钢结构在装配式建筑中的应用研究

贾雄飞

摘    要：现阶段，装配式建筑和施工体系被广泛用于建筑行业的施工过程，不仅使得建筑工程项目稳定性能和安全性能大大提高，而且在缩短施工工期的同时，极大地节约了工程的成本，具有非常积极的社会效益和经济效益。同时，钢结构是装配式建筑施工体系中的关键环节，研究和探析其施工技术与施工管理措施是极为重要的。在实际的作业过程中，相关的技术人员和作业人员务必重视钢结构施工技术和施工管理措施，进而达到促进行业发展，推动行业进步的最终目的。

关键词：钢结构;装配式建筑;应用

1  引言

与传统的钢筋混凝土建筑相比，装配式钢结构建筑在节能环保方面具有很好的优势，而且能够较快的施工，是未来建筑发展的方向。钢结构自身抗震性能好、强度较大，应用到装配式建筑中，能够使建筑物的承载力得到较好的提升。

2  装配式建筑工程钢结构技术应用的必要性研究

2.1  钢结构技术保障施工设计的合理性

在建筑工程项目的施工过程中，施工方案的规划设计是非常重要的，设计工作是否合理直接决定了工程项目是否合理。一个具备合理性、严谨性和准确性的施工方案，不仅能提高施工的质量，而且保障了每个阶段的施工都能够有效益、有意义。但是，传统形式下的施工设计存在着一定的局限性，具体体现在无法进行协同化设计，这不但导致工程的规划容易脱离实际，设计的方案容易出错;还使得工程后期的运维阶段存在问题，给工程项目带来安全隐患。由此，装配式建筑工程的钢结构技术应运而生，它的存在使得施工规划和方案设计有了新的方式。这种新方式体现在为设计工作提供模拟平台，钢结构技术能够应用BIM（建筑信息模型）技术进行具象化设计，在提供模型平台提高协同性的基础上，设计工作更加准确和合理，进而促使设计工作能够为工程的建设服务，为项目的质量服务。

2.2  钢结构技术保障工程项目的稳定性

钢结构技术保障工程项目的稳定性主要体现在两个方面，即：施工过程稳定和使用过程稳定。就施工过程稳定而言，前文已经提到，钢结构技术采用BIM技术，这种技术不但能够保障工程设计的合理性，还提高了设计方案的准确性。这主要是因为BIM技术能够严格把关每一道程序，并且能够全程监管施工过程，进而提高了施工的质量和效率，实现了建筑行业的有序发展和健康发展。就使用过程稳定而言，钢结构技术作为装配式建筑，乃至整个建筑行业施工过程中常用的技术形式，其作业和施工过程是不会因外界因素而出现工程问题的。加之在钢结构技术的应用下，建筑过程中的材料质量和性能有保障。

3  装配式钢结构施工要點

3.1  桁架结构设计

（1）理清设计思路，桁架结构的上弦杆及下弦杆均采用角钢来制作，腹杆与上下弦杆之间需使用焊接工艺进行连接。同时，为了保证混凝土浇筑后整个构件具有良好的平整性，需根据项目实际参数对上弦杆进行起拱。（2）对于钢结构的布置工作也要给予高度关注，针对装配式建筑而言，柱网的尺寸要达到4800mm×3300mm，每一个楼板构件的尺寸要达到1000mm×1500mm，针对3300mm的跨桁架要采用之字形布置方式。（3）建立科学的结构传力系统，在混凝土浇筑后，其自身、钢筋以及模板的重量都会经桁架传递给主梁构件。通过主梁构件传递给分散在各部位的钢材支柱，并且借助支柱向下传递。

3.2  墙体隔声

墙体隔声效果的好坏是衡量一座建筑物实用性的一个重要指标。当前建筑工程中所用到的墙体结构质量越发轻巧，建筑工艺也非常简单，但是其隔声的效果却不理想。特别是对于住宅型建筑而言，如果没有很好的隔声措施，则会严重影响居民生活，产生一系列的社会问题。对于装配式钢结构施工技术而言，如何解决墙体隔声问题就成了该技术能否进行大范围普及的关键因素。通过对噪声传播方式的分析，工作人员从制作墙体的材料及墙体结构2个方面出发减少噪声的传播。一方面在墙体材质选择方面使用石膏板+岩棉的方式对钢结构构件进行包裹。另一方面采用ALC对墙面进行拼缝处理。经试验证明，这2种方式的组合运用可起到很好的隔声效果。

