裝配式鋼結構建筑的深化設計研究

陳天意

摘要：在現代社會的不斷建設之下，社會人群對于建筑的需求日益提高，使得建筑行業需要朝向更高的水平發展。目前，為了滿足社會人群的需求，建筑行業發展出了許多不同的建筑形式，其中就包括了裝配式銅結構建筑，此建筑形式與傳統的建筑形成有著巨大差異，其主要是通過預先生產的工藝，制造相應的銅結構配件，之后將鋼結構配件安裝、穩固，如此即完成了建設，這樣的方式相較于傳統的施工建設而言，其工藝流程更加簡便，同時還有助于資源配置優化、工程造價降低，因此裝配式銅結構建筑形式，受到了廣大建筑企業的推崇。本文為了了解裝配式鋼結構建筑形式，將結合此形式建設的現狀進行分析，對其中的特點、深化設計的應用進行研究。

關鍵詞：建筑行業；裝配式；銅結構

現代社會的制造業與建筑業的技術水平都已經達到了一個新的層次，在此前提下，產生了許多新式的建筑形式，其中較為常見的即為裝配式鋼結構建筑形式。裝配式鋼結構建筑形式突破了傳統施工建造的局限性，其屬于一種預先制造配件，再通過配件拼裝、配件穩固的方法來構建完整建筑的建設方法，此方法在許多施工實踐中，都已經驗證了裝配式鋼結構建筑建設的質量，因此此建設形式受到了廣大的推崇。

一、裝配式鋼結構建筑的主要特點

（一）設計周期縮短

在裝配式鋼結構建筑形式之下，其能夠通過工程設計軟件來構建相應的模型，之后對模型直接進行調整來完成設計，將此設計流程與傳統設計流程相比，可以證實裝配式鋼結構建筑形式的設計流程便捷性較高，其設計周期較短。因為現代信息技術的發展，許多信息化建筑設計軟件系統應運而出，例如BIM軟件，將BIM軟件技術應用于裝配式鋼結構建筑形式當中，即可實現立體的三維模型建設，此模型對于工程設計的展示更具直觀性，便于設計人員對裝配式鋼結構建筑建構進行觀察，進而在需要對設計進行調整時，設計人員可以直接在模型上進行調整，并且BIM軟件系統會自動計算調整后，其他位置的變化，以此來提高設計的合理性，確保設計的質量與精度達到一個更高的水平。

（二）生產率提高

與傳統的施工形式不同，裝配式鋼結構建筑形式主要以生產預制結構為主要手段，這樣的生產形式，實際上就是將建筑結構分解，進而單獨進行生產，而因為分解會使得生產目標的規模以及需求變小，所以生產不需要人工一磚一瓦的進行施工，而是可以通過工廠流水線同時生產大量的預制構建，此時就提高了建筑結構的生產率，有效提高建筑工程的施工效率。

（三）施工效率提高

在裝配式鋼結構建筑形式當中，因為預制結構的生產，施工建設人員不需要依照傳統工藝進行建造，只需要將預制結構相互拼接，并進行穩固之后即可形成完整的建筑，此工藝流程與傳統施工流程比較，具有更高的便捷性。此外，因為預制結構的生產過程多數依靠工業化機械，其生產的精準度、強度等性能，均要超出人工的施工結果，并且因為鋼結構本身的性能，其對于氣候變化并不敏感，所以不會出現混凝土施工當中的弊端，容易實現全天候施工。

二、裝配式鋼結構建筑深化設計的實際應用

（一）建筑整體設計應用

在現代人群的觀念下，高質量的建筑不但需要具備美觀、舒適的基本性能，還需要重視其環保、經濟的效益，所以為了滿足現代人群的需求，在裝配式鋼結構建筑深化設計方面，需要重點圍繞此點進行設計，圖1為普遍裝配式鋼結構建筑深化設計內容。

因建筑整體設計所涵蓋的層面較為廣泛，所以下文將對裝配式鋼結構建筑深化設計在建筑整體設計當中主要的應用層面進行逐一分析。

1、平面設計。通過裝配式鋼結構建筑深化設計，首先能夠對建筑平面設計的承重物分布進行優化，確保建筑的豎向承重結構的應力能夠均勻分布。其次，在門窗、洞口等設計方面，因為預制件的精度，其各自能夠保持上下對齊，并且幾何尺寸能夠滿足結構的受力需求。

2、立面、外墻設計。為了滿足現代社會人群的需求，在裝配式鋼結構建筑深化設計之下，首先可以對預制件結構進行美化設計，實現建筑的基本要求。其次，為了實現經濟環保效益以及功能性，在深化設計當中，能夠了解預制件拼接結構之間是否存在縫隙，如存在縫隙則可以直接對其進行填補，并且可知整體結構的薄弱位置，進而在此類部位增設防水、防火、耐溫、降噪等設施，以此優化建筑內部環境。

