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钢结构在装配式建筑中的应用探讨

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发表于 2021-3-15 10:12 | 显示全部楼层 | 阅读模式
钢结构在装配式建筑中的应用探讨

摘要:随着我国经济的飞速发展,建筑行业的快速崛起,建筑工程也迎来了新的发展时期。在“环境友好型社会”和“可持续发展”理念的推动下,装配式建筑作为新兴的建筑力量被给予很大的关注与支持。各类新型技术和材料应用于装配式建筑施工中,其中包括钢结构材料,如:轻钢龙骨、重钢、槽钢、钢制连接件等(以下简称钢结构)。虽然目前钢结构已在我国装配式建筑中广泛应用,并发挥了的作用,但钢结构地应用仍然存在一些问题。本文就针对装配式建筑,研究探讨钢结构在装配式建筑中的应用。

关键词:钢结构;装配式建筑;应用

前言
改革开放以来,为了振兴我国实体经济,政府在建筑行业方面进行了巨大的投入,建筑行业不断发展壮大并日趋完善。进入新世纪后,人民生活水平逐渐提高,对居住环境有了更高的要求,装配式建筑作为满足这一要求的新兴建筑类型,势必受到政府的关注与支持。同时在实际运用中,装配式建筑也解决了传统建筑审批繁琐耗时等问题,故而装配式建筑的规模持续发展并不断壮大。钢结构作为装配式建筑中最常应用的一种材料,广泛地运用于装配式建筑中,对装配式建筑的发展发挥了重要作用。

1钢结构在装配式建筑的优势
1.1承载力能满足低层民用建筑的要求
钢结构承载力能满足低层民用建筑的要求。虽然钢结构承载力相比钢筋混凝土稍弱,但其承载力能完全满足低层民用建筑的要求。钢结构具备较高的强度和承载性能,在一定的强度和承载性能范围内,钢结构重量明显轻于混凝土。换言之,同样的性能钢结构的自重更轻,施工可行性更高。
1.2抗震性能较好
钢结构的抗震性能较好。钢结构具备的高强度和高韧性赋予了钢结构良好的抗震性能。在地震时,普通混凝土材料建筑容易受到地震波的冲击受损或者倒塌,但钢结构搭配装配式构件的建筑,在发生低等级的地震时不易损坏,在发生高等级的地震袭击也不易倒塌。这得益于钢结构材料自身的属性:高强度使钢结构建筑保证建筑主体完整,高韧性使钢结构建筑不易变形也不会倒塌,能有效保证装配式建筑的整体结构稳定,避免装配式建筑受损,保证建筑安全使用。因此钢结构被广泛地应用在地震易发生地区,目前已成为我国建筑业常用的抗震材料。
1.3简化施工流程
钢结构能够简化施工流程,使施工流程更便捷,可操作性更强,。相较于传统材料建筑,施工时需要经历打好地基、立柱、砌墙、装修等繁琐流程;钢结构的装配式建筑,在施工打地基地同时可以进行建筑主体的组建,在隔墙的同时可以装修。并且钢结构施工不受环境、气温和天气影响,经工厂预制后可直接在现场组装,不仅可缩短现场施工时间,还有效地降低了监管难度,让整体施工流程更加科学效率,节约了大量的时间和人力、财力成本。
1.4运输、调度方便
钢结构材料的运输、调度方便。相较于传统建筑材料体积大、重量大的特点,钢结构材料有体积小、重量轻的特点,因此移动和运输也更为方便;传统的建筑材料,如水泥、沙石...,往往需要现场配制,或者外运,容易造成污染,且调度繁琐,严重影响施工效率,而钢结构材料都是成品,可以灵活移动、灵活施工。
1.5美观度高
钢结构建成的房屋,美观度更高。传统建材建筑在房屋跨度稍大的情况下,需要在中间设计较大承重柱,完工后房屋中间的柱子难以利用,严重影响室内整体的美观度;钢结构在建筑施工的过程中,需要承重的地方,用槽钢作为立柱,即可满足受力要求,可以使房屋美观度更高。
1.6节能环保
钢结构的装配式建筑,更符合国家节能环保的发展理念。传统的建筑材料往往都是水泥、沙石、木料...,这些材料在生产运输中均存在环境污染,且都不属于可再回收资源;同时传统的建筑材料在施工时会因扬尘造成空气污染、雾霾,对环境造成污染,无法满足节能环保的要求。而钢结构采用钢材进行制作,不需要浪费其他资源,现场施工无污染,不会对环境造成危害,同时废弃钢结构也可以实现回收利用,具有良好的节能环保性能[2]。

