裝配式鋼結構建筑的設計

梁弢

近幾年，國家綜合國力得到突飛猛進的發(fā)展，信息化技術的影響下，對裝配式鋼結構設計提出了新的要求與理念，進而突出在建筑工業(yè)中應用的優(yōu)勢。裝配式鋼結構的設計要點與實際生活具有緊密地聯(lián)系，促進建筑行業(yè)的發(fā)展與進步。

一、裝配式鋼結構建筑的發(fā)展前景

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展與進步，對建筑行業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，裝配式鋼結構得到工業(yè)化科技發(fā)展的重視，進而形成多個建筑系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)鋼結構建筑的形式與材料方面的特點，雖然實現(xiàn)了建筑布局、結構體系以及維護體系相配合的建筑方式，但是仍然存在一定的滯后性。

1.工業(yè)化住宅建筑體系

傳統(tǒng)鋼結構建筑在確保梁柱穩(wěn)定性方面存在不足之處，建筑專家結合這一點因素，提出了使用整體鋼管結構體系，使用鋼管對梁柱進行固定，可以在鋼管內部填充一些混凝土材質，進而提高梁柱的承重能力與抗壓能力。采取這樣的建筑體系，可以節(jié)省資源同時降低成本，將鋼結構體系中容易出現(xiàn)的承重現(xiàn)象解決掉，降低了鋼材的使用量，提升鋼材的最大利用率，因此，裝配式鋼結構建筑經(jīng)常被使用在生產(chǎn)住房方面。

2.可活動板房和模塊化房屋建筑體系

裝配式鋼結構建筑中模塊體系占據(jù)非常重要的地位，包含可活動板房與模塊房屋兩種類型。建設這兩種房屋需要在外壁表面使用輕鋼或者薄壁鋼的方式，兩種材料不僅具有質地輕盈、耐久性強、方便使用等特點，同時還具有防火、防水以及成本低廉的特點，普遍應用在臨時搭建的房屋建設中。采取模塊化體系房屋建設方式，可以縮短工期，結合現(xiàn)代化先進建筑技術，放棄傳統(tǒng)建筑設計方式，以工廠鋼材生產(chǎn)質量為基礎，保證建筑結構的安全性與穩(wěn)定性。

二、裝配式鋼結構建筑設計要求分析

1.防火設計

防火設計作為裝配式鋼結構建筑設計中非常重要的環(huán)節(jié)，結合防火設計要求構建出裝配式鋼結構建筑，進而應用在社會上的各行各業(yè)中，通過實踐操作發(fā)現(xiàn)，配電站以及變電站是火險等級比較高的地區(qū)，因此更應該重視防火設計要求。裝配式鋼結構建筑施工中的防火設計要求具體可以從以下內容展開。第一，要選擇防火性質高的巖棉夾心鋼板作為裝配式鋼結構建筑的外墻表面，主要目的實現(xiàn)建筑表面區(qū)域的防火功能。第二，需要氟碳樣式的防腐材料涂抹在建筑彩色鋼板表面，在設計外墻表面部位時要選擇豎紋的彩鋼板，這樣做不僅可以提高建筑室內的美感，還可以延長建筑的防腐時間。

2.地表防雷設計要求

在裝配式鋼結構建筑深化研究設計階段需要重視地表防雷設計要求，裝配式鋼結構建筑在不同行業(yè)中的設計要求不同，并且對使用設備的要求有所差異，所以，裝配式鋼結構建筑的施工需要符合社會各行業(yè)的發(fā)展需求展開設計，其中建筑地表防雷設計十分重要，針對一些配電站等相關行業(yè)，需要設計出接地防雷的效果，通過這樣的方式既可以改善建筑的美觀，同時還將減少室內避雷針對室內系統(tǒng)的威脅。

3.地面防水設計要求

作為裝配式剛結構建筑深化設計中最關鍵的因素，防水設計要求得到建筑施工單位的特別重視，不管任何一個行業(yè)在應用裝配式建筑鋼結構建筑時，地面防水設計要求是必須的，因此，需要掌握地面防水設計要求的內容，以免建筑在施工過程中出現(xiàn)漏水的情況，所以，在地面防水設計環(huán)節(jié)中，選擇具有可靠性的地面安裝系統(tǒng)。

此外，需要將鋼結構建筑地面按照一個角度進行設計，全面考察建筑屋面情況，選擇直立鎖縫技術，主要使用懸浮技術提升屋面的高度直到完全符合建筑的需求，采用的屋面系統(tǒng)具有良好的溫度變換能力，由于冬天和夏天室內外溫差懸殊，屋面系統(tǒng)要調節(jié)室內外溫度變化，保持著適中的溫度，屋面系統(tǒng)設計中每塊板子中間要使用不干膠，確保水溶性物質無法流出。

三、裝配式鋼結構建筑設計實踐的策略

1.優(yōu)化設計理念，加強建筑的實用性

裝配式鋼結構建筑在深化設計環(huán)節(jié)中，不僅要重視實用性的提升，還要提升建筑的美感。例如，某變電站選址與工廠緊鄰，由于工廠建筑氣勢磅礴，導致變電站變的渺小可有可無，變電站的氣氛變得沉悶，給變電站運營帶來極大地影響。想要解決這一問題，可以將裝配式鋼結構建筑應用在變電站房屋建設上，轉變傳統(tǒng)工業(yè)化設計造型，爭取建設出具有清新與和諧氣氛的建筑景觀，鋼結構建筑建設過程中變電站屋內需要進行防火設計與防水設計，不僅在建筑形式上突出簡潔，還可以提升變電站的實用性。

