裝配式鋼結構建筑設計的分析與研究

摘要：裝配式鋼結構建筑是新時期較為常見的一種建筑結構形式，該建筑結構設計表現出較強的經濟性和環保性，相較于傳統建筑結構設計具有較大的優勢。本文主要結合筆者裝配式鋼結構建筑設計的實際經驗，首先概括在對其設計時的要點，然后提出設計中應當注意的一些問題，希望通過本次研究能夠加深裝配式鋼結構建筑設計的認識。

關鍵詞：裝配式鋼結構;設計要點;注意事項

在裝配式鋼結構建筑設計中，多采用輕質高強度的鋼構件做為主要材料，然后利用計算機軟件對鋼構件的具體尺寸進行優化設計，以提升現場施工安裝的有效性。對目前國內較為常見的裝配式鋼結構建筑形式進行分類，主要分為以下三種類型：框架支撐結構、鋼框架剪力墻結構以及混合框架剪力墻結構^[1]。在實際設計中應先明確具體的結構類型，然后應用模數化設計方式，提升結構設計的科學性和合理性。

一、裝配式鋼結構建筑設計的要點

在進行裝配式鋼結構建筑設計的過程中，為有效提升設計的質量，使建筑具備較為完善的配套設施，應注意把握以下一些建筑設計要點。

（一）做好整體規劃設計

整體規劃設計屬于裝配式鋼結構建筑設計中的基礎性環節，在該環節中不僅應考慮建筑工程的采光問題和通風問題，使二者達到建筑設計的相關規范要求，而且還應當考慮建筑設計施工的造價和進度，確保建筑結構安全性?；诖耍谶M行規劃設計的過程中，應深入施工現場，對現場實際情況進行細致勘察，綜合多方面因素展開分析，制定合適的組織施工方案，從而提升裝配式鋼結構建筑施工的效率^[2]。

（二）對預制件的優化設計

在裝配式鋼結構建筑中，預制件是構成建筑框架的基礎，同時也是設計工作中的重點。當前在對預制件設計時，通常應遵循簡潔規整原則、經濟性原則，利用PKPM、YJK、MIDAS Gen等有限元分析軟件對預制件的具體尺寸進行優化設計，將建筑施工造價控制在一個較低的范圍之內。此外還應注意結合實際生產加工進行考慮，確保預制件能夠順利加工完成，為后期施工開展奠定基礎。

（三）對節點的設計

在裝配式鋼結構建筑設計中，為順利完成各預制件之間的連接組裝，并保證整體結構具備較高的穩固性，還需對各連接節點進行更加細致的設計，優化連接件之間的接縫，使整體結構受力能夠趨于平衡。節點設計對建筑結構整體質量有著非常大的影響，因此在實際設計中應加強對此部分的重視，結合實際裝配施工要求，合理優化節點。

（四）多工種的協調配合設計

對于建筑工程而言，其在實際施工過程中通常包含有多個工種，如：機電工程施工、給排水施工、土建施工等，各工種之間有著不同的專業要求。為保證各工種施工建設具有較高的協調性，在設計時應結合各工種實際情況對之做好優化設計。如：在對給排水工程進行設計時，應充分考慮各管線的排布和尺寸，在滿足給排水要求的同時，避免各管線出現交叉的情況，且保證與建筑結構之間有較高的契合度^[3]。

二、裝配式鋼結構建筑設計注意問題

裝配式鋼結構建筑設計具有較強的綜合性，設計過程中需要考慮的因素較多，為了更好的保證設計質量，提升建筑工程的經濟效益，在設計中還需注意以下兩方面問題。

（一）注意對結構體系、板面體系的選擇

在結構體系選擇上，應根據建設單位要求，結合施工現場情況，選擇適宜的建筑結構體系，然后對結構中主要構件的截面進行優化，如：梁、柱的截面，使結構中主要構件能夠將其作用和性能充分發揮出來，簡化結構，降低施工建設造價，提高建筑設計的經濟性。其次還應重視建筑結構板面體系的選擇，當前較為常見的板面形式主要有：普通混凝土疊合板、鋼筋桁架自承式模板樓板、輕鋼樓板等，在實際設計中應綜合建設單位的承載需求，選擇合適的樓面板體系，在滿足實際使用要求的情況下，盡可能降低施工的難度和建設造價^[4]。

（二）加強對施工造價的控制

在建筑結構設計中施工造價控制是十分關鍵的步驟，這也是設計方案價值的重要體現，在設計中首先應保證建筑結構質量達到規范要求，達到建設單位規定要求，然后在此基礎上對設計方案做出優化，合理降低梁柱的截面，使建筑結構整體對鋼材的使用量降低，從而取得更好的經濟性^[5]。此外，在設計混凝土外掛墻板、預制件裝配連接時，還需充分考慮到加工工藝，盡可能規范其中各構件的尺寸，提升加工模具的應用效率，以此有助于降低鋼構件加工制作的成本。同時這也有助于后期裝配安裝施工的順利進行，提升施工的效率，從而達到降低施工周期和施工造價的目的。

三、結語

綜上所述，裝配式鋼結構建筑相較于傳統建筑結構，表現出較高的經濟性和環保性，也因此使得該建筑結構形式在當前市場中得到較為廣泛的應用。但在實際設計中為保證其性能得到良好體現，還需對其中的關鍵性環節引起重視，充分把握設計中的要素，對整體規劃設計、預制件設計、節點設計以及各工種配合設計進行優化，控制建筑設計較易出現問題的點，這樣才能獲得較高的設計質量。

參考文獻：

[1]周裕生.裝配式鋼結構建筑的深化設計研究[J].建筑技術開發，2019，46（05）：9-10.

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[4]南陽.裝配式鋼結構建筑電氣設計需要注意的問題[J].山西建筑，2018，44（26）：122-123.

[5]周雄亮，周觀根，劉偉，朱丹丹.裝配式鋼結構建筑集成系統創新與實踐[J].施工技術，2018，47（15）：39-42+86.

作者簡介：陳超（1978.12-），漢，男，安徽合肥人，本科，高級工程師，研究方向：結構設計。