裝配式鋼結構建筑的深化設計探討

唐宗濱

摘 要：裝配式鋼結構建筑通過合理的運用信息化技術，來實現建筑構部件從設計、制造、運輸到安裝等全周期的實施規劃。深化設計對于裝配式鋼結構建筑至關重要，本文從建筑設計、結構設計、鋼結構深化設計等多方面進行了詳細的分析。

關鍵詞：裝配式；鋼結構；建筑設計

1 裝配式鋼結構建筑應用特點分析

1.1有助于確保建筑設計的準確性

裝配式鋼結構建筑要求協同設計，各專業通過使用共同的模型平臺實現專業設計互動。該工作模式設計成果具有非常高的準確性，其主要表現就是建筑結構的模型特點非常清楚，設計出來的效果出現偏差的概率非常低，能夠確保最大程度上的設計最優化，能夠以三維立體模型的結構展現出來，從而能使設計的細節更直觀，使得裝配式建筑設計更為科學合理，而且通過模擬軟件可以把后續工作中一些比較關鍵或者困難的環節進行提前模擬，由此來查看采用相應技術是否能夠順利的實施，進而有效的提高了其可行性效果，在很大程度上降低了具體實施過程中出現問題的概率，同時也確保了后續施工中整體建筑的施工進度、施工質量和效果。

1.2施工效率明顯提升

裝配式鋼結構建筑通過應用BIM技術，不僅提升了設計的可靠性以及精確性，而且還在具體的施工過程中體現出更為突出的連貫性，此特點的顯著效果就是有效的提高了工程的施工進度，縮短了施工的工期。通過科學合理的安排，確保各項工序得以有效的落實，加上科學的選擇安排作業人員，能夠在很大程度上實現其操作水平的最優化。此外，裝配式鋼結構的施工操作對于周圍天氣環境的依賴性不強，可以實現較為突出的全天候作業效果。

2 裝配式鋼結構建筑深化設計的運用

2.1建筑設計

1）平面設計。在對衛生間以及廚房進行設計時，一定要嚴格按照標準進行，并且要確保平面布置的科學合理，此外就是在對門窗幾何以及平面進行設置時也要嚴格依據預制構件的受力情況進行，并且采取上下對齊以及成列分布的方式來對洞口進行設置。

2）對細節構造的優化設計。在細節部位必須要對防滲漏以及防水和接縫位置進行有效的分析，比如導水管以及官腔構造的設計，再有就是墻板上下側縫的設計等部位。

3）對節點進行設計。預制內外墻板的幾何尺寸要求非常的嚴格，所以在對門窗進行設計時一定要對其予以充分的考慮，并且把預制墻板和門窗進行有效的連接，而且要盡可能的使用沒有副框的形式，以便能夠更好的保障外窗和洞口之間的接縫不會出現滲漏問題。

4）對外墻以及外立面的設計。在對外墻進行設計時，必須要保障外墻立面的美觀和經濟，而為了確保其防水效果，在設計時要確保構造的設計與材料有效的結合，并且確保其防水以及隔音、防火的各項性能。

2.2結構設計

結構設計主要包括鋼結構設計和三板設計等內容，其中前者涉及豎向及水平受力構件設計，后者包含樓板、內墻板和外墻板的設計。

裝配式鋼結構住宅的外墻最為復雜，目前大部分使用的墻板是輕質條板，如蒸壓加氣混凝土條板，預制墻板與主體框架一般通過拉結筋、螺栓、連接件等進行連接。預制墻板是通過連接的方式來使其和主體結構進行搭接的，而且在圍護結構的穩定和強度方面，其連接的部位發揮了非常大的作用，尤其是在高烈度地震區的節點位置，因為該部位受力比較大，所以非常容易產生破壞問題，因為就非常容易出現預制墻板脫落的問題，進而引發次生災害的出現，所以在對預制鋼結構進行設計時，比如要對預制墻板和主體結構的連接形式予以高度的重視，通常要遵循幾個方面：

首先，在設計的過程中為了保證穩定性盡量避免使用臨時支撐的預埋件以及固定連接件的預埋吊件，而且一旦遇到特殊情況要本著滿足設計工況的標準進行。再有就是不管實在安裝還是運輸、制作的過程中，都要確保預制構件的演算和規定的標準相一致。

其次就是必須要對預制構件的承載力進行驗算，從而使其更好的滿足地震工況的設計要求，然后就是要對預制構件的裂縫以及變形和承載力進行驗算，從而使其滿足持久設計工況的實際需要。

2.3鋼結構深化設計

裝配式鋼結構建筑中鋼結構的深化設計應在充分理解各專業設計圖紙的基礎上，合理規劃、統籌安排、精心設計，特別應注重各專業的協同深化設計和鋼結構制作工藝要求，兼顧考慮鋼結構的施工便利性。

裝配式鋼結構建筑中鋼結構的深化設計與普通鋼結構深化設計一樣，應對鋼結構節點進行重點分析設計，使其符合結構設計假定、可靠性，并具備合理的施工性能。深化設計時需應特別注意以下事宜：

1）鋼柱分段應綜合考慮鋼柱受力特點、施工方案、塔吊或其他起吊設備機械性能；汽車運輸條件及成本和現場焊接條件等因素，確定鋼柱分段長度及分段點。

2）考慮到綜合成本，在滿足受力性能和保證施工質量的前提下，梁柱連接節點盡量不采用牛腿連接形式。

3）對于跨度較大的鋼梁，其計算方法在《鋼結構設計規范》中已給出，起拱值應適宜，一般鋼梁起拱值控制在L/500—L/1000范圍內。

4）如選用鋼筋桁架樓承板組合樓板，則應考慮次梁間距盡量滿足樓承板無支撐跨度要求，否則，深化設計應考慮施工階段設置臨時支撐。

5）考慮鋼結構構件管道孔洞加強措施，樓板、墻板附屬金屬結構的連接等，避免現場二次施焊，盡量減少現場焊接量。

深化設計時，借助于可視化三維軟件建模，易于保障鋼結構構件能夠在相應模型結構中進行合理呈現，如此也就能夠保障具體鋼結構構件的運用均能夠較為合理高效，避免相互之間存在矛盾，實現各專業協同深化設計。

2.4管線深化設計

裝配式鋼結構建筑進行管線綜合深化設計的目的就是保證預制構件與裝修層之間管線的深化：①曲線型管道需要適當避讓直線型的管道；②管路附件少的管道應適當避讓多附件的管道，便于附件的維修以及施工安裝操作；③由于熱水管道需要進行保溫層施工，因此冷水管線要適當避讓熱水管線；④重力管線是以重力為依據來輸送流體，當其與壓力管線相交叉時，壓力管線應避讓重力管線；⑤在管線布置過程中，應遵循“先大后小”的原則，因而小管徑管線需要避讓大管徑的管線。