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鋼結構有什么作用？
來源:
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作者:pmoe04a7f
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發布時間: 2019-07-09
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當前，我國城鎮化建設不斷推進，傳統建筑方式難以滿足其社會設計住房需求，因此一些新型工業化建筑興起。
其中，呂梁鋼結構的施工速度快、周期短、強度高、空間布置靈活等優勢，使得其在建筑中得到了大力推廣。本文主要分析研究呂梁鋼結構在裝配式建筑中的應用，了解其設計要點及其在應用中存在的問題等。
1. 裝配式呂梁鋼結構建筑含義和特點
1.1) 裝配式鋼結構建筑內涵
裝配式建筑是結構體系、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統的主要部分采用預制部品部件集成的建筑。其中鋼結構構件作為主要的承重體系的裝配式建筑為裝配式呂梁鋼結構建筑。
1.2 裝配式呂梁鋼結構建筑特點及意義
首先，裝配式鋼結構建筑具有重量輕、強度高的特點， 其承重結構采用了鋼材，維護體系則使用的是新型的建筑材料，一般情況下裝配式鋼結構建筑自重較輕、工業化程度高，符合當前建筑產業化的發展需求，對生產力的發展也有著積極的推動作用 ；
最后，其施工速度快、工期短，裝配式鋼結構建筑在工廠中即可制造完成大部分內容，因此其資金周轉也很快。裝配式鋼結構建筑綜合性較強，需要進行產品的研發、設計和裝修等，因此對我國建筑工業化發展也可起到積極的推動作用。
2. 我國裝配式呂梁鋼結構建筑發展中存在問題
裝配式鋼結構建筑在我國研究發展起步較晚，目前在應用中還存在以下幾方面不足 ：
2.1) 其維護結構材料與配套設施存在不完善的問題，沒有形成系統的、統一的裝配式體系；
2.2) 裝配式鋼結構建筑對保溫、通氣和防火有一系列要求，而當前墻體材料、安裝方法等無法有效滿足。很多外墻材料的類型單一。品質缺乏多樣化、規格缺乏標準化等，導致其現場裝配效率也比較低 ；
2.3) 裝配式鋼結構建筑的預制部件標準化、通用化、集成化和科技程度低，難以降低其建設成本實現產業化發展，需要國家相關政策的支持 ；
2.4) 需大量研發相關新技術，而我國專業的科研人才比較匱乏。
3. 裝配式呂梁鋼結構建筑的設計關鍵點
3.1) 裝配式呂梁鋼結構建筑的結構體系
裝配式鋼結構建筑可根據建筑功能以及抗震設防烈度等選擇下列結構體系：鋼框架結構、鋼框架 - 支撐結構、鋼框架 - 延性墻板結構、筒體結構巨型結構、交錯桁架結構、門式剛架結構、低層冷彎薄壁型鋼結構。
裝配式鋼結構建筑平面布置宜簡單、規則、對稱，豎向布置宜保持剛度、質量變化均勻，減少剛度及質量突變.
同時裝配式鋼結構建筑應考慮溫度作用、地震作用或不均勻沉降等效應的不利影響。當設計過程中需要設置伸縮縫、防震縫或沉降縫時，應滿足相應的功能及構造要求。
裝配式鋼結構建筑的結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的傳力路徑，具有適宜的承載能力、剛度及耗能能力。
在設計過程中避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用的能力。對結構體系中的薄弱部位應采取有效的加強措施。
裝配式鋼結構建筑的樓板可選用壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板、預制混凝土疊合樓板及預制預應力空心樓板等。
壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板工業化程度較高，減少現場施工工作量，節省工期。裝配式鋼結構建筑的樓板應與主體結構可靠連接，保證樓蓋的整體牢固性。
3.2) 裝配式呂梁鋼結構建筑的外圍護系統
裝配式鋼結構建筑的外圍護系統應根據建筑所在地區的氣候條件、使用功能等綜合確定抗風性能、抗震性能、耐撞擊性能、防火性能、水密性能、氣密性能、隔聲性能、熱工性能和耐久性能等要求，屋面系統還應滿足結構性能要求。
裝配式鋼結構建筑的外圍護系統選型應根據不同的建筑類型及結構形式而定；外墻系統與結構系統的連接形式可采用內嵌式、外掛式、嵌掛結合式等，并宜分層懸掛或承托。一般有以下幾種方式
