装配式建筑与钢结构住宅产业化

装配式建筑与钢结构住宅产业化

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摘要:装配式建筑与钢结构住宅是一种全新的建筑方式,实现了建筑构件的工厂标准大批量生产,施工现场机械化组装,是一种绿色环保、工业化程度高、抗震性能好的建筑方式。装配式建筑与钢结构住宅产业化是建筑行业的必然趋势。本文介绍了装配式建筑与钢结构住宅的概念和特点,介绍了装配式建筑与钢结构住宅产业化,分析了我国装配式建筑与钢结构住宅产业化存在的问题,并提出了相应的应对措施。希望能给相关的研究人员提供一定的参考和指导。

关键词:装配式建筑;钢结构住宅;产业化;应对措施

前言:

装配式钢结构建筑是21世纪建筑的新方式,也是建筑行业的新趋势。我国在装配式钢结构式建筑上仍处于起步阶段,落后于欧美发达国家。国务院在2016年出台的《关于进一步加强城市规划建设的管理工作的若干意见》文件中提出了大力推进推广装配式钢结构建筑。该《意见》提出了我国要用10年左右时间将装配式钢结构建筑的比例提高到占新建建筑的30%。装配式钢结构建筑相比于传统的建筑方式,具有工业化程度高、建筑施工周期短、节能环保、抗震性能好、机械化程度高、建筑工程质量高等众多优点,是当前最先进的建筑方式。所以国家提出要大力发展装配式钢结构建筑和住宅,进行建筑产业结构的调整和升级。

1装配式钢结构建筑的概念及特点分析

1.1装配式钢结构建筑的概念

装配式钢结构建筑是目前建筑行业最先进的一种建筑方式,是将钢材料的承重骨架和新型轻质、保温、高强度的墙体材料部件构件提前生产完成,通过在施工现场进行现场装配完成的新型建筑。该建筑通常采用BIM技术进行设计并指导现场组装,做到优化设计的可视化管理模式。装配式钢结构建筑是当前建筑发展的新趋势。

1.2装配式钢结构建筑的特点分析

(1)装配式钢结构建筑的工业化程度高

采用标准化的模数设计梁、柱、楼板、墙板、窗体等尺寸,墙板的排版更方便,避免出现现场的二次加工。装配式钢结构建筑的部件可在工厂中大批量生产,主体结构所用的梁、柱、梯、楼板各成品部件的单项装配率可达100%;围护墙和内隔墙采用保温、隔热、装饰一体化的大型预制轻板材料,在工厂按设计制作成成品部件,现场非砌筑方式安装,这完全不同于传统的建筑方式。生产好的部件运送到施工现场进行现场装配,安装方便。所以装配式钢结构建筑比传统建筑工业化程度要高很多。

(2)装配式钢结构建筑的施工周期短

同样地,由于装配式钢结构建筑的构件都能在工厂提前生产好,然后进行现场安装,与传统建筑方式相比,现场的工作量大大降低,施工周期也就大大缩短。装配式钢结构建筑的施工周期通常是传统建筑施工周期的一半时间。

(3)装配式钢结构建筑节能环保

装配式钢结构建筑用钢材、保温墙板等建筑材料,替代了传统的粘土砖。大大减少了水泥、砂、石灰等传统建筑材料的使用,这样就减少传统不可再生资源。相对于传统的现场湿法施工方式,装配式钢结构建筑节能节水,其施工过程能源动力使用相对较少,节能50%以上;装配式钢结构建筑将提前生产好的建筑构件进行工业化现场装配,用水量大大减少,比传统建筑方式能节约70%左右的用水量。此外,装配式钢结构建筑比传统的建筑方式更加绿色环保,首先是施工环境比传统建筑方式相比,扬尘较少、噪声少、污水和建筑垃圾产出量少;其次装配式钢结构建筑的钢材料在建筑拆除时可回收利用,减少了建筑垃圾量。综合来看,装配式钢结构建筑体系是一种节能、节水、绿色环保的建筑体系。

(4)装配式钢结构建筑结构灵活、抗震性能好。

装配式钢结构建筑使用钢材作为承重材料,相对于传统的钢筋混凝土来说重量轻,大大减少了建筑的重量,且钢结构建筑的结构更加灵活,可以根据住户需求进行房间的分隔,空间更大,住房使用面积提高。更重要的是,钢材料是常见弹性变形材料,机械强度高,材料的延展性好,房屋的重量轻,抗震性能远远好于传统钢筋混凝土式建筑,从抗震表现来看,装配式钢结构建筑的倒塌的数量很低,远远低于传统建筑。

