裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的分析與研究

摘要：裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是新時(shí)期較為常見的一種建筑結(jié)構(gòu)形式，該建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表現(xiàn)出較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，相較于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較大的優(yōu)勢。本文主要結(jié)合筆者裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，首先概括在對其設(shè)計(jì)時(shí)的要點(diǎn)，然后提出設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的一些問題，希望通過本次研究能夠加深裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn);注意事項(xiàng)

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，多采用輕質(zhì)高強(qiáng)度的鋼構(gòu)件做為主要材料，然后利用計(jì)算機(jī)軟件對鋼構(gòu)件的具體尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提升現(xiàn)場施工安裝的有效性。對目前國內(nèi)較為常見的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑形式進(jìn)行分類，主要分為以下三種類型：框架支撐結(jié)構(gòu)、鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)以及混合框架剪力墻結(jié)構(gòu)^[1]。在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)先明確具體的結(jié)構(gòu)類型，然后應(yīng)用模數(shù)化設(shè)計(jì)方式，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

一、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

在進(jìn)行裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的過程中，為有效提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使建筑具備較為完善的配套設(shè)施，應(yīng)注意把握以下一些建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

（一）做好整體規(guī)劃設(shè)計(jì)

整體規(guī)劃設(shè)計(jì)屬于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中不僅應(yīng)考慮建筑工程的采光問題和通風(fēng)問題，使二者達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范要求，而且還應(yīng)當(dāng)考慮建筑設(shè)計(jì)施工的造價(jià)和進(jìn)度，確保建筑結(jié)構(gòu)安全性。基于此，在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)深入施工現(xiàn)場，對現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)致勘察，綜合多方面因素展開分析，制定合適的組織施工方案，從而提升裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的效率^[2]。

（二）對預(yù)制件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中，預(yù)制件是構(gòu)成建筑框架的基礎(chǔ)，同時(shí)也是設(shè)計(jì)工作中的重點(diǎn)。當(dāng)前在對預(yù)制件設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)遵循簡潔規(guī)整原則、經(jīng)濟(jì)性原則，利用PKPM、YJK、MIDAS Gen等有限元分析軟件對預(yù)制件的具體尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將建筑施工造價(jià)控制在一個(gè)較低的范圍之內(nèi)。此外還應(yīng)注意結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)加工進(jìn)行考慮，確保預(yù)制件能夠順利加工完成，為后期施工開展奠定基礎(chǔ)。

（三）對節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，為順利完成各預(yù)制件之間的連接組裝，并保證整體結(jié)構(gòu)具備較高的穩(wěn)固性，還需對各連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更加細(xì)致的設(shè)計(jì)，優(yōu)化連接件之間的接縫，使整體結(jié)構(gòu)受力能夠趨于平衡。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量有著非常大的影響，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)對此部分的重視，結(jié)合實(shí)際裝配施工要求，合理優(yōu)化節(jié)點(diǎn)。

（四）多工種的協(xié)調(diào)配合設(shè)計(jì)

對于建筑工程而言，其在實(shí)際施工過程中通常包含有多個(gè)工種，如：機(jī)電工程施工、給排水施工、土建施工等，各工種之間有著不同的專業(yè)要求。為保證各工種施工建設(shè)具有較高的協(xié)調(diào)性，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合各工種實(shí)際情況對之做好優(yōu)化設(shè)計(jì)。如：在對給排水工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮各管線的排布和尺寸，在滿足給排水要求的同時(shí)，避免各管線出現(xiàn)交叉的情況，且保證與建筑結(jié)構(gòu)之間有較高的契合度^[3]。

二、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)注意問題

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的綜合性，設(shè)計(jì)過程中需要考慮的因素較多，為了更好的保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益，在設(shè)計(jì)中還需注意以下兩方面問題。

（一）注意對結(jié)構(gòu)體系、板面體系的選擇

在結(jié)構(gòu)體系選擇上，應(yīng)根據(jù)建設(shè)單位要求，結(jié)合施工現(xiàn)場情況，選擇適宜的建筑結(jié)構(gòu)體系，然后對結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件的截面進(jìn)行優(yōu)化，如：梁、柱的截面，使結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件能夠?qū)⑵渥饔煤托阅艹浞职l(fā)揮出來，簡化結(jié)構(gòu)，降低施工建設(shè)造價(jià)，提高建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。其次還應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)板面體系的選擇，當(dāng)前較為常見的板面形式主要有：普通混凝土疊合板、鋼筋桁架自承式模板樓板、輕鋼樓板等，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合建設(shè)單位的承載需求，選擇合適的樓面板體系，在滿足實(shí)際使用要求的情況下，盡可能降低施工的難度和建設(shè)造價(jià)^[4]。

（二）加強(qiáng)對施工造價(jià)的控制

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中施工造價(jià)控制是十分關(guān)鍵的步驟，這也是設(shè)計(jì)方案價(jià)值的重要體現(xiàn)，在設(shè)計(jì)中首先應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求，達(dá)到建設(shè)單位規(guī)定要求，然后在此基礎(chǔ)上對設(shè)計(jì)方案做出優(yōu)化，合理降低梁柱的截面，使建筑結(jié)構(gòu)整體對鋼材的使用量降低，從而取得更好的經(jīng)濟(jì)性^[5]。此外，在設(shè)計(jì)混凝土外掛墻板、預(yù)制件裝配連接時(shí)，還需充分考慮到加工工藝，盡可能規(guī)范其中各構(gòu)件的尺寸，提升加工模具的應(yīng)用效率，以此有助于降低鋼構(gòu)件加工制作的成本。同時(shí)這也有助于后期裝配安裝施工的順利進(jìn)行，提升施工的效率，從而達(dá)到降低施工周期和施工造價(jià)的目的。

三、結(jié)語

綜上所述，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑相較于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出較高的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，也因此使得該建筑結(jié)構(gòu)形式在當(dāng)前市場中得到較為廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中為保證其性能得到良好體現(xiàn)，還需對其中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)引起重視，充分把握設(shè)計(jì)中的要素，對整體規(guī)劃設(shè)計(jì)、預(yù)制件設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及各工種配合設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，控制建筑設(shè)計(jì)較易出現(xiàn)問題的點(diǎn)，這樣才能獲得較高的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]沈毅峰.鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工狀況及其經(jīng)濟(jì)性分析[J].居業(yè)，2018（09）：73+75.

[3]侯和濤，王弘揚(yáng)，陳曉，牟銀林.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2018，49（S1）：23-24.

[4]南陽.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑電氣設(shè)計(jì)需要注意的問題[J].山西建筑，2018，44（26）：122-123.

[5]周雄亮，周觀根，劉偉，朱丹丹.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑集成系統(tǒng)創(chuàng)新與實(shí)踐[J].施工技術(shù)，2018，47（15）：39-42+86.

作者簡介：陳超（1978.12-），漢，男，安徽合肥人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。