2.堅持可持續(xù)設計原則，避免鋪張浪費

裝配式鋼結構建筑設計過程中要堅持可持續(xù)設計原則，近幾年，社會經(jīng)濟飛速發(fā)展與進步，給各行各業(yè)發(fā)展帶來極大地影響，有些行業(yè)為了滿足社會的發(fā)展需求，出現(xiàn)資源浪費的情況，但是我國發(fā)展過程中始終提倡資源節(jié)約，因此，在裝配式鋼結構建筑中要始終堅持可持續(xù)性發(fā)展目標，鋼材本身具有反復使用的特點，通過科學合理的保養(yǎng)，鋼材的使用壽命得到明顯提升，通過實踐研究表明，即使鋼結構建筑出現(xiàn)損壞不能使用時，其中的鋼材還可以取出來進行回收，在日后的鋼結構建筑中得到二次使用。

3.加強結構設計，提升建筑的承重能力

鋼結構施工過程中需要重視結構的設計要求，可以從主體以及附屬兩個方面展開設計。其中主要結構包括鋼材制品，附屬物體加強結構的方式就是利用加強版和連接板的原理。在具體設計過程中，需要預先評估構件的抗壓能力，以保證構件在承受壓力時是否會出現(xiàn)變形的情況，結合構件抗壓能力的預算與評估，進而設計出抗震系統(tǒng)。

第一步，在設計關鍵部位梁柱過程中，需要保證上梁與柱子緊密地銜接在一起，采取全溶性的焊接方式，還要加上固定板。第二步，在連接設計環(huán)節(jié)，需要調節(jié)梁之間的節(jié)點設計，進而保證柱與柱之間有效連接，以保證墻板與樓板主體的高度銜接。設計節(jié)點過程中要充分考慮到節(jié)點受壓變形的情況，以免節(jié)點出現(xiàn)位置變化的情況，設計節(jié)點連接處的抗震能力。第三，在附屬部位設計環(huán)節(jié)，要保證鋼結構輔助部件的強度，適當增加厚度。

4.配套設備的設計，預留更多位置

裝配式鋼結構建筑設計過程中，針對廚房以及衛(wèi)生間排水管道設計環(huán)節(jié)，要結合廚房以及衛(wèi)生間的實際使用情況，事先確定好使用管線的型號與種類，設計出排水管道使用的管槽位置。在管槽設計環(huán)節(jié)中，要預留出充足的調試空間，一旦槽具有所偏差也可以適當調配，調試出最適合的匹配角度，按照管道尺寸預留出相對應位置，避免管道尺寸 不對出現(xiàn)滲漏的情況。在墻板設計過程中要預留出天然氣管道的位置，既要符合墻板的設計方案，還要保證燃氣管道具有充足的調試空間。

四、裝配式鋼結構在建筑中的具體應用

1.具有支撐作用

裝配式鋼結構住宅建筑結構可以劃分為：鋼架構結構、鋼架構與混凝土結合結構、鋼架構與鋼支撐結構等，隨著科學技術的飛速發(fā)展，鋼結構建筑種類越來越新穎，其中得到普遍使用的是鋼架構結構和鋼架構與混凝土結合結構。鋼架構結構建筑比較靈活多樣，針對大型建筑空間可以使用，例如會議室、餐廳等場地。然而鋼架構與混凝土結合結構建筑體系就需要將二者的優(yōu)勢進行結合，讓鋼材的施工速度快、質地輕便以及強度高的特點與混凝土的防火性強、抗壓性強的特點相結合，此種結構建筑不易變形，同時造價比較低，讓人們生活更加舒適。

2.整體安裝技術

這里體現(xiàn)的整體安裝技術主要包括結構構架的整體吊頂、整體提升以及整體頂升技術等內容。在具體施工過程中機械設備以及吊裝位置出現(xiàn)偏移情況，此時就可以采取提升安裝技術。這里所說的提升技術主要指將起重設備放在結構的頂部進行整體起重的過程，然而頂升安裝技術則表現(xiàn)在通過地面承重能力強的設備，放置在屋頂下方或者結構內部，進而實現(xiàn)頂升安裝工作。針對房屋面積小，重量輕的鋼結構建筑會采用提升技術，然而針對建筑面積大的鋼結構建筑施工時，就需要選擇頂升安裝技術，通過此項技術的應用避免在高空作業(yè)中出現(xiàn)各種安全隱患。最重要的因素是，采取頂壓安裝技術可以保證建筑下部主體結構的穩(wěn)定，減短工程實施時間，降低工程成本，確保建筑工程在規(guī)定時間內完工。當鋼結構地表建筑初步完成之后，此時不再使用臨時支架，最大限度降低工程的工作量，同時也降低支架的使用成本。

在裝配式鋼結構建筑施工中采用此種安裝技術，既可以優(yōu)化工作造價，同時還具有節(jié)省時間降低能耗的作用。在鋼結構具體施工過程中，應該結合工程具體情況制定科學合理的施工方案，合理控制吊裝設備與頂升設備的角度與速度，以免在施工中出現(xiàn)各種問題，保證屋內地面承受能力均勻，進而保證鋼結構構件的平穩(wěn)性。

五、結語

綜上所述，近幾年，裝配式鋼結構建筑得到社會各行各業(yè)的廣泛關注與應用，其本身具有的設計要求，完全符合社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，將建筑工業(yè)化的優(yōu)勢突顯出來。裝配式鋼結構建筑要求主要包括防火設計要求、地表防雷設計要求以及屋內地面防水設計要求，總結建筑設計要點進行分析，裝配式鋼結構建筑需要優(yōu)化設計理念，堅持可持續(xù)發(fā)展原則，實現(xiàn)資源的回收再利用，為國家節(jié)省能源，加強建筑結構的設計，提升結構抗壓能力，結合各環(huán)節(jié)設計要求，為社會各行業(yè)設計更加實用的裝配式鋼結構建筑。