2装配式建筑与钢结构住宅产业化

采用BIM技术,将建筑构件进行模块化和标准化,通过工厂进行大批量机械化生产建筑构件,然后进行施工现场的安装装配,从而达到快速生产的目的。这种装配式建筑与钢结构住宅的产业化,是将传统粗放式建筑方式转变为机械化建筑方式。

目前我国通常采用的是钢框架结构+轻质墙板+钢筋桁架楼承板+玻璃幕墙的组合方式以及预制钢筋混凝土梁柱+轻质墙板+预制轻质楼板+玻璃幕墙的组合方式。这两种建筑体系均能使建筑达到标准化生产,装配化施工;大大的减少现场作业量,有效的提高了施工速度,并极大程度的减少现场湿作业,降低灰尘等,对环境保护也起到了积极作用。

住宅建筑装配化及产业化首先考虑的是预制构件及现场装配率,主体结构柱采用钢柱或钢管混凝土柱;梁采用热轧型钢,减少加工周期;楼梯采用钢结构组合楼梯,楼梯于工厂加工为成品部件现场安装;楼板采用钢筋桁架楼承板,工厂定制,现场铺装,无需脚手架及模板支撑,可节省大量施工周转材料;内外墙板采用轻质高压混凝土板(简称ALC板),板材均在工厂加工成标准单元,现场直接组拼;立面采用玻璃幕墙与铝合金窗体组合形式,构件均在加工厂进行制作,现场组装。

钢结构梁柱及楼梯之间通过焊接、栓接或栓焊连接的方式进行连接;钢筋桁架楼承板与框架梁通过栓钉进行连接,轻质墙板采用专用支托及螺栓与主体结构进行连接,板材之间采用改性硅胶密封,板面可以根据建筑效果需要合理的涂刷相应的防水弹性涂料;玻璃幕墙及铝合金与建筑连接技术也较为成熟,通常采用专用连接件及螺栓进行连接。

3装配式建筑与钢结构住宅产业化面临的问题、应对措施

3.1装配式建筑与钢结构住宅产业化面临的问题

(1)缺乏相关的政策和标准及规范体系。目前装配式建筑与钢结构住宅没有统一的标准化模数体制,政府的激励性政策不足,相关的标准和规范体系缺乏,没有相关的设计、施工及验收的标准。

(2)建筑行业相关的知识匮乏。我国装配式建筑与钢结构住宅产业化正处于刚刚起步,很多从业人员对这种新型的建筑方式了解甚少,导致其积极性不高,影响了装配式建筑与钢结构住宅产业化的推行进度。

(3)装配式建筑与钢结构住宅的结构材料和配套设施不完善。刚刚起步导致装配式建筑与钢结构住宅的结构材料和配套设施也相当缺乏和不完善,没有形成一套完整的生产和装配的体系。这延缓了装配式建筑与钢结构住宅产业化的进程。

(4)整体技术匮乏,缺乏相关人才。装配式建筑与钢结构住宅在外国发展加快,然而在我国属于新鲜事物,缺乏这方面的人才、设备和技术,从设计、材料到施工各个环节都缺乏相关的技术。这是限制我国装配式建筑与钢结构住宅产业化的根本原因。

3.2装配式建筑与钢结构住宅产业化的应对措施

针对以上的问题,提出了一些相应的应对措施。首先国家和政府要提出相应的激励政策,提高建筑行业的积极性,并要求相关部门制定一套完善的规划标准体系。涵盖建筑设计、建筑材料、建筑构件生产、施工过程和项目验收的各个方面。

4结束语

装配式建筑与钢结构住宅是一种全新的建筑方式,实现了建筑构件的机械化大批量生产,施工现场机械化组装,是一种绿色环保、工业化程度高、抗震性能好的建筑方式。装配式建筑与钢结构住宅产业化是建筑行业的必然趋势。我国装配式建筑与钢结构住宅产业化处于起步阶段,缺乏相关的人才、技术和设备,也缺少一套完善的标准规划体系,相信随之国家的政策导向和支持,逐步推行装配式建筑与钢结构住宅将实现产业化进程,不久的将来定会实现装配式建筑与钢结构住宅的产业化。

参考文献:

[1]伊芳芳.装配式钢结构住宅建筑的发展[J].建筑技术,2018,49

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