摘要：由于城市化進(jìn)程的提高，建筑領(lǐng)域的發(fā)展及技術(shù)水平不斷提升，加之環(huán)境污染及資源浪費(fèi)問(wèn)題的影響，傳統(tǒng)建筑體系存在的環(huán)保性差的缺陷逐漸暴露，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)，開(kāi)始成為了建筑體系的主要類型。與傳統(tǒng)體系相比，該體系在施工質(zhì)量、施工效率等方面，均具有顯著的優(yōu)勢(shì)。將其應(yīng)用到各類建筑體系的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中，是建筑領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；結(jié)構(gòu)體系；應(yīng)用；發(fā)展

1、裝配式建筑機(jī)構(gòu)體系概述

1.1裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系

1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)體系

混凝土結(jié)構(gòu)作為目前建筑中使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)，裝配式建筑同樣可以使用混凝土結(jié)構(gòu)體系，通過(guò)工廠進(jìn)行預(yù)制化生產(chǎn)，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械化拼裝需要。特別是建筑在向高層發(fā)展的前提下，裝配式建筑擁有的優(yōu)勢(shì)將更加明顯。具體來(lái)分，采用混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式建筑有如下兩大類：通用結(jié)構(gòu)體系和專用結(jié)構(gòu)體系。通用結(jié)構(gòu)體系和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同，大致可分為框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等。而專用結(jié)構(gòu)體系是隨著建筑的性能要求、功能要求逐漸增多情況下所發(fā)展起來(lái)的定制結(jié)構(gòu)形式。

1.1.2輕鋼結(jié)構(gòu)體系

輕鋼結(jié)構(gòu)具備質(zhì)輕而強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在國(guó)外被認(rèn)為是木材的理想替代品。輕鋼結(jié)構(gòu)多使用厚度極薄的壓型材料，例如鋼材使用的是厚度僅為0.5毫米～1毫米的鍍鋅鋼板，可以方便地建造出多層建筑。與傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)不同，輕鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的方式為螺栓或高強(qiáng)螺栓，而木結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的方式多為釘子和榫卯。眾所周知，輕鋼結(jié)構(gòu)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，主要集中在以下幾點(diǎn)：一是強(qiáng)度高自重輕，所以使用輕鋼結(jié)構(gòu)體系的建筑一般自重較??；二是空間分割靈活，由于輕鋼可以按照需求加工成特定的形狀和大小，可以擴(kuò)大建筑的開(kāi)間，便于空間靈活的分割和組合；三是工程質(zhì)量高，由于事先在工廠預(yù)制，所以現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)相對(duì)于現(xiàn)澆減少很多，不易受外界惡劣施工環(huán)境的影響等。當(dāng)然，輕鋼結(jié)構(gòu)也存在若干缺陷，一是耐火性較差，當(dāng)建筑失火溫度上升時(shí)，鋼材在高溫下承載力會(huì)迅速下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；二是耐腐蝕性差，由于鋼材是金屬，需注意養(yǎng)護(hù)，防止外界腐蝕，和混凝土結(jié)構(gòu)相比后期的養(yǎng)護(hù)成本較高；三是鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范還不夠完善，中國(guó)雖然地大物博，具有豐富的品種及充足的鋼材產(chǎn)量等優(yōu)勢(shì)，但是鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范的不完善，成熟完善的技術(shù)體系的欠缺，都造成了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率和住宅綜合質(zhì)量的低下的結(jié)果，致使裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的進(jìn)程較為緩慢。在工業(yè)化水平和結(jié)構(gòu)質(zhì)量上還有很大的提升空間，產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。

1.2裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

1.2.1減少資源浪費(fèi)

裝配式建筑所需的構(gòu)件事先都在工廠預(yù)制好，對(duì)于同一規(guī)格的預(yù)制構(gòu)件可以批量生產(chǎn)，類似流水線的生產(chǎn)方式有很大的好處，生產(chǎn)模具和機(jī)器都可以循環(huán)使用，大大降低生產(chǎn)成本的同時(shí)可以提高效率。

1.2.2降低環(huán)境負(fù)荷

由于裝配式建筑大部分的工序在預(yù)制廠就已經(jīng)完成了，所以現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大大降低，同時(shí)減少了因現(xiàn)場(chǎng)施工而造成的建筑垃圾；與此同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)引起的噪音、污染、廢水對(duì)于裝配式建筑都不會(huì)出現(xiàn)，將施工對(duì)周圍環(huán)境的影響降到最低。例如在建筑材料的運(yùn)輸和裝卸過(guò)程中，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工會(huì)產(chǎn)生很大的揚(yáng)塵污染，混凝土泵會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲污染，而這些對(duì)裝配式建筑都不是問(wèn)題，因?yàn)檠b配式建筑施工效率高，只需現(xiàn)場(chǎng)拼裝，基本不需要夜間施工，可有效減小光污染。總的來(lái)說(shuō)，裝配式施工方式較傳統(tǒng)的施工方法將大大降低環(huán)境的負(fù)荷。

