绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

张郅钢

摘要：本文主要对装配式钢结构建筑定义、特点及其优势进行阐述，分析绿色装配式钢结构建筑体系及其具体应用，希望根据建筑工程实际需求合理运用装配式钢结构建筑体系，以弥补传统建筑技术的缺陷，达到环保、节能的效果。

关键词：绿色装配式;钢结构;建筑体系

引言

装配式钢结构作为新兴的建筑形式，是在以往钢结构形式的基础上对其外围形式进行创新，所形成的新型建筑体系，一方面反映出新的建筑设计理念，设计中综合考虑建筑结构、施工、内部装修等方面的因素，实现内部结构与装修的统一性;另一方面该建筑形式更加关注功能性，结合抗侧力构件来布局户型，在满足建筑功能需求的同时，结构布置更加合理。

一、绿色装配式钢结构建筑概念、特点及其优缺点分析

（一）概念

装配式建筑指的是建筑部分或全部构件由工厂生产完成，在施工现场对其进行装配的建筑施工方式。裝配式钢结构指的是由钢结构作为承重结构的建筑形式，由于钢结构属于延性材料，且质轻、承载力强，在抗震性能、绿色环保及经济性等方面优势突出[1]。

（二）特点

1.设计具有标准化、工业化特点。基于绿色装配式钢结构建筑形式下，在设计、分析环节，会结合运输、吊装等要求，尽可能地使建筑功能、构件参数等满足规定标准，突显出材料自身的性能优势，并且标准化的组件、构件可以重复使用，实现资源节约的同时，达到绿色环保的施工要求。2.应用智能化、信息化管理手段。建筑所需部分或全部构件是在工厂标准化环境下加工生产的，可以应用信息化、智能化手段对构件质量进行把控，且施工环境稳定、安全，很少受外部因素的干扰，施工现场作业主要以构件运输、安装为主，所需的施工设备、人员相对较少，便于对建筑施工现场管理，促使施工效率提高。

（三）优缺点

与普通建造结构相比较，绿色装配式钢结构建筑在抗压性能、环保、资源利用率等方面优势明显。具体优势为：1.自重轻、承载力高。由于钢结构建筑是完全由钢材构成的结构，与混凝土结构的建筑相比，钢结构自身的重量比较轻，钢材具有延性，意味着其抗压、抗拉能力较好，满足建筑抗震要求，尤其适用于大跨度建筑中，并且其梁、柱截面较少，实现建筑空间的扩展。2.绿色环保。装配式建筑施工无需在施工现场加工构件，意味着其噪音、建筑垃圾等对环境污染较小，与当前所提倡的绿色环保施工理念相一致，有利于建筑行业可持续发展。但该建筑形式也存在一定的缺陷，比如钢材在潮湿环境下，容易出现锈蚀问题，对隔热保温等新型材料要求比较高，并且钢结构耐热性较好，防火性比较差[2]。此外，轻钢结构住宅利用其特有的墙体、屋面、钢骨架等材料，内部布局和相关配套设施具有标准化、定型化的特点，很难满足不同业主对住房个性化的需求。

二、绿色装配式钢结构建筑体系及其具体应用

（一）建筑体系

1.工厂化、模块化建筑体系。在装配式钢结构体系中，以全工厂化的方式进行配置、生产，不仅可以践行绿色施工理念，而且将无湿作业理念落实于实际操控中，以满足该系统管控的要求。对于施工人员而言，需认识到该体系实际应用的价值，深度分析该体系中包括的工艺技术，确保活动性板房、模块化型房的设计与实际要求相适应，便于随时对其拆装，一般情况下将建筑的基本结构确定为轻钢材料，确保其主体的空间配置符合技术标准[3]。同时，安装过程中，应主要采用螺栓进行连接，在进行组合、安装中严格按照相关技术要求进行以提高螺栓结构的稳定性。此外，在体系设计中将箱体作为房屋的基本构建，即使用薄型钢材进行构建，将阻燃性管件材料应用到外部框架中，实现装配技术的整合，达到一体化的要求。2.工业化住宅建筑体系。该体系在具体应用中，主要以钢框架结构来配置建筑主体模型，为了解决梁体、柱体局部凸出的问题，通常采取钢管组合模式进行配置，即对所连接的钢管模型进行排件，以模拟测试的手段来获取构件承重参数、刚性功能等信息，比如将“H型”钢筋桁架作为成板进行配置，解决以往配件承重不足的问题。同时，在实际配置中，需测试房屋的剪力效果，依据布局、房屋承重来确定该体系中所需的钢材量，提高建筑使用的安全性、稳定性。

（二）具体应用

1.应用于住宅建筑。在住宅建筑中，为了提高房屋节能效果，应将绿色施工理念融入住宅建筑工程中，根据实际情况合理应用钢结构体系，以解决梁、柱刚度不足的问题。比如为了提高各承重构件的施工质量，采取钢管束组合这一结构体系，如图1所示，依据标准化要求形成钢管束，将适量的混凝土浇筑于钢管内部，促使钢管束施工刚度提高，并且采取中空混凝土灌注钢束的方式，促使剪力墙施工质量提高。该体系的合理应用，不仅可以解决以往建筑工程梁、柱裸露问题，而且避免工程中大面积结构失稳的情况出现。2.应用于商业建筑。由于商业建筑与民用建筑功能要求存在一定差异，商业建筑对通风系统、采光及空间

三、结束语

综上所述，绿色装配式钢结构建筑体系的应用，能够达到绿色环保、节能等效果，装配式钢结构建筑所采取的统筹设计施工方式替代了以往分阶段施工方式，以信息、智能化管理代替了以往现场指导、协调管理方式，以标准化部件代替以往的现浇制作模式，促使建筑行业可持续发展。

参考文献

[1]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.

[2]焦恩冕.绿色装配式钢结构建筑体系及应用方向[J].中国建筑金属结构，2020（11）：86-87.

[3]郝进业.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].建筑技术开发，2020，47（14）：1-2.

3912501908221