探讨装配式钢结构建筑的设计

探讨装配式钢结构建筑的设计

徐凯烽 蒋新翔

浙江东南网架股份有限公司， 浙江省杭州市 311209

摘要：在我国社会经济快速发展的过程中，建筑业的发展起着非常重要的作用。建筑的出现不仅减少了对周围自然环境的破坏，而且提高了施工效率。钢结构是建筑施工中最重要的结构形式。基于此，本文着重对装配式钢结构设计进行详细分析，以供参考。

关键词：钢结构建筑；设计

1.引言

近年来，随着我国建设项目数量和规模的增加，人们对建筑设计的要求越来越高。如果继续使用传统的设计理念和方法，建筑业的发展将跟不上时代的发展。在建筑施工中，需要在工厂完成建筑结构构件的加工，然后运输到施工现场进行组装。这种施工模式不仅可以减少施工过程对周围环境的影响，还可以加快施工进度。

2建筑设计的特点

中国传统的建筑设计项目主要以现场施工为主体，施工效率低，建筑材料损耗，建筑垃圾等。建筑的设计可以有效避免这一问题，不仅可以降低施工强度，缩短工期，还可以减少建筑垃圾的产生和建筑材料的浪费。表现出以下四个特点:一是在传统设计流程的基础上，建筑的设计增加了两个设计任务:(1)构件加工图纸的设计任务；(2)技术前期规划设计任务。这两项设计任务的增加，显著提高了装配式建筑设计过程的全面性和精细度。二是，装配式建筑的设计是模块化的。这样可以统一建筑、零部件，提高建筑的标准。三是，建筑的设计需要与各种构件制造商有效合作，以确保建筑的主体结构和构件的整合效应。最后，构件的设计是生产相应构件的基础，可以在不改变组装条件的情况下，丰富件的施工方案，进而降低施工单位的投资成本。

3钢结构建筑设计应遵循的原则

3.1普遍性原则

钢结构的设计应遵循普遍性原则。首先，所有钢结构建筑设计都需要高度重视前期策划工作，加强对钢结构构件的控制，保证钢结构建筑的特点。其次，所有钢结构建筑设计都需要加强防火设计和防水设计，以保证建筑结构的实用功能。

3.2可持续性原则

钢结构的设计应遵循可持续性原则。首先，要改革传统的粗放式发展模式，加强各种资源的有效利用，顺应绿色建筑的发展趋势。其次，钢材重复使用，降低企业能耗和成本消耗，提高企业经济效益。

4钢结构建筑设计要点

4.1建筑设计

装配式钢结构建筑的设计需要保证其经济性、美观性、适应性和绿色性。首先，建筑整体设计主要包括局部节点设计、细部结构设计、外墙立面设计、建筑平面和空间设计等。这是工程师在前期策划阶段需要重点关注的内容，以保证现场处理的内容最小化。其次，加强现场调研，根据实际情况制定有针对性的设计方案，符合现代人的审美特征。同时加强钢结构自上而下的协调，保证后期水电与暖通设备的有效整合，达到整体装修的条件。再次，对面设计和外墙设计需要使用多元化的设计理念，既保证了围护墙的保温性能，又增强了建筑的美观性。需要注意的是，要加强保温降噪措施的应用，避免外界噪声对建筑物内部的严重影响。最后，在建筑的设计中，也要注意加强金属构件的实用功能，明确金属构件在工厂阶段的预埋位置，然后重视拼接接头，避免建设项目后期出现渗漏问题，影响其功能的正常使用。

4.2机电设计

在传统的机房建设中，存在许多不确定因素，如交叉作业和高空焊接作业，存在许多施工风险因素和施工安全隐患，施工质量得不到保证。所以相应的机电设计一定要提前做好。合理使用装配式机电工程施工技术，可以有效降低后期机房建设中各种不确定因素的影响。例如，通过BIM技术的应用，可以提前在工厂制造所有零件，然后直接在施工现场组装。在这种施工模式下，施工现场不会出现交叉作业，施工效率明显提高。

4.3整体框架设计

对装配式钢结构建筑整体框架进行设计时，应考虑施工建筑的功能及项目对其提出的实际设计要求，在满足建筑功能完善、具备市场经济效益、美观度高的前提下，考虑主体建筑整体结构与各机电设备安装工程的集成，保证装配式钢结构在工厂化生产中进行统一、协调安装。