第一是砌塊墻、保溫層和外墻面層組合，可以降低施工成本；
第二是砌塊墻和保溫層裝飾一體化板，施工操作比較便捷，可解決墻體開裂和滲漏的問題；
第三是砌塊墻、保溫層、外墻面層和 ALC 外掛墻板形式，可解決墻體外表面存在的粘磚問題；第四是采用建筑幕墻，建筑幕墻帶有裝飾效果，有美觀、節能、易維護等優點，但在應用過程中也應考慮其光污染等問題。
裝配式鋼結構建筑的外圍護系統的接縫寬度及接縫材料應根據外墻板材料、立面分格、結構層間位移、溫度變形等綜合因素確定；接縫材料應與外墻板具有相容性 ；外墻板在正常使用狀況下，接縫處的彈性密封材料不應破壞。
裝配式呂梁鋼結構建筑的外圍護系統的連接設計也尤為重要。外圍護系統與鋼結構主體的連接節點應具有足夠的承載力。承載能力極限狀態下，連接節點不應發生破壞 ；當單個連接節點失效時，外墻板不應掉落。
連接節點應牢固可靠、受力明確、傳力簡捷、構造合理。由于鋼結構主體在使用過程中會產生一定的變形，因此外圍護系統與鋼結構主體的連接部位宜采用柔性連接方式。
同時連接節點的構造應便于工廠加工并且便于現場安裝及調整等。外圍護系統與鋼結構主體的連接件的耐久性應滿足設計使用年限的要求，保證外圍護系統不產生生塑性變形、板面開裂、零件脫落等損壞。
3.3) 裝配式呂梁鋼結構建筑的防火、防腐
由于鋼材的自身材料性能，在裝配式鋼結構建筑的應用中需重點關注其防火、防腐性能。常用的防火措施主要是采用防火涂料、防火板和鋼柱外包防火砌塊。
以綠色建筑為例，其防火處理會將建筑裝修與防火結合起來，使鋼構件的耐火極限提升，在鋼構件表面噴涂防火涂料來作為第一層防火， 第二次防火是采用外包防火板、外包防火砌塊，兼具防火和內部裝修作用。
這種處理方式的耐火性能好、成本低、裝飾性和氣密性良好，同時可以起到鋼構件防腐的效果。
4 . 結語
在我國低碳經濟發展和建筑行業升級中，裝配式呂梁鋼結構建筑具有良好的發展前景，各類政府部門也為其提供了許多政策保障。
我國在經濟全球化發展中，經濟交流和技術交流更加頻繁，逐漸形成具備研發、制造和施工能力的鋼結構產業鏈，為其發展奠定良好的基礎 ；對其設計水平和施工技術進一步提升，對推進呂梁鋼結構應用和建筑行業發展有著積極意義。
其中，呂梁鋼結構的施工速度快、周期短、強度高、空間布置靈活等優勢，使得其在建筑中得到了大力推廣。本文主要分析研究呂梁鋼結構在裝配式建筑中的應用，了解其設計要點及其在應用中存在的問題等。
1. 裝配式呂梁鋼結構建筑含義和特點
1.1) 裝配式鋼結構建筑內涵
裝配式建筑是結構體系、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統的主要部分采用預制部品部件集成的建筑。其中鋼結構構件作為主要的承重體系的裝配式建筑為裝配式呂梁鋼結構建筑。
1.2 裝配式呂梁鋼結構建筑特點及意義
首先，裝配式鋼結構建筑具有重量輕、強度高的特點， 其承重結構采用了鋼材，維護體系則使用的是新型的建筑材料，一般情況下裝配式鋼結構建筑自重較輕、工業化程度高，符合當前建筑產業化的發展需求，對生產力的發展也有著積極的推動作用 ；
最后，其施工速度快、工期短，裝配式鋼結構建筑在工廠中即可制造完成大部分內容，因此其資金周轉也很快。裝配式鋼結構建筑綜合性較強，需要進行產品的研發、設計和裝修等，因此對我國建筑工業化發展也可起到積極的推動作用。
2. 我國裝配式呂梁鋼結構建筑發展中存在問題
裝配式鋼結構建筑在我國研究發展起步較晚，目前在應用中還存在以下幾方面不足 ：
2.1) 其維護結構材料與配套設施存在不完善的問題，沒有形成系統的、統一的裝配式體系；
2.2) 裝配式鋼結構建筑對保溫、通氣和防火有一系列要求，而當前墻體材料、安裝方法等無法有效滿足。很多外墻材料的類型單一。品質缺乏多樣化、規格缺乏標準化等，導致其現場裝配效率也比較低 ；
2.3) 裝配式鋼結構建筑的預制部件標準化、通用化、集成化和科技程度低，難以降低其建設成本實現產業化發展，需要國家相關政策的支持 ；
2.4) 需大量研發相關新技術，而我國專業的科研人才比較匱乏。
3. 裝配式呂梁鋼結構建筑的設計關鍵點
3.1) 裝配式呂梁鋼結構建筑的結構體系
裝配式鋼結構建筑可根據建筑功能以及抗震設防烈度等選擇下列結構體系：鋼框架結構、鋼框架 - 支撐結構、鋼框架 - 延性墻板結構、筒體結構巨型結構、交錯桁架結構、門式剛架結構、低層冷彎薄壁型鋼結構。
裝配式鋼結構建筑平面布置宜簡單、規則、對稱，豎向布置宜保持剛度、質量變化均勻，減少剛度及質量突變.
