裝配式鋼結構建筑結構設計在實際工程中的應用

李冬　劉健

【摘要】環境的問題是建筑行業快速發展引起的單方面的原因之一，目前環保理念深入人心，建筑行業需要實現綠色高度發展轉變。裝配式建筑主要以預制品部件，現場安裝方式完成施工，最大優勢集中體現在最大限度節約資源的同時，減少現場施工垃圾及污染。本文圍繞裝配式建筑展開分析，具體分析了鋼結構應用優勢及具體應用，推動實現我國建筑行業可持續發展。

【關鍵詞】裝配式;鋼結構;建筑設計;應用

我國正處于社會經濟轉型時期，在這一階段，國家綜合經濟實力不斷提升，這推動了信息化網絡社會的發展。通過對裝配式鋼結構建筑的深化設計，有利于推動社會整個建筑行業的可持續性發展，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的部品部件，在施工現場通過組裝和連接而成的建筑。主要包括裝配式混凝土結構建筑、鋼結構建筑、現代木結構建筑等。裝配式建筑采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行，是現代工業化生產方式。

二、鋼結構建筑結構設計在裝配式建筑中的具體優勢概述

（一）抗震能力強，自重輕

鋼結構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量輕、截面受力均勻等。正因如此，鋼結構裝配式建筑最大限度發揮了建筑材料的優勢，整體上降低了自重，并將建筑材料的特點，例如：高強度、高塑性、高延展性等，淋漓盡致體現在建筑中，有效提高了建筑穩定性、質量、抗震效果。

（二）建筑結構布置靈活以及集成化高

相對于傳統磚砌結構來講，鋼結構建筑具有諸多優勢，鋼結構建筑不僅僅空間布置自由、空間尺寸大，同時具備了非承重墻體，相關人士可以根據自己的喜好針對于建筑工程項目實施二次空間分割，并且，二次空間分割以及裝修布置之后，不會對于建筑工程項目安全性、穩固性造成負面影響，除此之外，建設工程項目之中，暖通設備、水電線路以及房間吊頂都可以通過采取合理及科學設計，充分合理融入在樓板墻體當中，切實保障建筑結構完善性。

（三）符合綠色建筑的要求

裝配式鋼結構建筑和傳統的混凝土建筑相比，能夠明顯地減少施工過程中產生的光污染、水污染、大氣污染等，減少建筑垃圾的排放，降低能源損耗，因此不會給周圍的生態環境帶來負面影響。此外，由于裝配式鋼結構中的結構構件都是按照統一的標準尺寸進行生產的，因此在完成使用功能后很多構件還可以拆除，在其他建筑中進行重復利用。有的建筑施工原材料經過一定的加工處理后也能夠循環利用，實現資源再利用的目的，體現了綠色環保的理念，并且可以節約成本，是真正意義上的綠色建筑。

三、裝配式鋼結構建筑結構設計原則

（一）實用性設計原則

在深化設計過程中，裝配式鋼結構建筑需要保持其實用性，與此同時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工作中，其落腳點靠近工廠。為了提升變電站的整體應用效益，可以選擇裝配式鋼結構建筑模式，這有利于突破傳統配電站的工業化建設模式，營造出一種和諧、清新的建筑景觀氛圍。

（二）可持續性設計原則

為了實現裝配式鋼結構建筑的可持續性發展，必須深入落實可持續性設計原則。我國正處于劇烈的市場經濟結構轉型時期，在這個過程中，資源節約型社會理念興起，可持續性發展原則成為裝配式鋼結構設計的重點原則，為了實現裝配式鋼結構的可持續性發展，必須遵循可持續性設計原則，確保相關建筑物鋼結構的可持續性使用、重復性使用，這離不開相關的維護措施，以避免鋼結構建筑物被破壞，實現鋼材的有效性回收，使其在相關建筑物構造中被使用，裝配式鋼結構建筑需要遵循可持續性發展的原則。

四、裝配式鋼結構建筑結構設計在實際工程中的應用分析

（一）對裝配式圍護體系采用合適的支承方式和設計

鋼結構與鋼筋混凝土結構相比其動力延性性能較好，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。隨著結構層間位移的發生，圍護體系也隨之而移動或變形，各標準件之間的縫隙可用于適應結構層間位移，而標準件自身的強度則抵消剩下的應變。裝配式圍護體系采用內墻板和外墻板。內墻板采用輕質內墻條形大板，墻板與梁柱之間預留合適的空隙以適應結構層間位移，抗震計算時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合層高和自身強度，采用點支承或者線支承，其中點支承分為旋轉式、平移式和固定式。內墻板和外掛墻板的設計計算可參見相關規范，不在作贅述。

（二）管線的設計

在管線設計過程中，需要遵循相關的設計原則，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，需要遵循相關的分開布置方案，如果不允許分開，需要提高電纜橋架的優先級。此外，按照直線管道應用原則，管路附件較多的管道其布置的優先級更高。當管道處于同一水平線時，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。

為了適應現階段裝配式鋼結構的設計要求，需要遵循相關的防火設計方案、接地防雷設計方案，優化屋面防水設計體系，提升裝配式鋼結構的設計效益。這需要進行相關設計理念的應用，進行可持續性設計方針的使用，實現對裝配鋼結構建筑的深化性設計。這需要就現階段的裝配式鋼結構設計理念展開分析，遵循可持續性設計的要求。以滿足社會各行各業對裝配式鋼結構的工作要求。

五、結束語

在裝配式建筑中使用鋼結構，能夠加快建筑結構形式的轉換，實現節能減排、可持續發展的目的。在現有的裝配式建筑基礎上繼續推進裝配式鋼結構的發展，著力健全規范相關施工體系，探索如何保障施工現場秩序，從而有效發揮裝配式鋼結構綠色環保的優勢，推動我國建筑業的可持續發展。

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