钢结构在装配式建筑中的应用

钢结构在装配式建筑中的应用

张阳阳

中国建筑第二工程局有限公司华东 公司 上海 200000

摘要：中国在很早之前，就在铁结构的运用方面有了很高的成就，但也因此停留于用铁来制造建筑物。因此，一直到19世纪末，我国才开始采用现代化的钢结构。随着现代经济的不断发展，钢结构在建筑中的运用越发多起来，由于它在修建和拆除时几乎不产生建筑垃圾，符合建筑行业对于节能环保的倡导，所以它的存在对于国家经济实力的考量也越发重要起来。目前，它已经成为一个国家或地区的经济实力以及经济发达程度的重要标志之一。进入21世纪以后，我国国民经济增长显著，综合国力增强明显，钢产量成为世界大国，并在建筑中提出要“积极、合理地用钢”,使得钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。

关键词：钢结构; 装配式建筑; 应用;

改革开放以来，国内社会经济的快速发展，建筑行业作为国民经济产业的重要支柱，推动了国民经济的发展，有利于提高人民的生活质量，但相对的，它也在一定程度上破坏了我国的生态环境。同时，随着人民的生活水平不断提高，开始追求绿色健康的生活环境，建筑行业就必须朝着绿色发展的方向改变，装配式钢结构建筑就是在这种情况下发展起来的。

1 钢铁在我国的运用状况

在古代时期，我国的金属冶炼技术在当时就已经很发达了。商朝时期，我国就开始了冶炼青铜，西周时就开始冶炼生铁，而生铁是钢的原材料。而欧洲地区是在14世纪发明了水力鼓风炉以后才能铸铁，比我国晚了1 900多年。除此之外，我国的钢材储备和产量也是非常惊人的。早在1996年的时候，我国钢材的产量就已经突破1亿t, 成为当时的世界第一位，也是从那时起，我国就开启了钢铁大国的旅途；而如今到了2020年，我国正在迈向钢铁强国的行列。

2 在装配式建筑中应用钢结构的特点分析

装配式建筑指的是事先在工厂将施工现场需要的建筑构件加工好以后，再运输到施工现场，通过进行可靠连接的方式，把分散的预制构件组装在一起形成整体建筑，通俗一点地说，就是把建筑构件拼接在一起所形成的建筑。它的主要特点有：①满足绿色建筑和绿色施工的要求，减少建筑场地施工垃圾，节省资源，降低对环境产生的污染。②该建筑修筑时，它的构件已经加工好，只需要到施工现场组装就行。现浇作业量大大减少，能有效缩短工期。③采用信息化、标准化的设计方式，生产效率提高，再加上工厂数字化管理，大幅度降低了成本。如今，装配式钢结构在建筑中的使用越来越多，国家对于装配式钢结构建筑的要求也越发严格，钢结构的各类规范和企业工法也基本齐全。这既规范了市场，又为消费者提供了保障，同时，这也是对钢结构建筑的一种推广，能够让更多人知道、了解钢结构建筑。

2.1 施工速度快，质量有保证

装配式钢结构工程项目，大都是将施工期间用到的结构构件提前加工出来，再通过数控加工技术以及信息技术的相互配合，在建筑场地中进行实际安装施工，每一个安装施工环节都有高端技术的辅助来完成，这种技术保证了施工品质，同时也使安装施工更加有序，进而达到减少工期的效果。而且，装配式钢结构现场现浇施工较少，不受环境和季节影响，提前预制，现场组装，能够使工期更短，质量更优。

2.2 真实体现了绿色环保理念

装配式建筑施工的整个过程都能呈现出绿色环保的施工理念。建筑材料大都是提前在加工厂加工而成的结构构件，运输到现场后，只需要在施工现场遵循安装图纸内容将这些零散的构件安装完成即可，因此基本都是干作业施工，产出的废弃物更少，使用起来更加健康。如此不但减少了在建筑场地中施工产生的各种污染，比方说灰尘污染、施工垃圾污染以及噪声污染等。而且这种钢结构的建筑在日后维修与改建时候，与砖石混凝土结构相比，其施工流程要简捷很多。施工期间产生的废料可以回收再使用，这样更是有效的节约了资源，这才是将绿色环保施工理念真实的呈现了出来，有益于推进建筑行业的进步。同时，钢结构建筑性能优，能够在修筑过程中节约能源，使用时也能减少一些不必要的消耗。

