装配式冷弯薄壁型钢结构的应用分析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

朱峰

山东雄狮建筑装饰股份有限公司 山东滕州 277500

摘要

装配式建筑施工方式是建筑领域发展过程中一种新型的施工技术方式,装配式冷弯薄壁型钢结构具有施工周期短和施工效率高以及施工成本投入少等多种优势,已经在建筑工程领域获得了良好的应用。相比传统的建筑结构形式,装配式冷弯薄壁型钢结构具有较强的基础稳定性和抗震性能,但是此种建筑结构不利于在高层建筑中应用。本文重点分析了装配式冷弯薄壁型钢结构的应用优势以及在建筑工程中的应用要点,为装配式冷弯薄壁型钢结构的科学合理应用提供了参考。


关键词

装配式;冷弯薄壁型;钢结构;应用

正文


随着我国建筑领域的快速发展,传统的建筑结构施工方式,需要耗费较多的人力和物力资源,并且需要投入较多的资金成本,已经不利于在多种建筑项目中应用。装配式冷弯薄壁型钢结构建筑具有施工周期短和施工成本投入少以及抗震性能优等多种优势,在建筑工程领域中获得了良好的应用。但是装配式冷弯薄壁型钢结构主要适用于建筑层数较低的工程中,并且需要掌握结构应用要点,并做好严格的施工质量控制。

一、装配式冷弯薄壁型钢结构应用形式

随着我国装配式建筑施工技术的不断创新和完善,冷弯薄壁型钢结构建筑以其多方面的优势获得了良好的应用效果。但从当前实际情况来看,冷弯薄壁型钢结构大多应用在三层以下的装配式独立建筑结构设计中,建筑墙体的立柱间距需要根据建筑用途进行合理的设计,并且上下楼面之间需要设置具有抗剪连接作用的构件。相比热轧型钢结构来说,冷弯薄壁型钢在相同建筑面积的建筑结构中具有更强的承载能力,并且构件的自身重量较轻,进而具有良好的抗震性能。在建筑结构设计过程中,墙体是横向和竖向荷载的重点承接构件,在冷弯薄壁钢结构建筑结构中,墙体骨架也是由型钢和外墙板以及内墙板等通过螺栓进行连接而构成的。在实际施工过程中,为了能够确保墙体具有较强的承载能力,立柱通常采用双柱结构设计,并且在立柱下方增设了抗拔锚栓连接构件。由于装配式冷弯薄壁型钢结构建筑具有施工效率高等优势,通常应用在应急救灾建筑施工中,在实际应用过程中有效发挥除了地震抵抗能力。如果发生地震,对房屋建筑结构产生严重破坏的是横向作用力,建筑的侧向力所具有的抵抗力则是由建筑的整体框架和剪力墙结构组成的,混凝土建筑结构具有较强的承载能力,但是由于自重大以及韧性差等特点,横向荷载力能够对进行严重的损坏。而冷弯薄壁型钢结构具有较强的韧性,能够在地震发生后快速的消除横向荷载力的冲击,提高建筑结构的安全稳定性。

二、冷弯薄壁型钢结构的应用优势

(一)绿色节能优势

冷弯薄壁钢结构在建筑工程施工中的应用,需要预先在建筑墙体内敷设保温隔热材料,并对建筑内部管路做好保温处理,这样才能后期使用中发挥出保温隔热的作用,并实现良好的隔音效果,达到建筑节能的标准和要求,提高用户的居住质量提升要求。与传统的混凝土建筑结构相比,保温隔热材料的应用体现出了节能的特点,材料的用量能够计算准确,有效减少了材料的浪费,满足了建筑节能降耗的具体要求。

(二)经济成本优势

冷弯薄壁钢结构建筑在施工过程中,是根据建筑结构设计图纸的要求,在工厂中提前做好预制钢结构构件,然后在运输到施工现场进行组装,此种施工方式具有施工周期短和施工效率高的优势,相比传统的混凝土建筑结构方式,具有人力资源和物力投入少的优势,并且具有较高的投资回报率,有效的减少了建设资金运转过程中的风险问题[1]。另外,与传统的混凝土建筑结构相比,装配式冷弯薄壁型钢结构建筑设计还具有较强的抗震性,并且在施工中采用的抗震措施较为简单,减少了建筑地基基础施工的资金投入,同时也实现了良好的建筑抗震效果。