3.3  BIM技术全过程运用

在装配式钢结构建筑项目施工过程中，使用BIM能让该技术的各个子环节施工的量化程度提升，同时也可以加强各环节之间的连接效果。借助BIM技术搭建起一个统一的设计、制造、施工可视化管理平台。从宏观角度来看，可以提升整个项目的量化程度，使施工单位更为深入地把控各个施工环节。借助于全过程BIM管理，能实现对于装配式钢结构构件的选择、分类、编码以及创建信息的工作，让相关工作人员可以按设计图纸制作出相应的BIM模型，对于BIM模型进行各种模拟碰撞试验，通过试验得到的数据对设计方案进行优化，提升建设项目的安全性、稳定性及实用价值。

4  装配式钢结构建筑发展趋势

4.1  钢结构应用的问题

装配式建筑的发展由于处在初级阶段，对于施工建设，缺乏统一的标准体系，装配式建筑的钢结构在构件的设计及施工中的问题，对于预制混凝土的构件有现场浇筑节点的问题，这些都使得装配式钢结构建筑涵盖的专业内容较多，对于这种形式的建筑不管是在设计中还是在施工中，都需要多专业体系结合，所以，装配式钢结构建筑的建设还需要建立信息化的模型，使相关的信息能够融合为一体，这样建筑建设才能更加顺利。装配式钢结构建筑的成本增加了构件运输的费用、构件加工的费用等，这在成本管控方面短时间内没有应用优势，同时由于建造经验有限，在现场的装配安装技术还需要不断的提升。这种新型的建筑结构形式，相比较传统的建筑工程建设来讲，在设计、构筑物的建造以及现场施工方面差别都非常大，施工人员以及设计人员对于建筑形式的相关知识和技能的掌握还有所不足。装配式钢结构建筑的专业人才较为缺乏，由于建筑形式的新兴，有关于这方面具体的研究相对也较少。

4.2  未来的发展

装配式钢结构建筑在未来的发展中，会更加突出绿色环保的观念，在材料的使用方面尽可能应用环保型的原材料，比如保温墙体、节能门窗等。设计人员需要积极的引入新的建筑结构，对于建筑人员需要加强新技术的培训，对这种新的建筑形式建设的有关流程和规范进行统一，以使装配式钢结构建筑的建设质量得到有效的提升。完善建立关于装配式建筑建设的质量和安全监管机制，使管理人员能够有具体的文件指导，明确管理工作具体的内容，更好的推进装配式建筑的建设。另外，还要充分的利用BIM技术，发挥其技术优势，使装配式建筑结构的设计和施工的精准性得以提高。要想使装配式钢结构建筑建设得到更为广泛的使用，还需要加强对其示范性工作的建设，政府有关部门可以加强政策优惠，对项目的推广设置一定的补贴标准。投资建设试点建筑，将装配式钢结构作为招投标的重点条件，由公用建筑建设向商业以及住宅建筑进行推广。由于建筑构件的统一加工制造，装配式钢结构建筑未来会形成产业化发展，在技术水平不断提高的同时，建设成本会逐渐得到良好控制，对于社会可以带来更好的综合效益。

5  结束语

总而言之，在装配式住宅中，钢结构发挥着极为重要的作用，在建筑中运用这种钢结构体系能够合理地促进建筑住宅的有效转型以及发展，并且可以帮助社会节能减排，获得技术创新，同时帮助企业开拓市场，继而加速中国住宅产业的整体发展速度，同时促进我国建筑业的可持续性发展。

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（2）：31～32+106.

[2] 李闻达.装配式钢结构建筑新型复合墙板研发及构造技术研究[D].山东建筑大学，2019.