2.3 自重较轻，抗震能力好

其施工原材料大都是轻便的材料，对于建筑中的承重墙来说，使用的建筑材料大都是壁管较薄的钢管，这样的材料具备了自重轻、横截面受力匀称等优点。所以钢结构装配建筑可以将施工材料的优点全部地施展出来，相比混凝土结构，其总体自重减轻了很多，同时还能把施工材料本身拥有的属性，如强度高、延伸性好以及塑性优良等特点都呈现在建筑结构里面，能够很好地提升建筑的稳固能力。钢结构多用于低层建筑，其中屋面大都做成了坡屋面，此屋面结构做成三角型屋架体系，增强了它结构的稳定性。钢结构建筑的抗震性是尤其突出的，8度以上地区也可以使用。在地震多发的台湾地区，一般多层建筑倒塌的机率远远大于钢结构建筑，因此台湾当局提出要求，对于多层房屋建筑，都得采用钢结构。

2.4 建筑布置灵活，较高集成化

对于建筑空间来说，由于钢结构建筑能扩大增加建筑里面的总体面积，同时不会用到太多的承重墙，所以能够改善建筑内部空间。相比于只使用混凝土的结构，钢结构建筑具有良好的空间感，使人感觉空间会更加宽阔敞亮，其通风透光效果明显，可以使居住者更加舒适。

2.5 缺点

首先是造价，钢结构住宅造价比混凝土高10%左右，虽然钢材的价格相比20世纪虽有所下降，但钢材仍比水泥贵。而且在钢材的生产过程中，耗能巨大，相比于随处都可以找到原材料的混凝土结构，它的生产更加复杂。其次，钢结构的致命弱点就是耐腐蚀性和耐火性，防腐防火全靠外涂层，刚刚新建成的建筑并没有太大的问题，但十年之后，随着时间的增长，钢结构外涂层会逐渐退化和脱落，钢材就会失去表层的保护，随之失去作用。它的整个建筑使用周期比混凝土建筑要短一些。而且建筑建成并投入使用之后，很难再重新对钢结构进行喷涂，使它在使用期间很难维护，无法增加使用时限。除此之外，钢结构一旦温度超过熔点，不会像钢混结构一样有个缓冲期，结构会瞬间破坏，比如911事件的双子大厦。

3 未来前景

现在的钢结构发展迅速，在很多地方已经快接近饱和，如果我们还想要继续发展钢结构，可以从这三大领域入手，即海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁三个领域。“十二五”期间，这些领域得到了政府的政策扶持，有机会实现产量的倍增，很有可能能够再进一步的发展。

随着科技的不断进步，人类已经完成了对陆地和天空的基本探索，现在的科技发展方向是以外太空和深海为主的。目前，人类对于海洋的探索已越发深入，相关的企业在不断成立，相关的产业也在不断发展，但这也需要整个产业的制造水平及制造规模都提高到一定的水平，所以今后针对该项目的研究会越来越多，前景大好。

除此之外，钢材是绿色环保的产品，能够重复利用，而且比混凝土结构更容易回收处理，充分体现了我国各行各业的可持续发展观念，积极响应国家的环境政策，努力为世界环境发展贡献一份力。同时，钢结构行业其经济和技术具有优越性，能够适应我国国民经济建设的需要，也将成为我国市场上生机勃勃的新兴产业之一。

参考文献

[1] 梁晓慧，陈玲玲.建筑构造原理与设计下册[M]北京：北京大学出版社，2015.

[2] 李广军，刘丰军，陈思远.建筑结构选型[M]北京：中国电力出版社，2014.

[3] 康纪平.浅谈大跨度空间结构[J]智富时代，2015(5):322.