三、装配式冷弯薄壁钢结构的应用要点

(一)楼板的合理选择

在整个建筑行业内,楼板分为多种类型,能够满足不同类型建筑的设计和施工要求,以下介绍三种不同类型的楼板,一是,压型钢板。压型钢板是建筑工程领域普遍使用的楼板类型,其主要优势在于重量轻和承载力高以及安装便利等,在实际应用过程中,对于提升施工效率和缩短工期发挥了重要作用。压型钢板与传统的木模相比,还具有较强的抗火性能,对于火灾事故的预防发挥了重要作用。压型钢板自身具有一定的强度,在运输和存储环节中也不会发生变形等情况。压型钢板在建筑施工中与混凝土施工技术结合应用,能够构建组合型楼板,并发挥出受力钢筋的价值,还能够为梁类构建提供支撑力,确保梁类构建的稳定性达到建筑施工要求。但相比传统的楼板建设来说,压型钢板结构中带肋,不利于管道敷设,并且还会对建筑吊顶产生影响,在一定程度上减低了楼层的高度。二是,预应力空心板,此类型楼板具有良好的防渗和隔音效果以及整体承载能力高和平整度强等优势,在建筑施工中施工周期短。但是此类型的楼板整体含钢量较低,成本投入低,对其施工质量产生的影响因素较少,主要应用在楼面板和墙板方面,但是在长期应用的情况下会产生裂缝,裂缝严重的情况下会影响整个建筑工程结构的稳定性,因此,需要根据工程项目的施工质量要求对预应力空心板进行合理的选择。三是新型钢筋衍架发泡水泥夹心板,此种类型的楼板在装配式钢结构建筑中获得了普遍应用,此种楼板的结构形式能够按照建筑结构的特点衍生出以钢筋衍架作为结构骨架以及内部已发泡水泥进行填充的楼板结构类型,此种楼板在使用前需要在工厂进行定制,然后运输到建筑场地进行安装施工,最后通过混凝土浇筑,提升楼板的整体结构强度。

(二)结构体系的合理选择

在不同类型的建筑结构当中,薄壁轻钢结构体系也分为不同的结构方式,其中钢框架结构在应用过程中具有安装便捷的优势,并且具有良好的传力性能,在室内空间和门窗位置设置方面具有灵活性特点。在出现地震灾害时,建筑在水平地震的影响下产生的变形主要体现在框架柱和梁以及板等位置,受到钢框架结构自身韧性的影响,如果建筑楼层过少,水平力可以与框架的抗侧立构件承载力相互消除,如果建筑层数较多,在水平地震波的影响下会出现严重的弯曲变形,致使楼板发生侧移,导致整体侧向变形也呈现出弯剪型,在一定程度上影响了建筑结构的整体强度[2]。所以,钢框架结构大多应用在建筑楼层较低的建筑结构中,如果在高层建筑中应用框架结构,则需要增加梁和柱截面的尺寸,此种方式会增加建筑工程施工成本,不利于工程造价的科学控制。

(三)节点连接方式的合理选择

对于装配式冷弯薄壁型钢结构建筑来说,在使用矩形截面柱的情况下,梁柱则需要在横向和纵向两个方向上采用刚性节点连接,如果利用单轴对称柱,则腹板方向的力学性能就较为薄弱,这种情况下就需要在弱轴方向利用刚性连接。通过试验研究证明,装配式建筑结构中常规节点的弯矩与其转角位置存在一种非线性的变化方式,这种方式与完全刚接和完全铰接都存在差别,为了能够为力学计算提供便利,通常情况下,需要假定完全刚接是梁柱的主要连接方式,这样才能根据计算得到准确的力学模型,为选择科学的连接方式提供可靠的参考[3]

结束语:

装配式冷弯薄壁型钢结构建筑以其自身所具有的施工周期短和抗震性能好以及绿色环保等多种优势,成为建筑工程领域未来发展的主要趋势。但是装配式冷弯薄壁型钢结构主要适用于低层建筑中,并且在施工期间应做好严格的质量控制,这样才能提高结构的稳定性,达到建筑施工质量要求。

参加文献:

[1]钱正昊,王静峰,汪皖黔,等.冷弯薄壁型钢填充墙板-装配式混凝土框架结构抗震性能数值分析[J]. 2021.

[2]刘鹏飞,窦静,李兰.低层冷弯薄壁型钢结构体系应用中若干问题的分析与对策[J].建筑技术开发,2015,42(9):2.

[3]闫维明,慕婷婷,谢志强,等.装配式冷弯薄壁型钢结构中4种连接的抗剪性能试验研究[J].北京工业大学学报,2018,44(8):10.


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