3、小型金屬構件設計。小型金屬構件即為金屬預埋件，主要為了滿足房屋電氣設備安裝的需求，在裝配式鋼結構建筑深化設計之下，能夠有效的對金屬預埋件的埋設點進行計算，確保埋設點的精度，同時還能夠避免預埋件與其他結構的沖突。此外，在深化設計當中，預埋件的埋設點需要相對集中、隱蔽，避免對建筑內部美觀造成影響。

（二）建筑結構設計

建筑結構設計主要可以分為主體結構設計、附屬結構加強設計兩個方面，裝配式鋼結構建筑深化設計之下，首先能夠構建主體結構預制件，例如鋼梁、鋼柱等，并且計算預制構建的承載力以及變形、裂縫的動態曲線，從而實現高質量的建筑結構建設。其次針對附屬結構加強方面，主要包括加勁肋、加強板、連接板等，此類附屬結構除了需要具備良好的動態曲線以外，還需要具備一定的功能性，在深化設計當中，需要可以針對性的提高此類據誒購的功能性。

（三）機電設備設計

機電設備是現代房屋建設當中必備的元素，在裝配式鋼結構建筑深化設計之下，首先能夠為機電設備提供相應的金屬預埋件，以便于安裝。其次，針對部分大型的極端設備，例如排水機電設備，其除了需要金屬預埋件以外，還需要一定的管線設計空間，在此前提下，通過預制件的設計，能夠預先性的提供管線設計空間，同時保障管線與設備的連接處能夠匹配。

此外，在深化設計之下，還能夠保障管線設計空間的深度。在傳統施工當中，時常會出現管線空間深度過淺，導致管線外露的現象，使得建筑美觀遭到了破壞，而通過深化設計，其預制件因為精度較高，所以在拼接夠能夠形成合理的空間深度，并且因為鋼結構的性能，可以在很長的一段時間之內，保障建筑不會出現管線外露的現象。

（四）管線綜合設計

因為現代建筑當中包含了許多不同種類的管線，其各自規模大小均有差異，并且互相之間可能還存在干擾，因此為了避免管線互相干擾，需要通過裝配式鋼結構建筑深化設計的應用，將不同規格的管線歸納、分類，使不同管線之間保持間距。管線綜合設計的基本原則如下。

1、管徑較小的管線應當避開大管徑管線，所以在設計時需要先設計安置大管線，再對小管線進行設計安置。

2、壓力管線應當避開重力管線，壓力管線本身需要承載一定的載荷，如果此類管線與重力管線接觸，那么必然會破壞壓力管線的載荷結構，所以在設計當中，需要保持兩類管線的間距，一般情況下，需要將重力管線設置在較高的位置。

3、冷水管線應當避開熱水管線，因熱水管線的主要功能在于輸送熱水，如果其與冷水管線相互接觸，那么可能會因為冷水管線的低溫影響，導致熱水水溫下降，所以兩者之間需要保持間距，施工流程方面，應當有限布置熱水管道。

三、裝配式鋼結構現狀弊端與改善措施

裝配式鋼結構在高溫環境下，其內部的金屬分子會逐漸軟化，從而影響結構整體的強度，對于整體建設的質量具有重大影響。而要對此進行改善，可以采用其他耐溫材料來形成耐溫外殼，以此增強整體結構的耐溫性能，例如采用混凝土使兩者保持有力且緊密的連接。

此外，目前許多裝配式鋼結構建筑還存在其他問題，例如標準化程度不足導致的構件使用效率低下問題，不同項目、不同部位的預制構件有差異，模板周轉率低下，構件生產覆蓋不廣，成本升高。技術體系良莠不齊，連接構造過于復雜等。因此應加速研發適用于裝配式鋼結構建筑的簡易連接或干式連接方法，并有效推廣應用。另外裝配式鋼結構建筑減震隔震技術有待提高，應實現利用減隔震技術提高裝配式建筑抗震性能，探討基底隔震體系、層間隔震體系、梁柱節點安裝耗能阻尼器等在裝配式鋼結構建筑中的可行性與施工便捷性。

四、結語：

本文主要對裝配式鋼結構建筑深化設計進行了研究分析，分析首先針對裝配式鋼結構建筑的主要特點進行了解，從而得知其與傳統施工建設的區別、裝配式鋼結構建筑形式的原理，之后結合現狀，分析了裝配式鋼結構建筑深化設計的實際應用，望本文能夠帶來參考意義。