1.2.3縮短施工周期

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工方法，完成一層的主體結(jié)構(gòu)施工通常需要三到五天，而且其他專業(yè)施工與主體結(jié)構(gòu)是分開(kāi)的，所以通常需要七天才能真正完成一層的施工。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)的施工必須完全遵循自下到上的串聯(lián)工序，而裝配式的預(yù)制件都在工廠生產(chǎn)，是并聯(lián)式的生產(chǎn)方式，可以同時(shí)生產(chǎn)不同樓層的同一類型構(gòu)件，構(gòu)件養(yǎng)護(hù)完成后只需運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)拼裝即可，所以在施工速度上將大大提高。通常來(lái)講，裝配式建筑施工速度一層只需要一天的時(shí)間，而加上配套工程后實(shí)際需要的時(shí)間大概在三到四天。

2、預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1技術(shù)策劃

技術(shù)策劃在預(yù)制裝配式建筑中占據(jù)著十分重要的地位，為了確保能夠得到最佳的技術(shù)實(shí)施方案，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前必須要詳細(xì)的了解建筑項(xiàng)目的成本限額、項(xiàng)目定位、產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)等內(nèi)容，以確保預(yù)制構(gòu)件的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)要密切配合技術(shù)策劃，方案設(shè)計(jì)中要堅(jiān)持多組合、少規(guī)格的預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)原則，實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。在戶型設(shè)計(jì)合理的情況下，方案設(shè)計(jì)中可充分體現(xiàn)個(gè)性化和多樣化的裝配方案，并促成結(jié)構(gòu)的模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，便于預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。

2.3施工圖設(shè)計(jì)和構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)

在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合設(shè)備設(shè)施、預(yù)制構(gòu)件等設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)過(guò)程中要全面考慮相關(guān)設(shè)備的預(yù)埋預(yù)留要求，優(yōu)化連接節(jié)點(diǎn)的隔聲、防火和防水設(shè)計(jì)。

構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)要根據(jù)項(xiàng)目的需求，明確預(yù)制構(gòu)件的類型和尺寸，設(shè)計(jì)過(guò)程中要精準(zhǔn)定位機(jī)電管線和預(yù)制構(gòu)件門窗洞口和臨時(shí)設(shè)施安裝孔、吊鉤的預(yù)埋預(yù)留。

2.4預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)要堅(jiān)持模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化原則，構(gòu)件類型要精簡(jiǎn)，最大限度實(shí)現(xiàn)構(gòu)建的精準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化，這樣可以有效的節(jié)約工程成本。預(yù)制裝備式建筑中的降板、異形、開(kāi)洞等部位可以采用現(xiàn)澆施工方式。對(duì)于尺寸較大的預(yù)制構(gòu)件，需適當(dāng)?shù)脑黾宇A(yù)埋吊點(diǎn)和構(gòu)建的脫模數(shù)量。非承重內(nèi)墻可以選擇承重較輕且便于安裝的隔墻板。

3、裝配式建筑的發(fā)展前景

與傳統(tǒng)施工方式相比，裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)十分突出，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1可有效縮短施工周期，大大提高了施工的效率。

3.2受氣候環(huán)境影響小，打破了雨雪等惡劣天氣對(duì)施工的限制。

3.3結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)。裝配式建筑所選用的材料多為高強(qiáng)度材料，不但能夠降低建筑結(jié)構(gòu)的自重，還能使各個(gè)部件的連接更加的牢靠。

3.4節(jié)能環(huán)保。裝配式建筑的構(gòu)件采用批量生產(chǎn)的模式，與單獨(dú)建造相比，該模式的能耗較小，且能夠有效的節(jié)約資源，降低成本。

3.5減少建筑物的結(jié)構(gòu)病害。裝配式建筑結(jié)構(gòu)所選用的構(gòu)件在出廠時(shí)均經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，與澆筑式混凝土綁定后可有效減少結(jié)構(gòu)病害的產(chǎn)生。

結(jié)束語(yǔ)

研究發(fā)現(xiàn)，綠色裝配式建筑體系的可應(yīng)用范圍較廣，且應(yīng)用價(jià)值較高。在社會(huì)及國(guó)家對(duì)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題重視程度逐漸提升的今天，建筑企業(yè)應(yīng)積極加大科研投入，提高自身的技術(shù)水平，將綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)用到建筑的樓梯與樓板等結(jié)構(gòu)的施工中，降低施工材料的浪費(fèi)率，提高施工質(zhì)量，以滿足國(guó)家及人民的需求。在未來(lái)，建筑領(lǐng)域應(yīng)將該體系拓展應(yīng)用到更多類型建筑的施工中，以使其價(jià)值得到更加充分的體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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