装配式钢结构建筑的深化设计探讨

唐宗滨

摘 要：装配式钢结构建筑通过合理的运用信息化技术，来实现建筑构部件从设计、制造、运输到安装等全周期的实施规划。深化设计对于装配式钢结构建筑至关重要，本文从建筑设计、结构设计、钢结构深化设计等多方面进行了详细的分析。

关键词：装配式；钢结构；建筑设计

1 装配式钢结构建筑应用特点分析

1.1有助于确保建筑设计的准确性

装配式钢结构建筑要求协同设计，各专业通过使用共同的模型平台实现专业设计互动。该工作模式设计成果具有非常高的准确性，其主要表现就是建筑结构的模型特点非常清楚，设计出来的效果出现偏差的概率非常低，能够确保最大程度上的设计最优化，能够以三维立体模型的结构展现出来，从而能使设计的细节更直观，使得装配式建筑设计更为科学合理，而且通过模拟软件可以把后续工作中一些比较关键或者困难的环节进行提前模拟，由此来查看采用相应技术是否能够顺利的实施，进而有效的提高了其可行性效果，在很大程度上降低了具体实施过程中出现问题的概率，同时也确保了后续施工中整体建筑的施工进度、施工质量和效果。

1.2施工效率明显提升

装配式钢结构建筑通过应用BIM技术，不仅提升了设计的可靠性以及精确性，而且还在具体的施工过程中体现出更为突出的连贯性，此特点的显著效果就是有效的提高了工程的施工进度，缩短了施工的工期。通过科学合理的安排，确保各项工序得以有效的落实，加上科学的选择安排作业人员，能够在很大程度上实现其操作水平的最优化。此外，装配式钢结构的施工操作对于周围天气环境的依赖性不强，可以实现较为突出的全天候作业效果。

2 装配式钢结构建筑深化设计的运用

2.1建筑设计

1）平面设计。在对卫生间以及厨房进行设计时，一定要严格按照标准进行，并且要确保平面布置的科学合理，此外就是在对门窗几何以及平面进行设置时也要严格依据预制构件的受力情况进行，并且采取上下对齐以及成列分布的方式来对洞口进行设置。

2）对细节构造的优化设计。在细节部位必须要对防渗漏以及防水和接缝位置进行有效的分析，比如导水管以及官腔构造的设计，再有就是墙板上下侧缝的设计等部位。

3）对节点进行设计。预制内外墙板的几何尺寸要求非常的严格，所以在对门窗进行设计时一定要对其予以充分的考虑，并且把预制墙板和门窗进行有效的连接，而且要尽可能的使用没有副框的形式，以便能够更好的保障外窗和洞口之间的接缝不会出现渗漏问题。

4）对外墙以及外立面的设计。在对外墙进行设计时，必须要保障外墙立面的美观和经济，而为了确保其防水效果，在设计时要确保构造的设计与材料有效的结合，并且确保其防水以及隔音、防火的各项性能。

2.2结构设计

结构设计主要包括钢结构设计和三板设计等内容，其中前者涉及竖向及水平受力构件设计，后者包含楼板、内墙板和外墙板的设计。

装配式钢结构住宅的外墙最为复杂，目前大部分使用的墙板是轻质条板，如蒸压加气混凝土条板，预制墙板与主体框架一般通过拉结筋、螺栓、连接件等进行连接。预制墙板是通过连接的方式來使其和主体结构进行搭接的，而且在围护结构的稳定和强度方面，其连接的部位发挥了非常大的作用，尤其是在高烈度地震区的节点位置，因为该部位受力比较大，所以非常容易产生破坏问题，因为就非常容易出现预制墙板脱落的问题，进而引发次生灾害的出现，所以在对预制钢结构进行设计时，比如要对预制墙板和主体结构的连接形式予以高度的重视，通常要遵循几个方面：

首先，在设计的过程中为了保证稳定性尽量避免使用临时支撑的预埋件以及固定连接件的预埋吊件，而且一旦遇到特殊情况要本着满足设计工况的标准进行。再有就是不管实在安装还是运输、制作的过程中，都要确保预制构件的演算和规定的标准相一致。

其次就是必须要对预制构件的承载力进行验算，从而使其更好的满足地震工况的设计要求，然后就是要对预制构件的裂缝以及变形和承载力进行验算，从而使其满足持久设计工况的实际需要。

2.3钢结构深化设计

装配式钢结构建筑中钢结构的深化设计应在充分理解各专业设计图纸的基础上，合理规划、统筹安排、精心设计，特别应注重各专业的协同深化设计和钢结构制作工艺要求，兼顾考虑钢结构的施工便利性。

装配式钢结构建筑中钢结构的深化设计与普通钢结构深化设计一样，应对钢结构节点进行重点分析设计，使其符合结构设计假定、可靠性，并具备合理的施工性能。深化设计时需应特别注意以下事宜：

1）钢柱分段应综合考虑钢柱受力特点、施工方案、塔吊或其他起吊设备机械性能；汽车运输条件及成本和现场焊接条件等因素，确定钢柱分段长度及分段点。

2）考虑到综合成本，在满足受力性能和保证施工质量的前提下，梁柱连接节点尽量不采用牛腿连接形式。

3）对于跨度较大的钢梁，其计算方法在《钢结构设计规范》中已给出，起拱值应适宜，一般钢梁起拱值控制在L/500—L/1000范围内。

4）如选用钢筋桁架楼承板组合楼板，则应考虑次梁间距尽量满足楼承板无支撑跨度要求，否则，深化设计应考虑施工阶段设置临时支撑。

5）考虑钢结构构件管道孔洞加强措施，楼板、墙板附属金属结构的连接等，避免现场二次施焊，尽量减少现场焊接量。

深化设计时，借助于可视化三维软件建模，易于保障钢结构构件能够在相应模型结构中进行合理呈现，如此也就能够保障具体钢结构构件的运用均能够较为合理高效，避免相互之间存在矛盾，实现各专业协同深化设计。

2.4管线深化设计

装配式钢结构建筑进行管线综合深化设计的目的就是保证预制构件与装修层之间管线的深化：①曲线型管道需要适当避让直线型的管道；②管路附件少的管道应适当避让多附件的管道，便于附件的维修以及施工安装操作；③由于热水管道需要进行保温层施工，因此冷水管线要适当避让热水管线；④重力管线是以重力为依据来输送流体，当其与压力管线相交叉时，压力管线应避让重力管线；⑤在管线布置过程中，应遵循“先大后小”的原则，因而小管径管线需要避让大管径的管线。