裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化設(shè)計探討

唐宗濱

摘 要：裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑通過合理的運用信息化技術(shù)，來實現(xiàn)建筑構(gòu)部件從設(shè)計、制造、運輸?shù)桨惭b等全周期的實施規(guī)劃。深化設(shè)計對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑至關(guān)重要，本文從建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計等多方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：裝配式；鋼結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用特點分析

1.1有助于確保建筑設(shè)計的準(zhǔn)確性

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑要求協(xié)同設(shè)計，各專業(yè)通過使用共同的模型平臺實現(xiàn)專業(yè)設(shè)計互動。該工作模式設(shè)計成果具有非常高的準(zhǔn)確性，其主要表現(xiàn)就是建筑結(jié)構(gòu)的模型特點非常清楚，設(shè)計出來的效果出現(xiàn)偏差的概率非常低，能夠確保最大程度上的設(shè)計最優(yōu)化，能夠以三維立體模型的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出來，從而能使設(shè)計的細(xì)節(jié)更直觀，使得裝配式建筑設(shè)計更為科學(xué)合理，而且通過模擬軟件可以把后續(xù)工作中一些比較關(guān)鍵或者困難的環(huán)節(jié)進(jìn)行提前模擬，由此來查看采用相應(yīng)技術(shù)是否能夠順利的實施，進(jìn)而有效的提高了其可行性效果，在很大程度上降低了具體實施過程中出現(xiàn)問題的概率，同時也確保了后續(xù)施工中整體建筑的施工進(jìn)度、施工質(zhì)量和效果。

1.2施工效率明顯提升

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑通過應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅提升了設(shè)計的可靠性以及精確性，而且還在具體的施工過程中體現(xiàn)出更為突出的連貫性，此特點的顯著效果就是有效的提高了工程的施工進(jìn)度，縮短了施工的工期。通過科學(xué)合理的安排，確保各項工序得以有效的落實，加上科學(xué)的選擇安排作業(yè)人員，能夠在很大程度上實現(xiàn)其操作水平的最優(yōu)化。此外，裝配式鋼結(jié)構(gòu)的施工操作對于周圍天氣環(huán)境的依賴性不強，可以實現(xiàn)較為突出的全天候作業(yè)效果。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑深化設(shè)計的運用

2.1建筑設(shè)計

1）平面設(shè)計。在對衛(wèi)生間以及廚房進(jìn)行設(shè)計時，一定要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并且要確保平面布置的科學(xué)合理，此外就是在對門窗幾何以及平面進(jìn)行設(shè)置時也要嚴(yán)格依據(jù)預(yù)制構(gòu)件的受力情況進(jìn)行，并且采取上下對齊以及成列分布的方式來對洞口進(jìn)行設(shè)置。

2）對細(xì)節(jié)構(gòu)造的優(yōu)化設(shè)計。在細(xì)節(jié)部位必須要對防滲漏以及防水和接縫位置進(jìn)行有效的分析，比如導(dǎo)水管以及官腔構(gòu)造的設(shè)計，再有就是墻板上下側(cè)縫的設(shè)計等部位。

3）對節(jié)點進(jìn)行設(shè)計。預(yù)制內(nèi)外墻板的幾何尺寸要求非常的嚴(yán)格，所以在對門窗進(jìn)行設(shè)計時一定要對其予以充分的考慮，并且把預(yù)制墻板和門窗進(jìn)行有效的連接，而且要盡可能的使用沒有副框的形式，以便能夠更好的保障外窗和洞口之間的接縫不會出現(xiàn)滲漏問題。

