高层装配式钢结构住宅结构优化

王霞

【摘要】经济的不断发展，加速了城市化的进程，建筑工程的需求量也逐年攀升。随着建筑工程的发展，为提高其工程质量，装配式钢结构建筑工程成为许多施工单位的首要选择。对于装配式钢结构建筑工程而言，其在施工的过程中，最为关键的是钢结构施工技术的运用，通过对该项技术的合理运用，极大的提高了钢结构工程的质量，同时，还需要加大对工程建造管理的重视程度，避免因管理不到位产生安全事故问题。本文就高层装配式钢结构住宅结构优化展开探讨。

【关键词】装配式;钢结构;建筑工程

现在装配式钢结构在我国已经有了非常广阔的市场，具有方便快捷的特征，还符合建设生态文明的需要，能营造一个良好的生态环境。在城镇建设中装配式钢结构被大量使用，居民住宅就是一个例子。

1、钢结构的具体概述

装配式建筑是现代化工业生产方式的代表。装配式建筑可以理解为用搭积木的形式建房。其主要构件都是在加工厂完成，完成后送到现场进行组装。装配式建筑主要有三种类型，分别是混凝土结构、钢结构、现代木结构。钢结构建筑是用钢材料所组成的建筑，有非常大的优势。和传统的混凝土相比，钢结构产生的建筑垃圾比较少，对环境的污染比较小。除此之外，它还有一个优势就是工期比较短，可以尽快完成作业，提高工作效率。钢结构建筑最大的优点就是工业化程度非常高，因此有较高的工程质量。而且现场湿作业非常少，方便那些冬季混凝土施工不便的地区。钢结构建筑产生的污染较少。与传统方式相比，钢结构建筑所产生的污染会小很多。当钢结构建筑完工后，拆除和迁移工作是非常容易的，这些钢材料还可以继续使用，减少了资源的浪费。钢结构建筑还有一个特点就是自重轻，能提高建筑物的净高，使之拥有一个更为开放的空间。装配式钢结构建筑具有以下优点：（1）没有现场现浇节点，安装速度更快，施工质量更容易得到保证;（2）钢结构是延性材料，具有更好的抗震性能;（3）相对于混凝土结构，钢结构自重更轻，基础造价更低;（4）钢结构是可回收材料，更加绿色环保;（5）精心设计的钢结构装配式建筑，比装配式混凝土建筑具有更好的经济性;（6）梁柱截面更小，可获得更多的使用面积。缺点是本身具有较高的造价成本，设计较为复杂，安装需要具有一定的专业技术，对安装专业性和技术性的要求更高，在发展推广过程中受到一定的局限性，其应用领域还存在较大的发展空间。鉴于此，加强对钢结构施工技术的不断研究，进行相应的优化升级，对其建筑工程行业未来的发展有着积极的促进作用。装配式钢结构建筑具有以下缺点：（1）相对于装配式混凝土结构，外墙体系与传统建筑存在差别，较为复杂;（2）如果处理不当或者没有经验，防火和防腐问题需要引起重视;（3）如设计不当，钢结构比传统混凝土结构更贵，但相对装配式混凝土建筑而言，仍然具有一定的经济性。

2、高层装配式钢结构住宅结构优化

2.1对施工图纸进行相应的审查

在工程建造的过程中，设计图纸对整个工程起着至关重要的作用。设计图纸是工程建造和施工的首要依据，直接影响着整个工程的结构构造以及质量安全，决定了建筑工程的成败。如果设计图纸存在较大问题，会造成安全隐患，还有可能会引发严重的安全事故，对施工人员的生命安全和工程的质量安全产生威胁。因此，对工程的设计图纸进行科学规范的审查不可或缺，一旦发现问题，应迅速提出具有针对性的解决方案，避免对工程产生不可挽回的损失。

2.2结构设计优化

（1）主体连接节点设计。现如今，很多的装配式钢结构建筑的外墙板采用的是轻质均质墙板，比如ALC板，楼板的材料一般都是使用混凝土叠合楼板，很多的装配式钢结构建筑的框架和预制墙板之间是通过很多的金属零件进行连接的，很多预制楼板和主体结构的连接件主要是用抗剪连接件进行连接，预制墙板和传统的混凝土浇筑的墙体不同，预制墙板是直接和主体结构连接在一起的，在整个装配式钢结构建筑中主体结构和预制墙板之间的连接是整个建筑工程中受力的关键部位，对整个钢结构建筑都有着很大的影响。如果有比较强的外力破坏，会导致预制墙板脱落，影响钢结构整体的稳定性，还可能引发次生灾害，因此再进行深化设计时要特别注意预制墙板和主体间的连接，要保证预制墙板和主体间的连接牢固，具有足够的稳定性。（2）梁-柱节点设计。以某钢结构大厦为例，进行结构设计时梁-柱节点间的设计首先要注意柱与梁翼缘之间的连接，梁翼缘与柱之间的连接一般靠的是焊接，焊接时要注意在焊缝连接处加设衬板，因为焊接一般采用的是全熔透坡口焊接。此外，要在翼缘的两侧设置引弧板，在梁腹板上下端作扇形切角，一些连接点的固定要采用适当的点焊进行固定，所有的操作规范要满足相关的规范要求。在进行梁腹部和钢之间的连接时也要用到全熔透坡口焊缝，其中要注意焊缝的厚度大于5mm且满足等强要求，对于一些厚度较大的要采用K字形坡口对接焊缝。当节点区的板厚度大于30mm時，要对节点板进行预热处理和后热处理。

2.3管线综合深化设计

在设计小管径管线时，应该根据现实的情况来进行相关设计，对大管径管线进行避让。因此，设计人员可以先设计较大管线的线路，然后再布置小管道。相关的压力管线也需要优化设计，使重力管线避开压力管线，提高管线布置的合理性。冷水管道和热水管道需要分开进行工作，原因在于热水管道是有保温层的，但是冷水管不需要保温层的处理。冷水管的施工造价很高，要先布置热水管道，进行相关的设计工作。

2.4机电设备设计

在进行装配式钢结构的机电设备设计时，首先要对预埋管线进行合理的设计，一般预埋管线和预留管道槽两种形式，在设计时要注意将预留管道槽和的位置和管线的型号进行明确的标注，要给管道安装和调试留出足够的空间，如果需要在管道弯头处增加预留槽的深度，则要保障管道弯头和预留槽的匹配。此外，对于燃气的预留预埋要注意入户时的外墙板预留设计，要考虑燃气管径的大小和空间的位置，保证预留的空间和孔洞大小能够满足正常的燃气需求。对于电气管线的预留预埋，主要是在预制墙板内进行操作的，首先要保障墙板上不同材质线管线盒与强弱电专业相配合，要保障管线穿线的材料质量，还要考虑后续施工的方便性。

2.5钢结构防火防腐设计

受到钢板材质特性的影响，相关人员需要注意钢材的防腐和防火的问题，经常使用的防火措施是防火板和钢柱外包防火砌块以及防火涂料。在对建筑进行建设的时候，防火处理可以和建筑装修相结合，这样在达到防火效果的同时，也能让室内的装修呈现良好的状态。

结语：

经济的高速发展，使得人们的生活水平发生了翻天覆地的变化，对生活质量有着更高的追求，因此，工程建造的发展面临着更大的挑战。装配式钢结构建筑属于高效率、低耗能、经济效益高的建筑类型，也符合我国建设生态文明的需要。加快对装配式钢结构的研究，使建材和预制构件生产集中化、大型化，从而推动装配式钢结构建筑产业化，是我国行业发展的必然选择。

参考文献：

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