装配式钢结构住宅体系的现状与应用

装配式钢结构住宅体系的现状与应用

沈兆伟

山东电力工程咨询院有限公司  山东济南250013

摘要：传统建筑施工过程中，会涉及到混凝土浇筑等环节，这极易引起环境污染问题，这一问题也导致建筑行业时常受人诟病。在这一基础下，更多专业人才开始寻求施工的新方式，旨在进一步迎合绿色理念，降低污染，同时提高建筑施工效果。绿色装配式钢结构的开发，使得建筑可以利用“拼装”理念来完成施工，这一施工方式耗费时间短，操作较为简便，且不容易引起污染，对其进行应用，加强研究，能够进一步促进建筑水平的提高。

关键词：装配式；钢结构；住宅体系；现状；应用

1装配式钢结构的优势

1.1空间布置灵活

对装配式钢结构来说，它的开间尺寸相对偏大，墙体多数为非承重墙。而平面空间又比较自由，用户入住后结合个人的需求完全可以二次布置，对结构安全性几乎没有影响。钢材的强度高，故相比钢筋栓结构，钢结构构件在截面尺寸上也要小得多。经设计，暖通设备、吊顶和水电管线都可以融入楼板中，构建智能化的布线系统，提高空间布局的灵活性。

1.2环境污染小

利用绿色装配式结构建筑体系能够有效减少环境污染，这一优点使其正好贴合了当下所畅行的环保理念，能够有效促进建筑行业的可持续发展。从工程建设方面来件，这一体系不需要在施工场地直接加工，而是需要将预制的构件进行组装之后应用于建筑中，这一过程并不会导致环境污染。此外绿色装配式结构建筑体系以拼装建筑为主，并不会产生较多噪音，对于周围居民的生活不会产生较多影响。

1.3装配式钢结构住宅布局更加灵活

传统混凝土住宅体系，存在着结构形式较为复杂，特别是对于多层结构而言，次梁，主梁截面较大，框架柱截面从结构本体荷载而言无法进一步优化同墙体宽，这就导致住宅体系建筑结构功能分隔较为受限。而装配式钢结构建筑由于钢结构柱截面尺寸小，与混凝土柱相比，截面50%以上，而且开间布置更加灵活，据多个项目对比统计，装配式钢结构住宅体系相较于传统结构住宅可增加约7%的有效使用面积。

1.4装配式钢结构建筑更加环保

钢结构体系本身具有拆改容易，材料再生利用率高等优点，同时在采用装配式钢结构的建筑，施工场地占用更少，噪声更小，施工过程中所产生的建筑垃圾相较于传统混凝土，砖混等结构体系的工程来说更少，在建筑物拆除后产生的建筑垃圾钢结构体系一般仅为钢筋混凝土结构的25%。

拆除之后的废钢可回炉重新进行再生，做到资源循环再利用。所以装配式钢结构建筑符合环保的要求。

在欧洲等发达国家和地区，新建的装配式钢结构建筑已经占到全部新建建筑的50%以上，而在我国钢结构建筑比例还很小，仅有不到10%,有鉴于钢结构住宅的诸多优势，该体系的发展潜力十分巨大。

2建筑装配式钢结构关键的施工技术

2.1项目概况

某装配式钢结构项目，其装配式钢结构多为1#建筑、2#建筑。同时2#、1#建筑镜像是保持对称的，均属于钢框架结构。它的钢框架，涵盖了劲性柱、方管、箱型柱以及楼层H型钢梁。结构部分：地下和地上分别为1层、21层，标准层高度4.2m,主体塔楼高度89.6m。

2.2图纸设计

图纸设计对于之后建筑工作有着较强的指导作用，这一环节也是整个建筑中的关键点所在，直接影响后续工作的推进。绿色装配式建筑体系中所涉及到的图纸设计与传统的图纸设计有所不同，这一体系之下图纸设计中必须将所有会用到的构件全部列出，同时对每个构件的规格加以明确。此外，涉及单个构件时，还需考虑到这一构件与其他结构之间的连接，进行整体设计。因为装配建筑之中还需将所有构件进行统一拼装连接，所以还需保证构件连接的完整性，否则会影响到拼接工作，导致工期无法正常推进。此外为了进一步保证建筑之后管线的有序性，还需加强对管线规划渠的设计。

