裝配式鋼結構建筑的深化設計

蔡樹珍

（安徽中亞鋼結構工程有限公司，安徽 合肥 230000）

我國經濟的迅速發展，促進了我國建筑行業的進步，建筑行業進步在一定程度上也推動了建筑技術的發展，在這樣的背景下裝配式鋼結構建筑被發展和應用。當前，在我國建筑行業當中，鋼結構建筑被廣泛推廣應用，受到了建筑企業的一致好評。所以，在我國建筑工程逐漸增加的情況下，對裝配式鋼結構建筑的設計研究和優化非常重要。

1 裝配式鋼結構建筑的簡單闡述

1.1 裝配式鋼結構的發展介紹

裝配式鋼結構建筑的發明時間很早，最早是由英國建筑設計者研究設計的，當時裝配式鋼結構建筑分為“Stick”、“Panel”以及“Modular”等三個等級組成，主要設計思路是將鋼結構部件直接生產，再使用螺栓或自攻螺栓將鋼結構進行連接［1］。與國外相比我國的鋼結構建筑應用稍晚，大約在上個世紀90年代，我國建筑工程領域當中才應用到鋼結構建筑，最早我國的鋼結構建筑大多數應用到民用住宅建筑當中。而隨著我國建筑工程鋼結構形式可以分為；H型鋼柱體系、鋼管混凝土柱體系以及c型鋼柱體系。

1.2 裝配式鋼結構的特點

裝配式鋼結構能夠在建筑工程領域當中廣泛應用必有其自由的特點，當前裝配式剛結構的主要特點包括以下幾點；首先，裝配式鋼結構與傳統建筑解結構相比具有設計周期短的特點。隨著現代建筑工程的進步和信息化手段的應用，在鋼結構建筑設計中可以使用到現代設計建模系統進行建模，如BIM系統，通過三維建模和數據計算，對鋼結構細節進行分析設計，從而很大程度上提高了設計的效率。其次，裝配式建筑結構具有生產效率高的特點。鋼結構建筑在施工中是預先制作主體墻板以及其他構件，在具體施工中只需使用錨固工具將結構互相連接即可，從而在一定程度上提高了建筑結構生產和轉配的工作效率。

最后，裝配式鋼結構的建筑適應性更加強，采用預制工業化生產模式，在進行裝配過程中，鋼結構建筑省去了很多的傳統建筑工序，所以避免了工序收到天氣因素影響，所以整體的裝配式鋼結構建筑適應性更強。此外，鋼結構建筑本事也具有輕便，連接方便等特點。

2 裝配式鋼結構建筑結構的設計原則

裝配式鋼結構建筑在設計過程中應該遵循實用性和可持續發展性原則。首先，實用性是所有建筑基礎功能實現的基礎設計原則，裝配式鋼結構建筑想要在未來的建筑領域受到更廣泛的應用，就要從實際出發，解決當前建筑工程中出現的問題，完善自身建筑結構的基礎功能。其次，當前裝配式鋼結構建筑在進行設計時，應該出于可持續發展性原則進行設計。隨著節能減排工作的持續深入，我國建筑行業以可持續發展為目標，主張應用現代建筑技巧，提升建筑工程的施工效率，實現綠色施工。在鋼結構設計中材料設計和技術使用都要符合節能減排和環保工作的要求，從而促進建筑工程綠色施工的實施。

3 裝配式鋼結構建筑的設計優化策略

3.1 裝配式鋼結構建筑的建筑設計優化

裝配式鋼結構設計優化，首要進行建筑設計優化，是建筑結構設計更滿足建筑美觀性、經濟性以及實用性的要求。建筑設計優化具體包括以下幾方面內容；1）平面設計優化。鋼結構豎向構件應該保持連續性，如鋼結構主體墻和鋼結構柱結構。部分結構應該滿足預制構件受力合理、幾何尺寸合理、位置成列布置合理的要求。其中包括窗、門等主體結構設計；2）立面內外墻設計優化。一方面，建筑外墻體現著整體鋼結構的美觀性，所以外墻多樣美觀性是優化設計的要求。另外一方面，內外墻結構是鋼結構建筑的主體，所以設計中要優化防水、防火、保溫、隔聲的功能性。3）門窗安裝節點的優化設計。①在門窗外墻主體設計中，要保證尺度的設計精準性；②優化設計鋼結構，門窗的連接方式為無門窗副框的安裝方式，這樣的安裝方式不僅方便，更是有有利于設計效率的提升；③針對外墻和外墻窗洞口進行防滲漏設計，保證接縫處良好。

3.2 裝配式鋼結構建筑的結構設計優化

裝配式鋼結構建筑的結構優化設計具體包括以下幾方面內容；梁柱設計優化。1）設計采用全熔透坡口焊縫方式進行梁翼緣與柱的連接并在焊縫連接的位置設置襯板；2）設計優化在鋼結構翼緣坡口的兩端位置上安裝引弧板［2］；3）設計優化鋼結構翼緣與扇形切角連接，采用圓弧連接方式進行過度，并使用襯板進行反向固定；4）鋼結構的梁腹部連接設計優化，①設計采用全熔透焊接方式；②當板厚度在＜16mm的情況下使用雙角焊縫的方式，并且應該保證焊縫厚度應該＞5mm；③當焊接板厚度在＞16mm的情況下應該采用K字型坡口進行焊接。

3.3 裝配式鋼結構建筑的機電管線設計優化

裝配式鋼結構建筑的機電管線設計優化具體包括以下幾方面內容；1）優化設計原則為，小管線路設計與大管設計線路沖突時，小管線應該避讓大管線線路。2）冷水管線線路設計中要對熱水管線進行避讓；3）曲線管線設計過程中應該對直線管道線路進行規避，優化線路設計；4）鋼結構主體在預制過程中應該預留管線盒的位置。

4 結語

當前建筑領域當中，鋼結構建筑非常流行，是我國建筑工程發展的新方向。而在我國建筑行業快速發展之際，裝配式鋼結構建筑想要占領建筑市場成為主流建筑形式，就要對自身的建筑結構進行設計優化。