑项目中得到了广泛的应用。通过工程实践，对比传统建筑与绿色装配式钢结构建筑之间的区别，可以发现，对于提升居住者生活质量，提升空间利用率，以及控制工程质量等方面，绿色装配式钢结构建筑体系有着明显的优势，是一种值得推广的建筑技术。

1 绿色装配式钢结构建筑技术特点

1.1 生产特点

装配式钢结构建筑所需要使用的构件，往往需要在施工之前进行生产制造。另外，在构件生产之前，需要技术人员与生产厂家进行沟通，明确构件的相关特性，并根据钢材料的具体性质，选择合适的加工工艺，保证构件质量、性质符合设计要求。

由于很多构件都是在施工前期完成生产的，因此建筑结构安装施工的时间就得到了有效的缩短，同时也避免了传统建筑施工材料的运输、存放问题，建筑材料变性、变质等问题带来的工程质量问题得到了有效的遏制。另外，由于采用构建安装工艺，很多工艺可以在多种天气下完成，因此天气对于施工过程的影响就得到了有效的控制。由此可见，由于装配式钢结构建筑构件本身的生产特点，很多施工问题、安装问题、质量问题都能够得到控制，施工效率也得到了有效提高。

1.2 材料特点

目前，在环保、生态技术理念的影响下，装配式钢结构建筑的材料基本用量得到了控制。例如，在建筑框架固定施工过程中，由于装配式钢结构建筑一般会采用钢筋结构，这种结构能够实现保温墙体、围护结构的互相融合，并且能够为新型砖石材料的使用创造有利条件，因此很多新型的环保材料、环保技术能够在装配式钢结构建筑中应用。

另外，通过工程实践总结可以发现，将结构改为装配式钢结构后，水泥、砂石等工程材料的用量能够降低自传统施工工艺的30%左右。由于建筑材料用量降低，因此其建筑废料的产生量也相对较少，这一点则充分体现了该机似乎的可持续发展特性。

2 基于生态理念的绿色装配式钢结构建筑体系方案

2.1 新型装配式钢结构体系配置

在对装配式钢结构体系配置进行创新优化的过程中，设计人员不仅需要掌握先进的结构设计理论体系，还需要对传统结构设计方法进行深入的研究。这样，一方面能够为结构体系配置中应用先进技术理论创造条件，另一方面还能让技术人员明确传统结构设计方法中存在的问题，以及其中值得技术人员传承发扬的技术理念，这样才能从根源提高房屋建筑的经济效益。所以，在实际设计施工过程中，应该善用、活用新型设计理念和传统设计理念，并提出新型装配式钢结构体系配置方案，保证方案本身能够在解决传统设计理念所存在的问题的同时，提升结构本身的性能，保证生态效益理念能够得到有效落实。

在设计过程中，需要设计人员认识到建筑施工的根本地位，并运用整合设计理念，在方案中融入先进的内部控制技术，并开展相应的设计工作。其中，体系配置的根本为建筑结构框架，另外也需要通过对梁体、柱体开展分析的方法，在方案中融入生态配置。必要时，还需要对体系进行技术评测，明确网络配置的抗侧力效果，并对不合理的部分进行调整。同时，在设计过程中需要考虑到基本房屋构型，将其融入到配置方案中，并需要严格按照《装配式钢结构建筑标准》中的相关内容开展设计工作，进而保证结构体系的精准度。BIM 技术作为能够提升设计精确度的重要技术，同样也可以运用到装配式钢结构建筑的设计过程中。

2.2 “模块化、工厂化”体系配置

采用全工厂化进行配置与生产，能够实践绿色生态的理念。由此，应精准建筑体系的配置，将无湿作业的理念融入实际操控当中，进而凸显出体系的管控要求。首先，工作人员认知到“模块化、工厂化”的体系理念的运用价值，对体系中所涵盖的工艺技术进行深度分析，确保活动模块设计和拆装模块设计均能切合指定要求。拆装式建筑的设计中，需确立轻钢材料作为建筑的基本结构，并以此为基础设计出必要的围护材料，确保主体空间配置能够达到技术标准。

