装配式钢结构建筑的发展与应用
管振华张泽玉杨舒婷
安阳学院建筑工程学院
摘要：近年来，我国在不断地推广装配式建筑的应用，钢结构由于具有抗震性能好、重量轻、材料可循环利用等优点，使
得装配式钢结构建筑快速发展开来。本文就装配式钢结构建筑中的发展中遇到的问题及发展策略进行了分析。
关键词：钢结构；装配式；绿色环保
1装配式建筑概述
随着技术的不断进步，建筑业逐渐蓬勃发展，新的建筑材料
的出现解决了黏土砖所破坏耕地的问题，框架结构、剪力墙结
构、筒中筒结构等新型建筑结构形式的出现增强了建筑物抵抗
地震作用、风荷载等的影响，同时也符合了新时代对城市的定
义。建筑业的迅速发展给人们的生活方式带来了很多的便利，
但同时也产生了一系列新的问题，如施工过程带来的环境污染
问题、资源的消耗问题，因此我国开始把节能、节材、节地等可持
续发展理念应用到建筑行业中，装配式结构形式作为工业化生
产的产品对这一目标的实现具有重大意义，作为住宅产业化的
主要发展方向，不但可以解决资源浪费的问题，还可以提高施工
质量、节约工程成本，缩短建设周期。
装配式建筑是将混凝土构件在加工场进行加工，满足强度
要求后运输到现场，通过吊装等方式将制作好的构件放置到准
确位置，在现场对节点进行现浇使之形成一个可靠的结构体系。
这种建筑形式大大减少了现场的工作量和施工难度，受环境影
响较小，尤其是在冬季施工期间，现浇混凝土的凝结与硬化会受
气温过低的影响而导致强度不足，而装配式建筑构件的加工过
程不会受到各种环境因素的影响，生产的各项数据都是预先试
验得到的，构件的质量有保证。在环保方面，装配式建筑相对现
浇混凝土建筑而言，施工过程中产生的噪音、粉尘等很少，对周
围环境的影响也较小。在工厂化生产过程中，节省了大量的模
板和脚手架，减少了木材的使用量，更符合绿色建筑的要求。2014年，国家住房和城乡建设部出台了行业标准《装配式混凝土结构技术规程》，于2014年10月1日正式实施。《规程》是在
全面总结我国预制混凝土结构的研究成果和工程实践经验的基
础上制定的，并参考借鉴了外国的先进技术，涵盖了设计、施工、
预制构件生产、验收等环节，主要技术指标设置合理，能满足当
前工程建设的需要，实施后将结束我国在装配式混凝土领域没
有国家标准遵循的局面，在我国装配式建筑的发展中具有重要
意义。
2钢结构在装配式建筑中的应用优势
目前常见的装配式建筑形式主要有装配式混凝土结构、预
制集装箱式房屋、装配式木结构和装配式钢结构。钢结构在国
内工业领域中的应用已经比较成熟，在民用建筑中的应用也在
逐步增加，钢结构与装配式建筑都是以预制构件作为主要受力
构件，二者的有效结合克服了单纯的钢结构刚度不足的缺点，从
而得到了广泛的应用。
2.1重量轻、抗震效果好
在钢结构中常用的钢构件有薄壁钢管和热轧型钢，截面形
式受力合理，在惯性矩相同时其重量较轻，既能够满足强度要求
又可以减少结构自重，因此适合用作装配式钢结构的主要承重
部件。另外，装配式建筑中的外墙、隔墙、楼面板都可以采用质
量较轻的建筑材料，荷载较小，减少对主要承重构件的影响[1]。此外，装配式钢结构建筑可以充分发挥钢结构强度高、塑性和韧性好的特点，大大地提高了建筑的安全性、稳定性和可靠性，增强建筑的抗震性能。2.2符合绿色建筑的要求
装配式钢结构建筑和传统的混凝土建筑相比，能够明显地减少施工过程中产生的光污染、水污染、大气污染等，减少建筑垃圾的排放，降低能源损耗，因此不会给周围的生态环境带来负面影响。此外，由于装配式钢结构中的结构构件都是按照统一的标准尺寸进行生产的，因此在完成使用功能后很多构件还可以拆除，在其他建筑中进行重复利用。有的建筑施工原材料经过一定的加工处理后也能够循环利用，实现资源再利用的目的，体现了绿色环保的理念，并且可以节约成本，是真正意义上的绿色建筑[2]。
2.3综合效益较好
由于装配式钢结构的建筑构件承载能力强、截面面积较小，节约了大量的钢材和混凝土，并且可以降低建筑工程基础建设费用。此外，装配式钢结构建筑中的钢构件和混凝土预制构件都可以在工厂预先加工完成，在很大程度上加快了施工进度，节约了时间成本，构件的质量也可以得到保证，减少了施工过程中由于构件质量不达标造成的返工费用，所以装配式钢结构建筑具有较好的综合效益。
3钢结构在装配式建筑中应用存在的问题及发展策略
3.1钢结构在装配式建筑中应用存在的问题
由于钢结构具有强度高、重量轻等优点，钢结构在装配式建筑中的应用正在逐渐增加，但针对装配式钢结构建筑的施工没有一个统一的施工标准体系。由于装配式钢结构建筑既有钢结构方面的施工、设计问题，又有装配式建筑关于预制混凝土构件和现场进行节点浇筑的问题，涉及的范围比较广，内容比较多，注定了装配式钢结构建筑的设计和施工需要很多体系的相互融合。因此，装配式钢结构建筑需要将设计、构件预制和施工等相关信息系统地结合在一起，建立完整的、信息化的建筑模型，保证装配式钢结构建筑的顺利推进。
传统的现浇混凝土建筑工程成本由直接费、间接费、利润和税金组成。装配式钢结构建筑的建造成本还增加了预制构件的生产制作成本、从工厂到施工现场的运输成本、现场吊装成本等，这些费用的高低直接影响了装配式钢结构建筑在所有建筑形式中的优势。由于装配式钢结构建筑的建造过程没有足够的经验可以参考，预制构件的生产还不能满足日渐复杂的建筑形式，现场的施工水平也需要进一步提升，以保证装配式钢结构建筑的整体性和抗震性能。
装配式钢结构建筑和传统的建筑相比，在构件的形式、结构设计等方面都存在很大的差异，目前的设计人员和施工人员对新的设计理念和新的施工方法还没有适应，技术人员的水平参差不齐，施工现场比较混乱，构件的堆放、吊装还不能满足较好的满足要求，施工效率无法显著提升。
目前，我国紧缺装配式钢结构建筑方面的专业性人才，有关结构各方面性能的研究也比较少，构件的模数化设计和工厂流水线的加工生产制约了装配式钢结构建筑的发展，无法充分发挥装配式钢结构建筑的优势。
3.2钢结构在装配式建筑中应用的发展策略
在装配式钢结构建筑推广过程中，应该积极地使用绿色、环保的原材料，鼓励使用节能门窗、中空玻璃、保温性墙体、组合楼板等绿色原材料。针对装配式钢结构建筑鼓励业主和设计人员采用新的结构形式，加大对施工技术人员的培训，完善装配式钢结构建筑的相关规程，保证装配式钢结构建筑的施工质量，充分
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DOI:10.16767/ki.10-1213/tu.2019.04.144
