裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際工程中的應(yīng)用

李冬　劉健

【摘要】環(huán)境的問題是建筑行業(yè)快速發(fā)展引起的單方面的原因之一，目前環(huán)保理念深入人心，建筑行業(yè)需要實(shí)現(xiàn)綠色高度發(fā)展轉(zhuǎn)變。裝配式建筑主要以預(yù)制品部件，現(xiàn)場安裝方式完成施工，最大優(yōu)勢集中體現(xiàn)在最大限度節(jié)約資源的同時(shí)，減少現(xiàn)場施工垃圾及污染。本文圍繞裝配式建筑展開分析，具體分析了鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢及具體應(yīng)用，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】裝配式;鋼結(jié)構(gòu);建筑設(shè)計(jì);應(yīng)用

我國正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型時(shí)期，在這一階段，國家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升，這推動(dòng)了信息化網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的發(fā)展。通過對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化設(shè)計(jì)，有利于推動(dòng)社會(huì)整個(gè)建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，以滿足人們的多元化生活需求。

一、裝配式建筑概述

裝配式建筑是指將工廠生產(chǎn)的部品部件，在施工現(xiàn)場通過組裝和連接而成的建筑。主要包括裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等。裝配式建筑采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應(yīng)用，把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式。

二、鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在裝配式建筑中的具體優(yōu)勢概述

（一）抗震能力強(qiáng)，自重輕

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中的施工材料，主要以輕型建筑材料為主，在建筑承重墻方面，所選材料主要以薄壁鋼管和車型熱軋鋼為主，這種材料的最大特征有質(zhì)量輕、截面受力均勻等。正因如此，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑最大限度發(fā)揮了建筑材料的優(yōu)勢，整體上降低了自重，并將建筑材料的特點(diǎn)，例如：高強(qiáng)度、高塑性、高延展性等，淋漓盡致體現(xiàn)在建筑中，有效提高了建筑穩(wěn)定性、質(zhì)量、抗震效果。

（二）建筑結(jié)構(gòu)布置靈活以及集成化高

相對(duì)于傳統(tǒng)磚砌結(jié)構(gòu)來講，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有諸多優(yōu)勢，鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅僅空間布置自由、空間尺寸大，同時(shí)具備了非承重墻體，相關(guān)人士可以根據(jù)自己的喜好針對(duì)于建筑工程項(xiàng)目實(shí)施二次空間分割，并且，二次空間分割以及裝修布置之后，不會(huì)對(duì)于建筑工程項(xiàng)目安全性、穩(wěn)固性造成負(fù)面影響，除此之外，建設(shè)工程項(xiàng)目之中，暖通設(shè)備、水電線路以及房間吊頂都可以通過采取合理及科學(xué)設(shè)計(jì)，充分合理融入在樓板墻體當(dāng)中，切實(shí)保障建筑結(jié)構(gòu)完善性。

（三）符合綠色建筑的要求

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑和傳統(tǒng)的混凝土建筑相比，能夠明顯地減少施工過程中產(chǎn)生的光污染、水污染、大氣污染等，減少建筑垃圾的排放，降低能源損耗，因此不會(huì)給周圍的生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)面影響。此外，由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行生產(chǎn)的，因此在完成使用功能后很多構(gòu)件還可以拆除，在其他建筑中進(jìn)行重復(fù)利用。有的建筑施工原材料經(jīng)過一定的加工處理后也能夠循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)資源再利用的目的，體現(xiàn)了綠色環(huán)保的理念，并且可以節(jié)約成本，是真正意義上的綠色建筑。

三、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

（一）實(shí)用性設(shè)計(jì)原則

在深化設(shè)計(jì)過程中，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑需要保持其實(shí)用性，與此同時(shí)最大程度保持其外表的美觀性，給人以賞心悅目的感受。比如在某變電站的建設(shè)工作中，其落腳點(diǎn)靠近工廠。為了提升變電站的整體應(yīng)用效益，可以選擇裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑模式，這有利于突破傳統(tǒng)配電站的工業(yè)化建設(shè)模式，營造出一種和諧、清新的建筑景觀氛圍。

