装配式钢结构建筑的深化设计

2020-11-26蔡树珍

建材发展导向 2020年15期

蔡树珍

（安徽中亚钢结构工程有限公司，安徽合肥 230000）

我国经济的迅速发展，促进了我国建筑行业的进步，建筑行业进步在一定程度上也推动了建筑技术的发展，在这样的背景下装配式钢结构建筑被发展和应用。当前，在我国建筑行业当中，钢结构建筑被广泛推广应用，受到了建筑企业的一致好评。所以，在我国建筑工程逐渐增加的情况下，对装配式钢结构建筑的设计研究和优化非常重要。

1 装配式钢结构建筑的简单阐述

1.1 装配式钢结构的发展介绍

装配式钢结构建筑的发明时间很早，最早是由英国建筑设计者研究设计的，当时装配式钢结构建筑分为“Stick”、“Panel”以及“Modular”等三个等级组成，主要设计思路是将钢结构部件直接生产，再使用螺栓或自攻螺栓将钢结构进行连接［1］。与国外相比我国的钢结构建筑应用稍晚，大约在上个世纪90年代，我国建筑工程领域当中才应用到钢结构建筑，最早我国的钢结构建筑大多数应用到民用住宅建筑当中。而随着我国建筑工程钢结构形式可以分为；H型钢柱体系、钢管混凝土柱体系以及c型钢柱体系。

1.2 装配式钢结构的特点

装配式钢结构能够在建筑工程领域当中广泛应用必有其自由的特点，当前装配式刚结构的主要特点包括以下几点；首先，装配式钢结构与传统建筑解结构相比具有设计周期短的特点。随着现代建筑工程的进步和信息化手段的应用，在钢结构建筑设计中可以使用到现代设计建模系统进行建模，如BIM系统，通过三维建模和数据计算，对钢结构细节进行分析设计，从而很大程度上提高了设计的效率。其次，装配式建筑结构具有生产效率高的特点。钢结构建筑在施工中是预先制作主体墙板以及其他构件，在具体施工中只需使用锚固工具将结构互相连接即可，从而在一定程度上提高了建筑结构生产和转配的工作效率。

最后，装配式钢结构的建筑适应性更加强，采用预制工业化生产模式，在进行装配过程中，钢结构建筑省去了很多的传统建筑工序，所以避免了工序收到天气因素影响，所以整体的装配式钢结构建筑适应性更强。此外，钢结构建筑本事也具有轻便，连接方便等特点。

2 装配式钢结构建筑结构的设计原则

装配式钢结构建筑在设计过程中应该遵循实用性和可持续发展性原则。首先，实用性是所有建筑基础功能实现的基础设计原则，装配式钢结构建筑想要在未来的建筑领域受到更广泛的应用，就要从实际出发，解决当前建筑工程中出现的问题，完善自身建筑结构的基础功能。其次，当前装配式钢结构建筑在进行设计时，应该出于可持续发展性原则进行设计。随着节能减排工作的持续深入，我国建筑行业以可持续发展为目标，主张应用现代建筑技巧，提升建筑工程的施工效率，实现绿色施工。在钢结构设计中材料设计和技术使用都要符合节能减排和环保工作的要求，从而促进建筑工程绿色施工的实施。

3 装配式钢结构建筑的设计优化策略

3.1 装配式钢结构建筑的建筑设计优化

装配式钢结构设计优化，首要进行建筑设计优化，是建筑结构设计更满足建筑美观性、经济性以及实用性的要求。建筑设计优化具体包括以下几方面内容；1）平面设计优化。钢结构竖向构件应该保持连续性，如钢结构主体墙和钢结构柱结构。部分结构应该满足预制构件受力合理、几何尺寸合理、位置成列布置合理的要求。其中包括窗、门等主体结构设计；2）立面内外墙设计优化。一方面，建筑外墙体现着整体钢结构的美观性，所以外墙多样美观性是优化设计的要求。另外一方面，内外墙结构是钢结构建筑的主体，所以设计中要优化防水、防火、保温、隔声的功能性。3）门窗安装节点的优化设计。①在门窗外墙主体设计中，要保证尺度的设计精准性；②优化设计钢结构，门窗的连接方式为无门窗副框的安装方式，这样的安装方式不仅方便，更是有有利于设计效率的提升；③针对外墙和外墙窗洞口进行防渗漏设计，保证接缝处良好。

3.2 装配式钢结构建筑的结构设计优化

装配式钢结构建筑的结构优化设计具体包括以下几方面内容；梁柱设计优化。1）设计采用全熔透坡口焊缝方式进行梁翼缘与柱的连接并在焊缝连接的位置设置衬板；2）设计优化在钢结构翼缘坡口的两端位置上安装引弧板［2］；3）设计优化钢结构翼缘与扇形切角连接，采用圆弧连接方式进行过度，并使用衬板进行反向固定；4）钢结构的梁腹部连接设计优化，①设计采用全熔透焊接方式；②当板厚度在＜16mm的情况下使用双角焊缝的方式，并且应该保证焊缝厚度应该＞5mm；③当焊接板厚度在＞16mm的情况下应该采用K字型坡口进行焊接。