裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化設(shè)計(jì)研究

王勇

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的綜合國力在不斷提升。在科學(xué)技術(shù)水平快速提升的大背景下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)要求和理念，在社會(huì)各行業(yè)的應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，且在社會(huì)的發(fā)展中得到了十分廣泛的應(yīng)用，逐漸在市場經(jīng)濟(jì)體制下顯露出其重要的存在價(jià)值。基于此，文章闡述了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的概念及其特點(diǎn)，并對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，希望能夠促進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】裝配式鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)理念

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平快速提升的大背景下，很多新型的建筑技術(shù)和材料不斷出現(xiàn)，比如，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑得到了十分廣泛的應(yīng)用。裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是制造業(yè)和建筑業(yè)快速發(fā)展的產(chǎn)物，其主要特征是通過應(yīng)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配進(jìn)行生產(chǎn)和制作，使用先進(jìn)的工業(yè)制造方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)地作業(yè)，以提升建設(shè)總進(jìn)度，有效地降低材料成本，為建筑工程的質(zhì)量和安全提供保障。

一、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑概述

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑主要是通過工廠化方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件生產(chǎn)，其涉及到構(gòu)件、施工、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和安裝等全過程，能夠體現(xiàn)出“綠色建筑”的概念。通常情況下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有以下優(yōu)勢：第一，提高生產(chǎn)率。預(yù)制墻板和鋼構(gòu)件能夠在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝或在工廠制作，施工技術(shù)人員可以將安裝與設(shè)計(jì)結(jié)合起來，科學(xué)地協(xié)調(diào)各個(gè)工序之間的搭接，進(jìn)而有效地提高生產(chǎn)效率；第二，縮短設(shè)計(jì)周期。通過使用結(jié)構(gòu)分析軟件和工程建模軟件，可以設(shè)計(jì)構(gòu)件的幾何尺寸，并分析構(gòu)件內(nèi)力，實(shí)現(xiàn)快速修改，與此同時(shí)，在制作構(gòu)件過程中，施工技術(shù)人員將數(shù)控機(jī)床和三維模型進(jìn)行結(jié)合，完成設(shè)計(jì)后可以直接用于產(chǎn)品制作，具有很高的精確度和效率，有利于縮短工程建設(shè)的周期。第三，實(shí)現(xiàn)施工工業(yè)化。與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，利用構(gòu)件工廠化生產(chǎn)制作的形式，能夠?yàn)楫a(chǎn)品的性能及質(zhì)量提供保障，且生產(chǎn)后的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件可直接用于螺栓安裝和焊接，便于全天候作業(yè)。

二、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用特點(diǎn)

（一）準(zhǔn)確性高

現(xiàn)階段，裝配式結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用價(jià)值主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)構(gòu)件的準(zhǔn)確性等方面，其主要表現(xiàn)是裝配式建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)比較明晰，其設(shè)計(jì)工作的順利開展，能夠有效地借助相關(guān)建筑設(shè)計(jì)軟件或建模軟件進(jìn)行操作處理，能夠切實(shí)保障相應(yīng)建筑設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化效果，減少了可能出現(xiàn)的各類偏差問題，尤其在相應(yīng)建模軟件的運(yùn)用方面，其能夠呈現(xiàn)出三維立體模型結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)橄鄳?yīng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的合理性和可靠性提供保障，也能夠通過相關(guān)模擬操作來分析其是否能夠在后續(xù)操作中得到較好落實(shí)，進(jìn)而切實(shí)提升可行性效果，減少可能出現(xiàn)的各類問題，保證后續(xù)具體施工建設(shè)后的整體建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足相關(guān)要求。

（二）應(yīng)用效率高

裝配式鋼結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用不僅能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中借助于各類設(shè)計(jì)軟件以及建模軟件進(jìn)行操作，提升其設(shè)計(jì)的便捷性和可靠性，進(jìn)而最大程度上優(yōu)化具體的應(yīng)用效率，還在設(shè)計(jì)以及施工環(huán)節(jié)的連貫性方面具備突出表現(xiàn)，進(jìn)而有效地提升其落實(shí)進(jìn)度，縮短建設(shè)工期。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理中，其應(yīng)用效率的優(yōu)化表現(xiàn)比較明顯，在后續(xù)具體施工操作過程中，能夠較好借助于相應(yīng)施工操作的協(xié)調(diào)性進(jìn)行處理，通過相關(guān)施工組織安排，明確其相應(yīng)工序操作落實(shí)的需求，通過選擇較為合理的施工操作人員，提升其施工操作的最大價(jià)值效果。除此之外，由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)的施工操作對周圍天氣環(huán)境的依賴性不強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)較為突出的全天候作業(yè)效果，進(jìn)而提升施工技術(shù)人員的作業(yè)效率。

三、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)