2钢结构在装配式建筑应用中存在的问题
2.1易腐蚀,缩短建筑使用年限
钢结构相比传统材料,受腐蚀的风险更大。钢结构由于本身是钢材加工而成,易腐蚀也就成为了它不可避免的缺陷。尤其是装配式建筑,很多情况下都在户外进行建设,使其容易遭受恶劣天气的影响从而出现腐蚀问题,影响装配式建筑的结构质量,减少了装配式建筑的实际使用年限。
2.2防火性能弱
钢结构的防火性能较弱。我们知道钢材自身是不燃材料,这里所说的防火性能弱,是指钢材本身受高温后性能变差。钢结构应用于装配式建筑当中,无法有效的保证装配式建筑的防火能力。在遭遇火灾时,装配式建筑中的钢结构受高温影响,承载力和结构强度会变化,导致装配式建筑稳定性降低。同时,如果钢结构受到超高温灼烧后,会产生变形的可能性,致使整个结构都会发生严重形变,无法支持建筑物的重量,很容易造成安全事故[4]。
2.3成本较高
钢结构的成本较高。钢结构绝大部分是钢材组成,本身成本造价就不低,而且钢结构的良品率相比于传统建筑材料较低,这也一定程度上提高了成本,致使目前的钢结构成本仍处在较高的范围内34]。

3钢结构在装配式建筑中的问题解决对策
3.1表面添加复合涂层,提高防腐性能
表面添加复合涂层可以提高钢结构的防腐性能。通过使用热喷铝复合法,利用相关喷涂工艺,在钢结构表面喷涂一层复合涂层,可以得到理想的防腐效果。
3.2增加防火层,加强防火性能
经过一段时间的摸索和发展,目前有很多先进技术,比如喷涂法和包裹法都可以加强钢结构的防火性能。这几种方法能大幅增加耐火性,具备显著的效果,现阶段很多装配式建筑施工中都已经开始运用先进技术提高钢结构防火性能了。
3.3加快制造技术发展,降低生产成本
加快制造技术发展降低钢结构成本。制造技术的发展能够提高钢结构的良品率,从而有效避免钢材浪费,降低钢结构的制造成本[4]。

结语
综上所述,钢结构在装配式建筑中应用具备许多的优势。钢结构的承载力符合要求,抗震性能较好,简化施工流程,调度方便,美观度高,节能环保,对装配式建筑的发展有着举足轻重的作用。但也应认识到,目前钢结构材料也存在一些问题,这需要不断的发展技术与探索解决方法,从而使钢结构的应用更加满足装配式建筑的要求,使钢结构在装配式建筑中发挥更大的作用。

参考文献:
[1] 何斌.钢结构装配式多层民用建筑相关技术案例探讨[J].江西建材,2015(2):95-96.
[2] 李明洋.装配式轻型低矮钢结构房屋的研究现状及发展趋势探讨[J].砖瓦,2017(4):59-61.
[3] 卫永梅.预制式钢结构建筑在装配式装配式中的应用[J].中国建筑金属结构,2016(9):56-60.
[4] 李明洋.装配式轻型低矮钢结构房屋的研究现状及发展趋势探究[J].砖瓦,20174):59-61

作者简介:兰江,四川南部县人,西南交大,1991.3-,助理工程师,研究方向:土木工程.

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