装配式钢结构的几点介绍

李晨梦 刘兴旺 郭丙钊

【摘 要】装配式钢结构是一种新兴产业，由于其轻、快、好、省等优势在越来越多的建筑工程中发挥了其高质量、高收益、低成本的优势。不仅如此，装配式钢结构还具有抗震性能的等特点。本文针对装配式钢结构的设计要求及优势展开分析，并通过对现代关键技术及钢铁产业的发展进行分析，进一步阐明装配式钢结构良好的发展前景。

【关键词】装配式钢结构;优势;抗震性能;设计要求;关键技术

1 装配式钢结构的设计要求

1.1 装配式钢结构防火设计要求

装配式钢结构防火的设计是建筑设计的重要要求。对于容易发生火灾的危险建筑，要满足以下的设计要求。1.首先要进行墙表面的防火，采用防火性能好的材料。2.墙体要采用防火性较强的石膏板从而加强防火的措施增强安全性。

1.2 装配式钢结构防腐设计要求

装配式钢结构的防腐设计主要是对表面的防腐设计，凡是外露的钢结构构件，除了需要防火保护范围外的都需要严格进行防腐处理。首先应该除锈，将基层清洗彻底，除锈后必须在六个小时之内进行防腐处理[1];其次清洗时要采用规定的清洗设备，要保证表面和角落都要清洗干净，不得存有杂质;最后针对防腐薄弱的地方如角落、搭接、等地进行细致的检查，保证底料喷涂到位。

2 装配式钢结构体系的优势

相较于传统建筑而言装配式钢结构体系具有很多优势，因此被广泛利用。下面将从两个方面对其优势进行详细介绍。

2.1 钢结构的构件小、自重轻

相对于钢筋混凝土结构来说，钢结构的自重非常轻。将自重轻的构件应用于高层建筑，由于自身自重荷载小使抗震性能提高对于建筑安全有很好的帮助。除此之外钢结构的构件小，使得尺寸缩减从而使空间得到了释放，增加了实际使用面积。

2.2节省时间、空间、成本

时间上的节省主要表现在施工工时的减少，装配化的施工使现场的人力减少，从而节约了大量的时间;空间上的节省主要是因为具有较高比强度的钢材使结构面积减少，使实际使用的面积增加。研究显示，同样的建筑面积，装配式钢结构体系相比较其他建筑体系實际大概增加5%-8%;成本上的节省是由于装配式钢结构现场施工少，可以节约水、电，减少材料的使用。得益于钢材可以回收利用的优点，装配式钢结构的的回收利用率非常高，符合绿色建筑的标准。

下表（表1）是装配式钢结构和其他结构各种性能的对比具体图

3装配式钢结构的抗震分析

3.1装配式钢结构节点的抗震性能

现如今梁柱节点作为装配式钢结构的关键的受力枢纽，可以说钢结构节点的连接强度将直接影响装配式钢结构的抗震性能。钢结构节点连接方式主要是焊接连接，钢结构节点的破坏方式主要分为焊缝开裂、脆性破坏等。研究发现装配式钢结构的节点具有如下特性：装配式钢结构梁柱节点克服了施工繁琐等方面的缺点，其节点衔接紧密为后期焊接工作以及建成后的结构的抗震稳定性提供了便利及优势。

3.2装配式钢结构体系的抗震性能研究

装配式钢结构作为一种新型的结构体系，具体的抗震性能只是停留在实验测试阶段。经过多为学者的研究总结出装配式结构具有较强的侧向刚性，之所以这样是因为装配式钢结构采用的是大部分钢结构部件从工厂预制的方式，可以间接避免钢结构节点的焊接工作，减少施工工艺的同时提高了装配式钢结构体系的整体性。由于装配式钢结构是工厂批量生产的，相较于钢结构现场制造其结构体系的稳定性较高，从而具有更高的抗震性能[2]。

4装配式钢结构的应用

随着建筑行业的不断发展，装配式建筑已经逐渐普及，现如今的现场施工多数会应用到装配式结构。作为装配式建筑方式的推广，装配式钢结构充分吸收了装配式建设的优点，同时也从多方面或多或少的克服了传统钢结构的缺点，因此装配式钢结构现如今虽然没有被广泛应用但是其优点显著必将受到建筑行业的认可。

4.1装配式结构应用的关键技术

装配式钢结构作为钢结构的一种创新形式在传统的钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系上进行创新发展，现出现多种代表性的装配式钢结构体系如：节点斜撑加强型钢框架结构体系、新型分层装配式支撑钢结构体系等。随着信息化的发展，装配式钢结构也逐渐融和智能建造技术。现如今BIM是装配式钢结构智能应用的一个主要平台之一，BIM的应用实现了装配式结构的可视化大大提高了装配式钢结构的施工效率。

4.2装配式建筑应用的物质基础

在中国实行了改革开放后，整个中国社会的劳动生产力突飞猛进，其中增量明显的便是近几年在中国蓬勃发展的钢铁产业。据统计，1978年我国钢铁年产量为3000万吨;到2004年，钢铁年产量将达到2亿吨;2008年，中国钢铁年产量达到5亿吨，逐渐成为世界钢铁大国之一。钢铁行业的不断发展不仅反映在一年一度的钢铁产量的增加，而且在使用各种各样的钢铁产品，如冷弯薄壁部分;高频焊接矩形部分和其他形式的大规模生产在中国发展，如组装钢结构住宅建筑。此外，国内建材技术近年来也取得了很大的进步，各种类型的建筑材料可以投入生产，扩大市场的规模在一定程度上，对装配式钢结构的可持续发展奠定了强大的物质基础，具有重要的现实意义。

5结束语

本文分别从装配式钢结构设计要求、装配式钢结构体系的优势、装配式钢结构的抗震分析以及装配式钢结构的应用四个方面对装配式钢结构进行的分析。首先对装配式钢结构设计要求进行了分析，并分别从防火、防腐两个方面对其进行设计，其次分析了装配式钢结构体系的优势，然后对装配式钢结构体系进行了抗震性能分析，最后得出现代化技术的应用以及钢铁含量的巨增为装配式钢结构体系的发展提供了强大的物质基础。由于其自身的优势加之关键技术的应用以及强大的物质基础，相信在未来我国装配式钢结构一定会得到迅猛的发展。

参考文献：

[1]Chen，Y. Analysis on New Type of Wall Plate Assembled Steel Structure Residential System and Its Technical Points. 2018. 中国吉林长春.

[2]刘洋，et al.，柱承重式钢结构模块建筑抗震性能试验研究. 天津大学学报（自然科学与工程技术版），2021. 54（02）：p. 122-132.

（作者单位：河北农业大学）