簡析裝配式鋼結構住宅工程設計及其優化

廖景全

摘 要：傳統式住宅設計和預制裝配式鋼結構住宅工程設計無論從結構體系的設計、基本模數的確定、平面的定位方式、設計的指導思想等方面都存在著很大的區別。在設計過程中，通用結構體系和專用結構體系沒有區分，數模化、標準化的設計思想沒有得到足夠重視；在施工圖階段，缺少對于構件及裝配節點的深入分析，沒有解決構配件的標準化定型和裝配節點的構造詳圖設計，這些問題制約了裝配式鋼結構住宅工程發展。基于此，本文闡述了裝配式鋼結構住宅工程的主要特征以及裝配式鋼結構住宅工程設計存在的主要問題，對裝配式鋼結構住宅工程的設計要點及其優化進行了簡要分析。

關鍵詞：裝配式鋼結構；住宅工程；特征；設計；問題；要點；優化

1 前言

裝配式住宅建筑設計標準定型，構件在自動化生產線上加工，現場采用螺栓、自攻螺釘等連接件和密封材料干式組裝，無濕作業，施工安裝便捷。其不僅改變了傳統住宅的結構模式，而且完全替代了磚、混凝土、石材、木材，真正實現了標準化設計、工廠化生產、機械化施工降低了施工現場的勞動強度，縮短了施工工期，提高住宅工程的社會經濟效益，目前已經逐步得到推廣應用。

2 裝配式鋼結構住宅工程的主要特征

裝配式鋼結構住宅工程的特征主要表現為：（1）裝配式鋼結構住宅工程的構件標準化生產可以提高工業化程度。采用構件工廠化生產的制作方式比傳統工藝更為先進，更能保證產品質量和性能。生產后的鋼結構預制構件可以直接運輸到施工現場通過焊接或螺栓進行配套安裝，對于天氣敏感度不高，容易實現全天候作業。（2）借助設計軟件進行設計建模和分析。借助工程建模軟件和結構分析軟件進行構件內力分析和幾何尺寸設計，這種信息化設計技術有利于修改（變更）的快速實現。在構件制作時，通過三維模型和數控機床結合，使得設計完成后可以直接投入到生產線進行產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大縮短項目建設周期。（3）將設計和施工緊密結合，提高生產率。由于鋼構件和預制墻板能夠在工廠進行制作、在施工現場進行安裝，因此可以將設計和安裝緊密結合起來，合理協調各工序之間搭接，提高整體工作效率。

3 裝配式鋼結構住宅工程設計存在的主要問題分析

裝配式鋼結構住宅工程設計存在的問題主要表現為：（1）裝配式鋼結構住宅工程設計規范缺失以及部件發展落后的問題分析。設計規范缺失以及部件發展落后使得裝配式鋼結構住宅設計無規范可依，阻礙了裝配式鋼結構住宅設計的發展腳步。在進行裝配式鋼結構住宅設計時，沒有對鋼結構住宅設計形成統一的標準和規范，使得下一步的建筑設計施工無法實施，從而阻礙裝配式鋼結構住宅設計。此外，部件發展落后，無法推動現今技術水平和設計體系理念的進步，從而使得裝配式鋼結構住宅設計無法滿足人們的需求。（2）綠色環保意識問題。綠色環保意識不足是目前裝配式鋼結構住宅設計面臨的重要問題。隨著城市化建設的不斷推進，越來越多的建筑項目不斷開工，而建筑行業作為一個高消耗的行業，其環保意識不足是其中的薄弱環節。而鋼結構具備環保功能，但是在建筑施工中，對鋼結構使用卻很少，從而影響裝配式鋼結構住宅工程設計。（3）設計水平問題。裝配式鋼結構住宅工程設計水平不高，會影響裝配式鋼結構住宅工程建設施工。在裝配式鋼結構住宅工程設計中，其設計理念、結構體系以及平面的定位方式等都與傳統的住宅設計不盡相同，但是在施工階段，缺少對裝配式鋼結構住宅設計的詳細分析，進而影響其設計水平。