建筑整体框架设计主要包括建筑平面、建筑外墙、门窗安装节点、小金属构件、细节构造等。

首先，建筑结构中竖向承重构件主要为墙与各个支柱的上下连接，建筑中的门窗洞口结构，应保证其整体的排列与布局符合建筑设计图纸的要求，平面的位置与几何尺寸应在制作前充分考虑其受力与构件的相关设计要求。

其次，建筑设计时外墙应满足外立面的多样化、整体建筑结构的美观化等要求。内外墙的接缝处位置应满足防水、防火、隔声和保温的要求，接缝处应采用防水型材料及结构进行设计。

再次，对装配式内外墙板结构进行设计时，应对几何尺寸提出更高的要求，选用无门窗副框的安装方式完成对门窗的安装。在制作门窗结构时，应直接将门窗与墙板结构进行相互连接，从建筑的整体构造上解决可能出现的渗水问题。

最后，对小型金属构件进行设计时，应考虑预埋件的确定位置精度是否符合要求、在后续安装的过程中是否会与其他构件间产生冲突、锚固结构的长度是否符合要求等问题。小型金属构件主要包括空调挡板、室内外栏杆、装饰结构等。除此之外，应对建筑整体框架中的各个细节构造进行深化设计，充分考虑接缝、防水、防渗等问题，结合上述建筑框架中的结构，综合分析其连接方式，将其组成统一的建筑结构整体。

5钢结构建筑设计的其他要求

5.1消防设计

为了减少或避免火灾事故对居住在建筑中的人的生命财产的威胁，有必要在钢结构的设计中高度重视消防设计，尽可能彻底消除建筑施工和运营过程中的安全隐患。首先根据相关消防规范进行消防设计，首先明确钢结构的基本特点，了解具体的消防要求，然后有针对性的进行设计工作。如果钢结构附近有高风险建筑，如超大型仓库、大型公共建筑等，则需要最高度重视防护设计。其次，加强石膏板在建筑防爆墙中的应用，以其超强的防火能力提高建筑结构的安全性。最后，dw钢复合墙板可用于建筑结构的外墙设计。这是一种全新的复合墙板，不仅保温性能好，而且重量轻、强度高，施工人员安装也没有困难。此外，复合墙板的外装饰效果也很好，不需要二次立面装饰。内墙板的装饰相容性也很高，安装完成后可以直接施工装饰涂层。内外墙板可以组合在一起，形成一个独立的安装单元，可以直接整体吊装。

5.2接地防雷设计

不同地区的钢结构建筑在接地防雷性能方面有不同的要求，使用的接地防雷设备类型也有明显的不同，因此，钢结构建筑的接地防雷设计必须保证其科学合理性。如果钢结构建筑没有有效的接地和防雷设计，建筑的安全性将得不到保证。因此，设计人员需要在建筑施工过程中科学地选择接地防雷设备的类型和接地防雷系统的结构形式，以最大限度地减少雷电对建筑的影响。

5.3屋顶防水设计

加强屋顶防水设计，可以防止屋顶受雨水影响，减少建筑渗漏，为人们获得良好的居住体验提供保障。首先按照相应的屋面防水规范的设计要求进行屋面防水设计，以加强建筑结构的防水性能。其次，在选择屋面系统时，需要选择可靠性高、排水坡度合适的钢结构。第三，加强悬挂技术和竖缝锁定技术的应用，加强屋面系统的温度应力控制。最后，加强屋面系统板间自粘的应用，注意密封措施的落实，保证屋面的密封效果。

6结束语

综上所述，装配式钢结构建筑是未来的主流建筑结构形式，具有广阔的发展前景。因此，设计师需要基于普遍性和可持续性的原则进行结构设计和机电设计。同时，应严格控制消防设计、接地防雷设计和屋面防水设计的质量。

参考文献：

[1]王骏伟.钢结构装配式建筑设计策略探析[J].建筑工程技术与设计,2020(26):752.

[2]郝际平，薛强，孙晓岭，等.装配式多、高层钢结构住宅建筑体系研究与进展[J].中国建筑金属结构，2020（3）：27-34.

[3]王宇飞，于天怡，袁嘉宁，等.装配式钢结构在高层住宅中的应用——安徽阜阳颍泉抱龙安置区项目[J].建筑技艺，2020（1）：108-109.

[4]刘伏良.高层装配式钢结构住宅绿色建筑技术分析——兼论钢框架-钢支撑结构体系的运用[J].四川建材，2019，45（12）：74-75.