裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化設(shè)計(jì)

蔡樹珍

（安徽中亞鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，安徽 合肥 230000）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步，建筑行業(yè)進(jìn)步在一定程度上也推動(dòng)了建筑技術(shù)的發(fā)展，在這樣的背景下裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑被發(fā)展和應(yīng)用。當(dāng)前，在我國(guó)建筑行業(yè)當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)建筑被廣泛推廣應(yīng)用，受到了建筑企業(yè)的一致好評(píng)。所以，在我國(guó)建筑工程逐漸增加的情況下，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)研究和優(yōu)化非常重要。

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的簡(jiǎn)單闡述

1.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展介紹

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)明時(shí)間很早，最早是由英國(guó)建筑設(shè)計(jì)者研究設(shè)計(jì)的，當(dāng)時(shí)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑分為“Stick”、“Panel”以及“Modular”等三個(gè)等級(jí)組成，主要設(shè)計(jì)思路是將鋼結(jié)構(gòu)部件直接生產(chǎn)，再使用螺栓或自攻螺栓將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接［1］。與國(guó)外相比我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用稍晚，大約在上個(gè)世紀(jì)90年代，我國(guó)建筑工程領(lǐng)域當(dāng)中才應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)建筑，最早我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑大多數(shù)應(yīng)用到民用住宅建筑當(dāng)中。而隨著我國(guó)建筑工程鋼結(jié)構(gòu)形式可以分為；H型鋼柱體系、鋼管混凝土柱體系以及c型鋼柱體系。

1.2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)能夠在建筑工程領(lǐng)域當(dāng)中廣泛應(yīng)用必有其自由的特點(diǎn)，當(dāng)前裝配式剛結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)；首先，裝配式鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)建筑解結(jié)構(gòu)相比具有設(shè)計(jì)周期短的特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代建筑工程的進(jìn)步和信息化手段的應(yīng)用，在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中可以使用到現(xiàn)代設(shè)計(jì)建模系統(tǒng)進(jìn)行建模，如BIM系統(tǒng)，通過三維建模和數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，從而很大程度上提高了設(shè)計(jì)的效率。其次，裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工中是預(yù)先制作主體墻板以及其他構(gòu)件，在具體施工中只需使用錨固工具將結(jié)構(gòu)互相連接即可，從而在一定程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)配的工作效率。

最后，裝配式鋼結(jié)構(gòu)的建筑適應(yīng)性更加強(qiáng)，采用預(yù)制工業(yè)化生產(chǎn)模式，在進(jìn)行裝配過程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑省去了很多的傳統(tǒng)建筑工序，所以避免了工序收到天氣因素影響，所以整體的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑適應(yīng)性更強(qiáng)。此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑本事也具有輕便，連接方便等特點(diǎn)。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該遵循實(shí)用性和可持續(xù)發(fā)展性原則。首先，實(shí)用性是所有建筑基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑想要在未來的建筑領(lǐng)域受到更廣泛的應(yīng)用，就要從實(shí)際出發(fā)，解決當(dāng)前建筑工程中出現(xiàn)的問題，完善自身建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)功能。其次，當(dāng)前裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該出于可持續(xù)發(fā)展性原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著節(jié)能減排工作的持續(xù)深入，我國(guó)建筑行業(yè)以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，主張應(yīng)用現(xiàn)代建筑技巧，提升建筑工程的施工效率，實(shí)現(xiàn)綠色施工。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中材料設(shè)計(jì)和技術(shù)使用都要符合節(jié)能減排和環(huán)保工作的要求，從而促進(jìn)建筑工程綠色施工的實(shí)施。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

3.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化

裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，首要進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更滿足建筑美觀性、經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)用性的要求。建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化具體包括以下幾方面內(nèi)容；1）平面設(shè)計(jì)優(yōu)化。鋼結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件應(yīng)該保持連續(xù)性，如鋼結(jié)構(gòu)主體墻和鋼結(jié)構(gòu)柱結(jié)構(gòu)。部分結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足預(yù)制構(gòu)件受力合理、幾何尺寸合理、位置成列布置合理的要求。其中包括窗、門等主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2）立面內(nèi)外墻設(shè)計(jì)優(yōu)化。一方面，建筑外墻體現(xiàn)著整體鋼結(jié)構(gòu)的美觀性，所以外墻多樣美觀性是優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。另外一方面，內(nèi)外墻結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)建筑的主體，所以設(shè)計(jì)中要優(yōu)化防水、防火、保溫、隔聲的功能性。3）門窗安裝節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。①在門窗外墻主體設(shè)計(jì)中，要保證尺度的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性；②優(yōu)化設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)，門窗的連接方式為無門窗副框的安裝方式，這樣的安裝方式不僅方便，更是有有利于設(shè)計(jì)效率的提升；③針對(duì)外墻和外墻窗洞口進(jìn)行防滲漏設(shè)計(jì)，保證接縫處良好。

3.2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具體包括以下幾方面內(nèi)容；梁柱設(shè)計(jì)優(yōu)化。1）設(shè)計(jì)采用全熔透坡口焊縫方式進(jìn)行梁翼緣與柱的連接并在焊縫連接的位置設(shè)置襯板；2）設(shè)計(jì)優(yōu)化在鋼結(jié)構(gòu)翼緣坡口的兩端位置上安裝引弧板［2］；3）設(shè)計(jì)優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)翼緣與扇形切角連接，采用圓弧連接方式進(jìn)行過度，并使用襯板進(jìn)行反向固定；4）鋼結(jié)構(gòu)的梁腹部連接設(shè)計(jì)優(yōu)化，①設(shè)計(jì)采用全熔透焊接方式；②當(dāng)板厚度在＜16mm的情況下使用雙角焊縫的方式，并且應(yīng)該保證焊縫厚度應(yīng)該＞5mm；③當(dāng)焊接板厚度在＞16mm的情況下應(yīng)該采用K字型坡口進(jìn)行焊接。

3.3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的機(jī)電管線設(shè)計(jì)優(yōu)化

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的機(jī)電管線設(shè)計(jì)優(yōu)化具體包括以下幾方面內(nèi)容；1）優(yōu)化設(shè)計(jì)原則為，小管線路設(shè)計(jì)與大管設(shè)計(jì)線路沖突時(shí)，小管線應(yīng)該避讓大管線線路。2）冷水管線線路設(shè)計(jì)中要對(duì)熱水管線進(jìn)行避讓；3）曲線管線設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該對(duì)直線管道線路進(jìn)行規(guī)避，優(yōu)化線路設(shè)計(jì)；4）鋼結(jié)構(gòu)主體在預(yù)制過程中應(yīng)該預(yù)留管線盒的位置。

4 結(jié)語

當(dāng)前建筑領(lǐng)域當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)建筑非常流行，是我國(guó)建筑工程發(fā)展的新方向。而在我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展之際，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑想要占領(lǐng)建筑市場(chǎng)成為主流建筑形式，就要對(duì)自身的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。