4 裝配式鋼結構住宅工程的設計要點及其優化

4.1 裝配式鋼結構住宅工程的設計要點分析

主要表現為：（1）以建筑結構為主導的設計要點。裝配式鋼結構住宅設計首先要遵循住宅建筑設計中的一般原則，在滿足這個要求的前提下，才能更多地關注其現場板材裁截量、使用功能、節能環保以及建筑效果等，然后才是發揮鋼結構優勢。如果單純突出鋼結構而不考慮生活的舒適性，不能滿足人文要求的鋼結構住宅項目必將影響裝配式鋼結構住宅工程的推廣應用。（2）裝配式鋼結構住宅戶型設計標準化、定型化要點分析。目前裝配式鋼結構住宅工程缺乏戶型設計的標準化、定型化標準，市場上大多住宅戶型設計比較隨意，規格多種多樣，導致裝配式鋼結構住宅現場施工的不確定性，拖延整個工程的施工周期，因此標準化生產的板材尺寸統一的特點，房間的深度設計要遵循一定的原則要求，房間開間的尺寸滿足模數制的要求顯得尤為重要，因而來減少異形板的使用量和現場版材裁截量，以提高生產效率，縮短生產周期。（3）廚衛設計標準化、定型化要點分析。住宅工程設計的核心是廚房和洗手間，由于其內部管道多以及功能復雜，在設計施工時往往最耗時耗力。在裝配式鋼結構住宅設計過程中，一定要遵循復雜問題簡單化的原則，針對廚房、衛生間的設計執行標準化及定型化。不斷降低異形板使用量以及減少現場板材裁截量，從而降低施工過程中的不確定因素影響，以提高整個工程的施工周期。（4 ）平面布置系列化、模塊化和靈活化設計要點的分析。裝配式鋼結構住宅工程設計過程中，以住宅的間、套型或單元為單位模塊，以板塊的多種拼接形式來適應總平面的布置變化。實現住宅平面功能的開放設計，充分發揮構件標準化設計、工廠化生產、通用化應用、多樣化組合的特點。

4.2 裝配式鋼結構住宅工程的優化設計分析

具體體現在：（1）優化住宅戶型的功能及其結構。功能需求明確的戶型必須遵守“合理布局、動靜分區、充分利用”的原則，合理布局就是根據集體條件將特性相近的行為單元組合在一起，動靜分區則是在行為單元組合中盡量避免相互干擾，充分利用則是充分利用房間空間面積。裝配式鋼結構住宅工程在房屋的柱梁方面數量要盡量少，減少鋼材用量，設計并成功裝配一套宜居舒適、布局合理、動靜分區、潔污分區的優秀戶型。（2）加強裝配式鋼結構住宅工程環保節能的優化設計。鋼結構貫穿建筑全壽命周期，是當前對自然環境影響最小的一種建筑結構體系。環保節能是指建筑設計和建造環節突出節水、節電、節材、節能的設計理念。鋼結構是典型的環保綠色建筑，其遵循了減量化、再利用、資源化，減量化優先的循環經濟發展原則。因此在裝配式鋼結構住宅工程中廣泛應用環保節能的鋼材，可以滿足環保、節能的要求。在具體戶型中控制建筑體形系數、窗墻比、減少外形的凹凸、大坡頂、入口設門斗等技術，可以很好達到環保節能的目的。（3）加強住宅工程戶型造型的優化設計。住宅工程戶型美觀是現代人對生活的追求，裝配式鋼結構住宅工程作為先進的建筑方式，必須重視戶型美觀。在具體過程中要遵循：動靜分開、公私分開、主次分開、干濕分開等原則，重點考慮屋頂、檐口、入口雨棚頂、窗線條、腰線處理等方面的設計。

5 結束語

綜上所述，隨著科學技術的進步發展，裝配式鋼結構住宅工程設計及其優化為現代住宅工程設計提供了新思路。為了充分發揮裝配式鋼結構住宅工程的功能，相關工作人員要不斷提高自己的技術水平，從而建設舒適的居住環境。

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