同時裝配式鋼結構建筑應考慮溫度作用、地震作用或不均勻沉降等效應的不利影響。當設計過程中需要設置伸縮縫、防震縫或沉降縫時，應滿足相應的功能及構造要求。
裝配式鋼結構建筑的結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的傳力路徑，具有適宜的承載能力、剛度及耗能能力。
在設計過程中避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用的能力。對結構體系中的薄弱部位應采取有效的加強措施。
裝配式鋼結構建筑的樓板可選用壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板、預制混凝土疊合樓板及預制預應力空心樓板等。
壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板工業化程度較高，減少現場施工工作量，節省工期。裝配式鋼結構建筑的樓板應與主體結構可靠連接，保證樓蓋的整體牢固性。
3.2) 裝配式呂梁鋼結構建筑的外圍護系統
裝配式鋼結構建筑的外圍護系統應根據建筑所在地區的氣候條件、使用功能等綜合確定抗風性能、抗震性能、耐撞擊性能、防火性能、水密性能、氣密性能、隔聲性能、熱工性能和耐久性能等要求，屋面系統還應滿足結構性能要求。
裝配式鋼結構建筑的外圍護系統選型應根據不同的建筑類型及結構形式而定；外墻系統與結構系統的連接形式可采用內嵌式、外掛式、嵌掛結合式等，并宜分層懸掛或承托。一般有以下幾種方式
第一是砌塊墻、保溫層和外墻面層組合，可以降低施工成本；
第二是砌塊墻和保溫層裝飾一體化板，施工操作比較便捷，可解決墻體開裂和滲漏的問題；
第三是砌塊墻、保溫層、外墻面層和 ALC 外掛墻板形式，可解決墻體外表面存在的粘磚問題；第四是采用建筑幕墻，建筑幕墻帶有裝飾效果，有美觀、節能、易維護等優點，但在應用過程中也應考慮其光污染等問題。
裝配式鋼結構建筑的外圍護系統的接縫寬度及接縫材料應根據外墻板材料、立面分格、結構層間位移、溫度變形等綜合因素確定；接縫材料應與外墻板具有相容性 ；外墻板在正常使用狀況下，接縫處的彈性密封材料不應破壞。
裝配式呂梁鋼結構建筑的外圍護系統的連接設計也尤為重要。外圍護系統與鋼結構主體的連接節點應具有足夠的承載力。承載能力極限狀態下，連接節點不應發生破壞 ；當單個連接節點失效時，外墻板不應掉落。
連接節點應牢固可靠、受力明確、傳力簡捷、構造合理。由于鋼結構主體在使用過程中會產生一定的變形，因此外圍護系統與鋼結構主體的連接部位宜采用柔性連接方式。
同時連接節點的構造應便于工廠加工并且便于現場安裝及調整等。外圍護系統與鋼結構主體的連接件的耐久性應滿足設計使用年限的要求，保證外圍護系統不產生生塑性變形、板面開裂、零件脫落等損壞。
3.3) 裝配式呂梁鋼結構建筑的防火、防腐
由于鋼材的自身材料性能，在裝配式鋼結構建筑的應用中需重點關注其防火、防腐性能。常用的防火措施主要是采用防火涂料、防火板和鋼柱外包防火砌塊。
以綠色建筑為例，其防火處理會將建筑裝修與防火結合起來，使鋼構件的耐火極限提升，在鋼構件表面噴涂防火涂料來作為第一層防火， 第二次防火是采用外包防火板、外包防火砌塊，兼具防火和內部裝修作用。
這種處理方式的耐火性能好、成本低、裝飾性和氣密性良好，同時可以起到鋼構件防腐的效果。
4 . 結語
在我國低碳經濟發展和建筑行業升級中，裝配式呂梁鋼結構建筑具有良好的發展前景，各類政府部門也為其提供了許多政策保障。
我國在經濟全球化發展中，經濟交流和技術交流更加頻繁，逐漸形成具備研發、制造和施工能力的鋼結構產業鏈，為其發展奠定良好的基礎 ；對其設計水平和施工技術進一步提升，對推進呂梁鋼結構應用和建筑行業發展有著積極意義。