2.3钢柱施工

2.3.1钢柱构件堆场

构件堆放同样也要遵从特定的规范和要求，一切要以方便安装为基准，依次堆放。与此同时，要显露出构件的信息，基本标识，便于后期查找。最重要的一点，做好分类堆放，结合H型钢梁或是箱型柱维度依次完成分类。主构件应当单层摆放，间隔大约100cm,次构件需要铺设一个木支垫，分两层有序地堆放。需要说明的是，在构件堆放场地，应结合现场的实况进行堆放。需支垫的地方，严格设置支垫，防止由于变形而耽误进度。除构件堆放符合行业标准外，相关人员还要控制好场地排水性，防止渗水阻碍构件的正常使用。

2.3.2钢柱安装

对钢柱构件进行吊装，钢柱吊点需要在连接耳板处进行预先焊接。安装前，要在上下节柱上弹出一根定位线，使其和端口对接，将它视为安装基准线。连接板要用螺栓进行固定，将上柱四面上的中心线逐一和下柱中心线进行对齐。焊接结束后，将临时连接板予以割除。钢柱垂直度，需以千斤顶进行调整和校正对中，并用经纬仪来测定钢柱的垂直度。结束后，将连接板上的螺栓予以拧紧，随即焊接。钢柱4个面上均可使用螺栓来对垫板进行锚固，在四个侧面上有序安装千斤顶，以校正对接接头。吊装就位后，开始调整钢柱的标高，临时螺栓需要利用连接板来对上下耳板予以固定，并借助撬棒或是千斤顶对钢柱间隙进行调节。

2.4装配与固定

装配与固定施工同样是建筑过程中的关键环节，这一环节下的施工还需先对图纸加以研究，最终保证施工顺序的准确性，合理装配钢结构。一般来讲，在拼装过程中需要先对其基础加以搭建，之后再对其上部结构加以拼装。在拼装的每个阶段完成之后，都需要对其加以检查，同时对每个构件进行合理固定。必须要在固定完成之后进行下一个环节的拼装。例如在基础构件拼装完成之后，需要利用钢筋等材料进行构件的固定，不过在构件固定材料的选择方面，不可随意选择，还需根据设计图纸选用合适的固定连接件。同时在操作过程中，需要保证连接操作的合理性。再者，钢结构拼接完成之后，需进行整体测试，以保证建筑结构是稳定且安全的，若是测试过程中发现问题还需及时处理。

2.5全过程数字化技术

项目采用全过程5D智慧现场管理系统,通过监控识别，设备安全保护系统，可视化施工现场模拟系统等为现场的精细化管理起到保障的作用。

监控系统：现场监控48台，包含枪机32台，球机16台，实现了施工现场监控全覆盖，可实时掌握现场动态情况，部分探头具备AI智能监控(安全帽佩戴识别、反光衣着装识别、明火烟雾识别、区域入侵识别)。

塔吊安全保护系统：对超重、安全限位、塔身倾斜、塔吊间碰撞等进行实时预警，同时采用人脸识别对塔吊司机进行持证上岗管控，避免无证或未上报人员对塔吊进行操作。实现数据对接平台。

通过BIM对重难点方案进行可视化施工模拟及交底，目前经过BIM建模优化的方案有挖土方案、深基坑施工方案、高支模方案、脚手架方案、钢结构施工方案等。

结论

综上所述，绿色装配式钢结构虽然使用越来越广泛，受到了越来越多建筑企业的认可，但同样有着其局限性，所以相关人员还需加强对这一结构体系的研究，进一步促进建筑行业的绿色环保性。相对来讲，装配式钢结构比之传统建筑有着更多的优势，我国建筑行业还需加强对这一结构体系的研究应用，利用这一体系提高建筑质量，减少环境污染，为我国建筑行业今后的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

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