同时，拆装时须选择螺栓结构模式进行配置，采用便携式管理模式进行组合安装，使螺栓构件更加稳定。此外，体系设计重点须将箱体作为基本房屋构建，并确保模型能够凸显出安装和拆除的效果。即采用薄型钢材料进行构建，并在外部框架中融入不易燃烧的管件材料，使所有装配技术均能在“一体化”的要求中进行技术整合。

2.3 “工业化住宅”体系配置

“工业化住宅”体系主要实践方向是采用钢框架结构对建筑主体模型进行配置，如可根据可视化需求进行钢管组合配置，确保所采取的实践方案能在一定技术配置中解决梁体功能或柱体局部出现突出现象。由此，需结合体系配置方案进行设计，且这一设计理念源于“钢管束组合”的模式。在此过程中，该技术能够结合一体化模型对所连接的钢管模型进行排件，并通过模拟测试测得构件的承重参数和刚性功能。

通过采用以上模式进行构件，并采用以“H 型”为基本的钢筋桁架进行成板配置，促使体系能在改善传统配件承力方面的问题。同时，实际配置过程中，根据房屋的剪力效果进行测试，结合布局和房屋承重设计出体系所需求的钢材量。此外，剪力墙功能也会直接影响房屋的承重效果。所以需要采用创新型的剪力墙配置模式进行承重测试，减小墙体所受到危害。总之，将该技术全面应用至实际配置过程中，结合钢材料的刚度功能进行测试，有利于提高建筑的支撑性功能，从而快速进行整合各类安全体系内容，确保建筑的安全效果得到合理的提升。

3 绿色装配式钢结构实践应用

3.1 住宅建筑中的应用方式

为了能够全面提升房屋的节能能力，需要在设计过程中应用绿色设计理念，对于绿色装配建筑中也应该全面应用这一设计理念，并且需要将改善梁体稳定性作为重点工作，这样能够保证建筑的稳定性得到有效提升。

在设计过程中，首先，需要做好低碳合金钢的配置工作，并对结构中裸露的部分，合理浇筑混凝土，有效提升其施工刚度，保证各承重构建的施工质量。其次，在实际设计过程中，可以借助BIM 技术，实现设计与装配的统一，尤其是在一体化空间设计过程中，可以对梁、柱存在的问题进行重点的分析，同时也能通过分析碰撞来对相关节点的构件、功能进行优化配置，进而提升建筑本身的安全性。

3.2 商业建筑中的应用

商业建筑在用途上与民用建筑有着一定的区别，在设计过程中需要考虑其实际功能，明确商业建筑本身的应用需求。一般来说，商业建筑需要相对良好的采光，并且需要建设相对完善的通风系统。对此，设计人员完全可以利用装配式建筑的灵活性以及BIM 技术的可视化功能，在结构设计过程中对其采光情况进行评估和分析，另外也可以考虑通风、采暖等设施的安装需求。所以，在设计过程中需要采用一体化的设计理念，对结构材料见组合和配置。由于很多商场本身建设跨度较大，因此且随着商户的变化，其空间布置也会发生一定的变化。在对商场这类商业建筑结构进行设计的过程中，需要考虑构件的可拆除性。并且，目前很多商场的设计过程中，都融入了这种空间整合的理念。便捷的空间整合功能，有效避免了建筑垃圾的产生，同时也提升了空间的利用效率。

4 结束语

绿色装配式钢结构技术对于我国建筑行业的发展，起到了显著的促进作用。因此，在实际应用过程中，设计人员应该主动融合不同的技术理论，并主动运用绿色环保的建筑材料，通过运用一体化设计理念，促进结构与其他辅助设备的融合，让建筑结构各部分内容形成有机融合的整体，在良好结构体系的配合下，让其他设备的运行效益也能得到有效提升，并达到可持续发展的目标。