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钢结构有什么作用?

来源:www.yngzj.cn 发表时间:2019-07-06

当前,我国城镇化建设不断推进,传统建筑方式难以满足其社会设计住房需求,因此一些新型工业化建筑兴起。

  其中,钢结构的施工速度快、周期短、强度高、空间布置灵活等优势,使得其在建筑中得到了大力推广。本文主要分析研究钢结构在装配式建筑中的应用,了解其设计要点及其在应用中存在的问题等。

  1.装配式钢结构建筑含义和特点

  1.1)装配式钢结构建筑内涵

  装配式建筑是结构体系、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。其中钢结构构件作为主要的承重体系的装配式建筑为装配式钢结构建筑。

  1.2装配式钢结构建筑特点及意义

  首先,装配式钢结构建筑具有重量轻、强度高的特点,其承重结构采用了钢材,维护体系则使用的是新型的建筑材料,一般情况下装配式钢结构建筑自重较轻、工业化程度高,符合当前建筑产业化的发展需求,对生产力的发展也有着积极的推动作用;

  最后,其施工速度快、工期短,装配式钢结构建筑在工厂中即可制造完成大部分内容,因此其资金周转也很快。装配式钢结构建筑综合性较强,需要进行产品的研发、设计和装修等,因此对我国建筑工业化发展也可起到积极的推动作用。

  2.我国装配式钢结构建筑发展中存在问题

  装配式钢结构建筑在我国研究发展起步较晚,目前在应用中还存在以下几方面不足:

  2.1)其维护结构材料与配套设施存在不完善的问题,没有形成系统的、统一的装配式体系;

  2.2)装配式钢结构建筑对保温、通气和防火有一系列要求,而当前墙体材料、安装方法等无法有效满足。很多外墙材料的类型单一。品质缺乏多样化、规格缺乏标准化等,导致其现场装配效率也比较低;

  2.3)装配式钢结构建筑的预制部件标准化、通用化、集成化和科技程度低,难以降低其建设成本实现产业化发展,需要国家相关政策的支持;

  2.4)需大量研发相关新技术,而我国专业的科研人才比较匮乏。

  3.装配式钢结构建筑的设计关键点

  3.1)装配式钢结构建筑的结构体系

  装配式钢结构建筑可根据建筑功能以及抗震设防烈度等选择下列结构体系:钢框架结构、钢框架-支撑结构、钢框架-延性墙板结构、筒体结构巨型结构、交错桁架结构、门式刚架结构、低层冷弯薄壁型钢结构。

  装配式钢结构建筑平面布置宜简单、规则、对称,竖向布置宜保持刚度、质量变化均匀,减少刚度及质量突变.

  同时装配式钢结构建筑应考虑温度作用、地震作用或不均匀沉降等效应的不利影响。当设计过程中需要设置伸缩缝、防震缝或沉降缝时,应满足相应的功能及构造要求。

  装配式钢结构建筑的结构体系应具有明确的计算简图和合理的传力路径,具有适宜的承载能力、刚度及耗能能力。

  在设计过程中避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。对结构体系中的薄弱部位应采取有效的加强措施。

  装配式钢结构建筑的楼板可选用压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板组合楼板、预制混凝土叠合楼板及预制预应力空心楼板等。

  压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板组合楼板工业化程度较高,减少现场施工工作量,节省工期。装配式钢结构建筑的楼板应与主体结构可靠连接,保证楼盖的整体牢固性。

  3.2)装配式钢结构建筑的外围护系统

  装配式钢结构建筑的外围护系统应根据建筑所在地区的气候条件、使用功能等综合确定抗风性能、抗震性能、耐撞击性能、防火性能、水密性能、气密性能、隔声性能、热工性能和耐久性能等要求,屋面系统还应满足结构性能要求。

  装配式钢结构建筑的外围护系统选型应根据不同的建筑类型及结构形式而定;外墙系统与结构系统的连接形式可采用内嵌式、外挂式、嵌挂结合式等,并宜分层悬挂或承托。一般有以下几种方式

  第一是砌块墙、保温层和外墙面层组合,可以降低施工成本;

  第二是砌块墙和保温层装饰一体化板,施工操作比较便捷,可解决墙体开裂和渗漏的问题;

  第三是砌块墙、保温层、外墙面层和ALC外挂墙板形式,可解决墙体外表面存在的粘砖问题;第四是采用建筑幕墙,建筑幕墙带有装饰效果,有美观、节能、易维护等优点,但在应用过程中也应考虑其光污染等问题。

  装配式钢结构建筑的外围护系统的接缝宽度及接缝材料应根据外墙板材料、立面分格、结构层间位移、温度变形等综合因素确定;接缝材料应与外墙板具有相容性;外墙板在正常使用状况下,接缝处的弹性密封材料不应破坏。

  装配式钢结构建筑的外围护系统的连接设计也尤为重要。外围护系统与钢结构主体的连接节点应具有足够的承载力。承载能力极限状态下,连接节点不应发生破坏;当单个连接节点失效时,外墙板不应掉落。

  连接节点应牢固可靠、受力明确、传力简捷、构造合理。由于钢结构主体在使用过程中会产生一定的变形,因此外围护系统与钢结构主体的连接部位宜采用柔性连接方式。

  同时连接节点的构造应便于工厂加工并且便于现场安装及调整等。外围护系统与钢结构主体的连接件的耐久性应满足设计使用年限的要求,保证外围护系统不产生生塑性变形、板面开裂、零件脱落等损坏。

  3.3)装配式钢结构建筑的防火、防腐

  由于钢材的自身材料性能,在装配式钢结构建筑的应用中需重点关注其防火、防腐性能。常用的防火措施主要是采用防火涂料、防火板和钢柱外包防火砌块。

  以绿色建筑为例,其防火处理会将建筑装修与防火结合起来,使钢构件的耐火极限提升,在钢构件表面喷涂防火涂料来作为第一层防火,第二次防火是采用外包防火板、外包防火砌块,兼具防火和内部装修作用。

  这种处理方式的耐火性能好、成本低、装饰性和气密性良好,同时可以起到钢构件防腐的效果。

  4.结语

  在我国低碳经济发展和建筑行业升级中,装配式钢结构建筑具有良好的发展前景,各类政府部门也为其提供了许多政策保障。

  我国在经济全球化发展中,经济交流和技术交流更加频繁,逐渐形成具备研发、制造和施工能力的钢结构产业链,为其发展奠定良好的基础;对其设计水平和施工技术进一步提升,对推进钢结构应用和建筑行业发展有着积极意义。

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