（一）建筑設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要考慮美觀要求和經(jīng)濟(jì)效果，有效地滿足建筑的功能要求，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場安裝與工廠化制作的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，其主要表現(xiàn)在以下方面：第一，平面設(shè)計(jì)。衛(wèi)生間和廚房的平面尺寸應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)化整體衛(wèi)浴和廚柜的要求一致，保證平面布設(shè)的合理性；建筑門窗的幾何尺寸與平面位置應(yīng)采用上下對齊和成列分布的形式布置其洞口；第二，細(xì)部構(gòu)造深化設(shè)計(jì)。在細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮防滲漏、防水和接縫等問題，比如，墻板的導(dǎo)水管和空腔構(gòu)造設(shè)計(jì)、墻板上下側(cè)接縫設(shè)計(jì)、上下相鄰墻板拼接設(shè)計(jì)等；第三，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。預(yù)制內(nèi)外墻板的幾何尺寸精度要求高，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)門窗過程中，可以結(jié)合這一特點(diǎn)，將預(yù)制墻板和門窗相連，選用無門窗副框的安裝形式，避免出現(xiàn)外窗與外墻洞口的接縫滲漏問題；第四，外墻與立面設(shè)計(jì)。外墻設(shè)計(jì)需要達(dá)到整體美觀經(jīng)濟(jì)以及外立面多樣化的標(biāo)準(zhǔn)；內(nèi)外墻板的接縫處可以選用構(gòu)造與材料相結(jié)合的設(shè)計(jì)，以滿足隔音、保溫、防水和防火的要求。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括主體結(jié)構(gòu)和附屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)兩部分。以某鋼結(jié)構(gòu)大廈為例，其梁柱節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：第一，梁翼緣與柱的連接。焊接形式應(yīng)采用全熔透坡口焊縫，在焊縫連接處加設(shè)襯板。在翼緣坡口兩側(cè)應(yīng)設(shè)引弧板，在梁腹板上下端作扇形切角，鋼梁翼緣與扇形切角端部連接處，應(yīng)采用圓弧過渡，鋼柱翼緣與襯板反面相接處應(yīng)選用點(diǎn)焊形式進(jìn)行固定；第二，梁腹部與鋼的連接。應(yīng)采用全熔透的坡口焊縫，板厚<16mm時(shí)，應(yīng)采用雙面角焊縫，焊縫厚度應(yīng)不小于5mm且滿足等強(qiáng)要求；板厚≥16mm時(shí)，應(yīng)采用K字形坡口對接焊縫；第三你，在節(jié)點(diǎn)區(qū)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)板厚度≥30mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱處理和后熱處理。

（三）管線深化設(shè)計(jì)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑管線綜合深化設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：第一，曲線型管道需要適當(dāng)避讓直線型的管道；第二，管路附件少的管道應(yīng)適當(dāng)避讓多附件的管道，為附件的維修以及施工安裝操作提供保障；第三，由于熱水管道需要進(jìn)行保溫層施工，因而冷水管線要適當(dāng)避讓熱水管線；第四，重力管線是以重力為依據(jù)輸送流體，在壓力管線相交叉的過程中，壓力管線應(yīng)避讓重力管線；第五，在管線布置過程中，應(yīng)遵循“先大后小”的原則，因而小管徑管線需要避讓大管徑的管線。

（四）機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)

1.給排水管道預(yù)留預(yù)埋

給排水專業(yè)管道預(yù)留預(yù)埋主要在廚衛(wèi)的預(yù)制墻體設(shè)計(jì)中進(jìn)行的，主要有預(yù)埋管線和預(yù)留管道槽兩種形式，在深化設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮以下內(nèi)容：首先，預(yù)留管道槽的絕對位置應(yīng)根據(jù)其管線和型號在構(gòu)件生產(chǎn)圖紙中表達(dá)；其次，預(yù)留管道槽設(shè)計(jì)過程中，要考慮管道正常安裝與調(diào)試所需要的空間；最后，預(yù)留管道槽的深度應(yīng)與預(yù)埋管道幾何尺寸相匹配，避免因預(yù)留空間過淺而出現(xiàn)完工后產(chǎn)生管道外露的現(xiàn)象。

2.燃?xì)鈱I(yè)預(yù)留預(yù)埋

燃?xì)鈱I(yè)預(yù)留預(yù)埋的設(shè)計(jì)主要是指人戶管道在外墻板上預(yù)留設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員在燃?xì)鈱I(yè)管道預(yù)留深化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮燃?xì)夤軓降拇笮∨c空間定位問題。

3.電氣管線預(yù)留預(yù)埋

電氣管線的深化設(shè)計(jì)主要是預(yù)制墻板內(nèi)的電氣管線預(yù)留（預(yù)埋）：第一，墻板上不同材質(zhì)線管線盒與強(qiáng)弱電專業(yè)相配合；第二，后續(xù)施工，比如，管線穿線數(shù)量及線徑對線管材質(zhì)的要求；第三，電氣管線預(yù)埋預(yù)留與后續(xù)施工順利實(shí)施的可行性。

四、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速提升，很多先進(jìn)的施工技術(shù)融入到建筑業(yè)的發(fā)展中。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑深化設(shè)計(jì)是一種新型的施工方式，在實(shí)際應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該合理地把握其中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，比如，建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管線綜合深化設(shè)計(jì)等，從而有效地縮短設(shè)計(jì)周期，增強(qiáng)設(shè)計(jì)效果，為今后類似工程的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

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