装配式钢结构建筑的深化设计探讨白亮

装配式钢结构建筑的深化设计探讨白亮

白亮

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江苏省华建建设股份有限公司江苏南京210000

摘要：在建筑行业飞速发展的同时，国家也陆续出台了相关的政策对建筑行业进行了规范，对建筑质量、建筑污染等各个方面都做出了明确的规定。其中，为了降低建筑能耗，并提升建筑质量、加快建筑速度，装配式钢结构建筑应运而生。这种装配式钢结构建筑不仅仅改变了传统的建筑施工方式，还有效的降低了建筑成本与能耗、缩短了建筑工期、提高了工程安全性与质量。本文主要对装配式钢结构建筑的概念、基本要求与深化设计等进行了探索与研究，旨在提升装配式钢结构建筑的设计与施工水平。

关键词：装配式；钢结构；建筑设计；深化设计

1、装配式钢结构建筑概述

装配式钢结构建筑适用办公楼、学校、医院、公寓、住宅。装配式钢结构建筑的缺点和局限性：1、钢结构建筑的缺点：钢构件须依据现行规范、规程、采取“防火，防腐”措施。2、装配式钢结构建筑的局限性：2.1、适用于中、高端建筑；2.2、装配式钢结构建筑对设计、制造、施工的技术水平及管理水平有更高要求。

装配式钢结构建筑主要是通过工厂化的形式生产各类结构构件，实现全生命周期的设计，包括生产、施工和安装等环节，具有节能环保的社会效益。

2、装配式钢结构建筑的设计要求

2.1装配式钢结构的防火设计要求

装配钢结构的防火设计要求是深加工设计过程中装配钢结构施工的主要要求。装配钢结构在社会各界的应用应以防火设计要求为基础，建设相应的钢结构建筑物，特别是对变电站等火灾危险程度较高的建筑区域。预制钢结构的防护设计要求主要体现在以下几个方面。首先，预制钢结构建筑的外墙面应采用具有防火性能的岩棉夹层钢板，对装配式钢结构建筑的墙表面进行防火；其次，装配式钢结构建筑的彩色钢板外层用选用具有氟碳样式的防腐涂层，外墙层部位则选用低波纹竖向彩钢板，不仅能够满足建筑室内的感官效果，同时也能够加长装配式钢结构建筑的防腐年限；最后，装配式钢结构建筑的泄爆墙要采用防火性较强的石膏板，石膏板内部还应填入具有防火性质的岩棉，加固防火措施。

2.2装配式钢结构的接地防雷设计要求

装配式钢结构的接地防雷设计要求是装配式钢结构建筑在深化设计过程中的重要要求。由于部分行业中对于装配式钢结构建筑有不同的要求，对于相关的装配式钢结构的设备有不同需求，因此装配式钢结构建筑在设计过程中应综合社会各行业中关于需求的设计，在设计过程中，装配式钢结构建筑应加强对接地防雷的设计，有部分诸如配电站等行业要求相关的装配式结构建筑需要具有接地防雷的作用，主要是接地防雷在装配式钢结构建筑中的设计，不仅能够有效改善将避雷系统暴露在外部的感官美，同时也能够减少建筑内设置避雷针对建筑内系统存在的潜在威胁。

2.3装配式钢结构的屋面防水设计要求

装配式钢结构的屋面防水设计要求是装配式钢结构建筑在深化设计过程中的关键要求。无论是哪个行业中需要用到装配式钢结构建筑，对屋面防水的要求都是必不可少的，因此装配式钢结构在设计过程中，要遵循屋面防水的设计要求，必须保障装配式钢结构在相关建筑中的应用过程中不能够漏水。因此在设计过程中，要选择当前钢结构可靠性较强的装配式屋面系统，其次，要将装配式钢结构屋面的倾斜度加大，对相关建筑进行综合考察和对比，采用直立锁缝技术，通过悬浮技术使屋面悬浮于建筑内的相应部位，直立锁缝技术下的屋面系统具有良好的温度应力，夏天与冬天室内外温差较大，该屋面系统则能够有效保持良好的温度，屋面系统的板与板之间不仅设有不干胶，同时也如易拉罐封口似的方式确保了水溶物质无法渗透。为确保万无一失，装配式钢结构建筑通过扩大屋面的倾斜度，从而有效加速了屋面系统的排水能力，进而有效的完成了装配式钢结构建筑的屋面防水设计。

3、建筑钢结构设计的改进对策

3.1钢结构的形式与布置

钢结构常见的形式主要包括门式刚架、框架、排架、桁架、网架、塔架、膜（壳）结构等等，它们都有自己的特点。因此，我们需要根据其特点进行合理选择。

例如，在轻钢车间的建设中，需要大量的移动荷载和悬挂荷载。因此，我们可以尽可能地选择网格结构并丢弃门式钢框架。换句话说，面对实际问题，需要有针对性的分析。对于钢结构的布局，还有必要考虑系统的特性、性能和负载分布。通常，刚度是均匀的，机械模型是清晰的，并且大负荷或动载荷的影响范围尽可能地受到限制，以使其通过最直接的路线。

3.2合理的选择截面

在钢结构的形式与布置得以确定之后，就需要初步进行构件截面的估算。最主要的是对梁柱截面、支撑断面尺寸和形状的假定。

根据支座以及荷载的具体情况，钢梁截面高度一般选择在跨度的1/50～1/20之间。为了避免复杂的钢梁整体稳定性的计算，也可以根据梁间侧向支柱的间距按照1/b限值对于翼缘的宽度加以确定。根据长细比值，可以进行柱截面的预估，一般所选取的λ值在50～150之间。根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济、美观的构件截面。

3.3结构分析与构件设计

保证结构和构件的稳定性，是钢结构设计中必须予以充分注意的问题。梁是结构的主要构件，在进行梁的设计时，一般要验算强度和稳定；柱主要受轴线力、压力，常常是压弯构件，有些情况是拉弯构件。

归于构件的设计，首先要进行材料的选择。一般来说，Q235和Q345是最常用的材料。如果考虑到工程管理，一般都会采用单一钢种在主结构上，如果考虑到经济角度，其截面组合就需要考虑到不同强度的钢材。

3.4节点的设计

如果没有在结构分析前充分地考虑节点的形式，就容易出现结构分析模型中的节点与设计中的节点形式不完全相同形式。根据结构传力特点的不同，我们可以将节点分成为刚接、铰接和半刚接，这是需要我们特别注意的。在节点的选用时，对于节点的连接形式需要准确的进行判断，以求达到设计的合理与安全。节点设计还应考虑施工人员现场操作与吊装安装方便等现场问题。

结语

综合而言，装配式钢结构在我国的应用仍处于起步阶段，虽然在近几年的发展中，装配式钢结构已经取得了不错的成绩，但是其在我国的发展仍然有较大的空间。在装配式钢结构的设计与应用过程中，还应把重点放在节点、截面、钢结构等设计上，为我国装配式钢结构的发展打下坚实的基础。

参考文献：

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