装配式钢结构建筑设计思考

装配式钢结构建筑设计思考

张淼

枣庄市城乡规划设计研究院山东枣庄277000

摘要：自2016年国家供给侧结构性改革以来，装配式建筑和钢结构建筑产业政策密集出台，装配式钢结构产业迎来发展前所未有的发展机遇，装配式建筑成为新时期我国建筑节能与绿色建筑发展规划的重要方向。目前，装配式钢结构建筑以其适应性和经济性，成为应用较为广泛的装配式建筑种类。探索适宜的装配式钢结构建筑的设计原则，具有重要的实践意义。基于此，本文笔者就装配式钢结构建筑设计进行简要阐述。

关键词：装配式；钢结构；建筑设计；

一、装配式钢结构建筑优势分析

1.布置灵活，建筑内容集成化较高

钢结构建筑在建筑空间上有很大的进步，空间布置相对合理，建筑实用面积较大，承重墙剪力墙结构相对砖混结构较少，对住户来说一种福音，住户可以根据自己的想法和喜好，对空间进行合理的分割装修，在装修过程中还可以将线路水管等融入墙壁之中，这样的装修做法并不会影响建筑结构的稳定性和安全性。

2.自重较轻，抗震效果好

装配式钢结构从楼体、墙体和楼面选择的材料都是轻型建筑材料，建筑承重墙选择的是质量轻、截面受力均匀的薄壁钢管和车型热轧钢两种，从整体上减轻了建筑的自身重量，充分发挥建筑材料的特性，将建筑材料的高强度、高塑性、高延展性等特点融合到建筑之中，提升建筑的安全性、稳定性、抗震性、和抗变形性，最大程度的从建筑的基础造价、安装费、材料运输费等方面降低了建筑的实际成本。

3.符合我国可持续发展理念

装配式建筑在选材、施工、以及后期的拆迁、维修等方面都能够体现节能减排的绿色理念，材料选择的预制成品部件，可直接安装，降低了材料现场安装的噪音，施工时减少了扬尘和建筑废弃物的产生，对环境的破坏和污染都比混凝土结构要小，而且装配式机构在进行拆迁和改建时，都相对比较简单和方便，造成的建筑垃圾还可以再回收利用，实现建筑材料的循环再生利用，实现建筑的可持续发展。

二、装配式钢结构建筑的设计要求

1.装配式钢结构建筑防火设计要求

装配式钢结构的防火设计要求是装配式钢结构建筑在设计过程中的重要要求。装配式钢结构在社会各行业中的应用都应按照防火规范进行设计，对相应的装配式钢结构建筑进行构建，尤其是对于火灾危险性等级较高的建筑，诸如配电站和变电站、大型公共建筑、特大型库房等。装配式钢结构建筑的防火设计要求主要有以下方面。

①装配式钢结构建筑的外墙表面要选用具有防火性质的岩棉夹心钢板，对装配式钢结构建筑的墙表面进行防火；②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；③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，加强防火措施。

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设计过程中的技术要求。由于部分行业中对于装配式钢结构建筑有不同的技术要求，对于相关的装配式钢结构的设备有不同需求，在设计过程中装配式钢结构建筑应加强对钢结构建筑接地防雷的设计，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。

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设计过程中的关键技术问题。对屋面防水的处理措施是非常必要的，因此装配式钢结构在设计过程中，要遵循屋面防水规范设计要求，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、渗水。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排水坡度加大，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排水坡度，从而有效加速了屋面系统的排水速度。

三、装配式钢结构建筑的深化设计原则

1.实用并且造型优良的设计理念

使用并且造型优良的设计理念是装配式钢结构建筑在深化设计过程中应坚持的主要原则。装配式钢结构建筑在深化设计过程中，应保持其实用的性质，同时也要使其造型能够得到感官美。

2.可持续性的设计方针

可持续性的设计方针是装配式钢结构建筑在深化设计过程中应坚持的根本原则。随着社会经济文化的不断进步，我国仍致力于倡导资源节约型社会的建设，做到建筑工业化的特点。装配式钢结构建筑的应用，能够有效体现装配式钢结构的可持续性和延续性，钢材具有可反复性并且可持续性使用的特征，在相应科学合理的维护下，钢材能够延长时间的被使用，更重要的是，尽管装配式钢结构建筑物被损坏，钢材也能够通过回收，并对其重新加工重复再利用，在其他建筑物建造过程中被重新使用。因此装配式钢结构建筑具有回收性强以及可持续发展性强的重要特点，实现那国家生态环保的要求，减少工地现场加工作业，解决工地扬尘治理问题。

四、装配式钢结构建筑设计要点

第一集成化设计：通过方案比较，做出集成化安排、确定预制构件的范围，进行设计或选型。做好集成式构件的接口或连接设计。

第二协同设计：由设计负责人（主要是建筑师）组织设计团队进行统筹设计，将建筑、结构、给水排水、暖通空调、电气、智能化、燃气及装修等专业之间进行同步协同设计。

第三模数协调：装配式钢结构建筑设计的模数协调包括：确定建筑开间、进深、层高、洞口等的优先尺寸，确定水平和竖向模数与扩大、确定公差，按照确定的模数进行布置与设计。

第四标准化设计：标准化设计主要是选用现成的标准图、标准节点和标准构件。

第五建筑性能设计：建筑性能设计包括适用性能、安全性能、环保性能、耐久性能等。对钢结构建筑而言，最重要的性能包括：防火、防锈蚀、隔声、保温、防渗漏等。

第六外墙围护系统设计：外墙围护系统设计是装配式钢结构建筑设计的重点环节。外围护系统建筑设计，尽可能实现建筑、结构、保温、装饰一体化。

第七其他建筑构造设计：装配式建筑钢结构建筑特别是住宅的建筑与装修构造设计对使用功能、舒适度。美观度、施工效率和成本影响很大。

第八选用绿色建材：装配式建筑钢结构应选用绿色建材和绿色建材制作的构件。

结束语

装配式钢结构建筑能够在社会各行业中得到广泛的应用，主要得益于其独特的设计施工技术要求，并在使用过程中呈现出建筑工业化的优势，装配式钢结构建筑能够以其独特的设计理念在社会中得到广泛的应用和推广。文章主要从装配式钢结构的防火设计要求、装配式钢结构的接地防雷设计要求以及装配式钢结构的屋面防水设计要求等对装配式钢结构在建筑的设计要求进行分析，同时从使用并而且造型优良的设计理念和可持续性的设计方针对装配式钢结构建筑的深化设计原则进行研究，并具有实际参考价值。

参考文献：

[1]蔡玉春.钢结构住宅产业化的现状与进展[J].钢结构，2018（1）：79-83.

[2]邹晶.我国钢结构住宅体系适用性分析[D].上海：同济大学，2019.

[3]李英攀.我国钢结构住宅建筑及其产业化研究[D].武汉：武汉理工大学，2018.