（二）可持續(xù)性設(shè)計(jì)原則

為了實(shí)現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的可持續(xù)性發(fā)展，必須深入落實(shí)可持續(xù)性設(shè)計(jì)原則。我國正處于劇烈的市場經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時(shí)期，在這個(gè)過程中，資源節(jié)約型社會(huì)理念興起，可持續(xù)性發(fā)展原則成為裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)原則，為了實(shí)現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性發(fā)展，必須遵循可持續(xù)性設(shè)計(jì)原則，確保相關(guān)建筑物鋼結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性使用、重復(fù)性使用，這離不開相關(guān)的維護(hù)措施，以避免鋼結(jié)構(gòu)建筑物被破壞，實(shí)現(xiàn)鋼材的有效性回收，使其在相關(guān)建筑物構(gòu)造中被使用，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑需要遵循可持續(xù)性發(fā)展的原則。

四、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際工程中的應(yīng)用分析

（一）對(duì)裝配式圍護(hù)體系采用合適的支承方式和設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比其動(dòng)力延性性能較好，因而其地震彈性層間位移角限值較高為1/250、彈塑性層間位移角限值為1/50。隨著結(jié)構(gòu)層間位移的發(fā)生，圍護(hù)體系也隨之而移動(dòng)或變形，各標(biāo)準(zhǔn)件之間的縫隙可用于適應(yīng)結(jié)構(gòu)層間位移，而標(biāo)準(zhǔn)件自身的強(qiáng)度則抵消剩下的應(yīng)變。裝配式圍護(hù)體系采用內(nèi)墻板和外墻板。內(nèi)墻板采用輕質(zhì)內(nèi)墻條形大板，墻板與梁柱之間預(yù)留合適的空隙以適應(yīng)結(jié)構(gòu)層間位移，抗震計(jì)算時(shí)可不考慮其剛度影響。外墻板采用外掛形式，外墻板與梁柱的連接可結(jié)合層高和自身強(qiáng)度，采用點(diǎn)支承或者線支承，其中點(diǎn)支承分為旋轉(zhuǎn)式、平移式和固定式。內(nèi)墻板和外掛墻板的設(shè)計(jì)計(jì)算可參見相關(guān)規(guī)范，不在作贅述。

（二）管線的設(shè)計(jì)

在管線設(shè)計(jì)過程中，需要遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)原則，先確定管徑管線的位置，隨后再確定小管徑管線的位置。電纜橋架與流體管道的布置，需要遵循相關(guān)的分開布置方案，如果不允許分開，需要提高電纜橋架的優(yōu)先級(jí)。此外，按照直線管道應(yīng)用原則，管路附件較多的管道其布置的優(yōu)先級(jí)更高。當(dāng)管道處于同一水平線時(shí)，需要遵循先線條槽、電纜，再水管的原則，以滿足后期檢修工作的要求。

為了適應(yīng)現(xiàn)階段裝配式鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，需要遵循相關(guān)的防火設(shè)計(jì)方案、接地防雷設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化屋面防水設(shè)計(jì)體系，提升裝配式鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效益。這需要進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，進(jìn)行可持續(xù)性設(shè)計(jì)方針的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化性設(shè)計(jì)。這需要就現(xiàn)階段的裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念展開分析，遵循可持續(xù)性設(shè)計(jì)的要求。以滿足社會(huì)各行各業(yè)對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的工作要求。

五、結(jié)束語

在裝配式建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)，能夠加快建筑結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的目的。在現(xiàn)有的裝配式建筑基礎(chǔ)上繼續(xù)推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，著力健全規(guī)范相關(guān)施工體系，探索如何保障施工現(xiàn)場秩序，從而有效發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色環(huán)保的優(yōu)勢，推動(dòng)我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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