4）對外墻以及外立面的設(shè)計。在對外墻進(jìn)行設(shè)計時，必須要保障外墻立面的美觀和經(jīng)濟，而為了確保其防水效果，在設(shè)計時要確保構(gòu)造的設(shè)計與材料有效的結(jié)合，并且確保其防水以及隔音、防火的各項性能。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和三板設(shè)計等內(nèi)容，其中前者涉及豎向及水平受力構(gòu)件設(shè)計，后者包含樓板、內(nèi)墻板和外墻板的設(shè)計。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻最為復(fù)雜，目前大部分使用的墻板是輕質(zhì)條板，如蒸壓加氣混凝土條板，預(yù)制墻板與主體框架一般通過拉結(jié)筋、螺栓、連接件等進(jìn)行連接。預(yù)制墻板是通過連接的方式來使其和主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭接的，而且在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和強度方面，其連接的部位發(fā)揮了非常大的作用，尤其是在高烈度地震區(qū)的節(jié)點位置，因為該部位受力比較大，所以非常容易產(chǎn)生破壞問題，因為就非常容易出現(xiàn)預(yù)制墻板脫落的問題，進(jìn)而引發(fā)次生災(zāi)害的出現(xiàn)，所以在對預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，比如要對預(yù)制墻板和主體結(jié)構(gòu)的連接形式予以高度的重視，通常要遵循幾個方面：

首先，在設(shè)計的過程中為了保證穩(wěn)定性盡量避免使用臨時支撐的預(yù)埋件以及固定連接件的預(yù)埋吊件，而且一旦遇到特殊情況要本著滿足設(shè)計工況的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。再有就是不管實在安裝還是運輸、制作的過程中，都要確保預(yù)制構(gòu)件的演算和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相一致。

其次就是必須要對預(yù)制構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗算，從而使其更好的滿足地震工況的設(shè)計要求，然后就是要對預(yù)制構(gòu)件的裂縫以及變形和承載力進(jìn)行驗算，從而使其滿足持久設(shè)計工況的實際需要。

2.3鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計應(yīng)在充分理解各專業(yè)設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃、統(tǒng)籌安排、精心設(shè)計，特別應(yīng)注重各專業(yè)的協(xié)同深化設(shè)計和鋼結(jié)構(gòu)制作工藝要求，兼顧考慮鋼結(jié)構(gòu)的施工便利性。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計與普通鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計一樣，應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進(jìn)行重點分析設(shè)計，使其符合結(jié)構(gòu)設(shè)計假定、可靠性，并具備合理的施工性能。深化設(shè)計時需應(yīng)特別注意以下事宜：

1）鋼柱分段應(yīng)綜合考慮鋼柱受力特點、施工方案、塔吊或其他起吊設(shè)備機械性能；汽車運輸條件及成本和現(xiàn)場焊接條件等因素，確定鋼柱分段長度及分段點。

2）考慮到綜合成本，在滿足受力性能和保證施工質(zhì)量的前提下，梁柱連接節(jié)點盡量不采用牛腿連接形式。

3）對于跨度較大的鋼梁，其計算方法在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中已給出，起拱值應(yīng)適宜，一般鋼梁起拱值控制在L/500—L/1000范圍內(nèi)。

4）如選用鋼筋桁架樓承板組合樓板，則應(yīng)考慮次梁間距盡量滿足樓承板無支撐跨度要求，否則，深化設(shè)計應(yīng)考慮施工階段設(shè)置臨時支撐。

5）考慮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件管道孔洞加強措施，樓板、墻板附屬金屬結(jié)構(gòu)的連接等，避免現(xiàn)場二次施焊，盡量減少現(xiàn)場焊接量。

深化設(shè)計時，借助于可視化三維軟件建模，易于保障鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠在相應(yīng)模型結(jié)構(gòu)中進(jìn)行合理呈現(xiàn)，如此也就能夠保障具體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的運用均能夠較為合理高效，避免相互之間存在矛盾，實現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同深化設(shè)計。

2.4管線深化設(shè)計

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行管線綜合深化設(shè)計的目的就是保證預(yù)制構(gòu)件與裝修層之間管線的深化：①曲線型管道需要適當(dāng)避讓直線型的管道；②管路附件少的管道應(yīng)適當(dāng)避讓多附件的管道，便于附件的維修以及施工安裝操作；③由于熱水管道需要進(jìn)行保溫層施工，因此冷水管線要適當(dāng)避讓熱水管線；④重力管線是以重力為依據(jù)來輸送流體，當(dāng)其與壓力管線相交叉時，壓力管線應(yīng)避讓重力管線；⑤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。