探究装配式钢结构建筑的设计

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年3月9期   作者:颜静
[导读] 近年来随着我国建筑行业、制造业的快速发展以及国家对装配式建筑的大力推广
        摘要:近年来随着我国建筑行业、制造业的快速发展以及国家对装配式建筑的大力推广,装配式钢结构建筑也越来越广泛的被应用于建筑行业。作为装配式建筑的一种装配式钢结构建筑在其深化设计中需要明确相关技术理论,以便于更好的把握其设计和施工过程。基于此,本文对装配式钢结构建筑的深化设计相关技术理论进行了简单的探讨。
        关键词:装配式;钢结构建筑;设计优化
引言
        作为当前建筑施工的重要形式,装配式钢结构对于建筑工程的质量效益和经济效益具有重大影响。装配式钢结构以其独特的设计要求和理念在社会各行业中的应用体现出其建筑工业化的优势,装配式钢结构在社会各领域中得到广泛性的应用,并逐渐在市场经济体制下显露出及其重要的社会价值。在阐述装配式钢结构应用特征的基础上,对其深化设计具体内容进行分析,以期提升装配式钢结构应用质量,进而推动我国建筑工程行业的健康稳定发展。
1装配式钢结构建筑的特点
1.1建设周期较短
        装配式钢结构应用过程中,现代化的工程设计软件是其设计建模和分析的基础。在其控制下,建筑结构构件的内力分析和几何尺寸设计更加明确、高效,加之其优化了设计变更的实施过程,确保了整体设计的高效进行。而在钢结构构件制作过程中,三维模型和数控机床结合是其基本的应用形态,这种生产模式使设计完成的构件内容可直接投入生产线制造,从而在保证构件生产效率和精确度的基础上,有效缩短项目建设周期。
1.2工业化程度加深
        与传统建设施工方式相比,装配式钢结构的主体构件在工厂生产制造,然后在施工现场进行组装,实现了设计和安装的紧密结合,有助于工序间的合理搭接,从而确保建筑结构整体质量和性能的发挥。钢结构预制件对天气的敏感度不高,全天候的实践作业使作业程序化更明确,有效提升了工程建设的工业化程度。
1.3经济、质量效益突出
        经济效益和质量效益是装配式钢结构建设施工的主要特征。缩减了建设施工的材料应用,并在保证施工周期的同时,实现了工程建设成本的合理控制;与砖土结构和混凝土结构相比,装配式钢结构具有较高的刚度和抗压性能,从而在提升工程建设质量的同时,实现了工程耐久性的有效保证。
2装配式钢结构建筑的设计要求
2.1防腐设计要求
        可根据不同的工程环境及项目要求选择不同的腐蚀方案,可采用涂刷防腐涂料、采用耐候钢、钢构件表面镀锌、阴极保护法等进行装配式钢结构建筑构件的防腐处理。
2.2防火设计要求
        钢材如果不做防火处理,火灾发生后建筑物会迅速倒塌造成严重安全事故。装配式钢结构建筑可根据建筑的分类、构件的耐火等级采取不同的防火保护措施。
2.3接地防雷设计的要求
        装配式钢结构在设计过程中应该满足不同情况下的使用需求,接地防雷设计要求是必不可少的,通过针对建筑结构进行防雷设计可以使建筑整体的安全性和可靠性大大提高,避免了雷电和建筑直接接触的危险,大大的降低了建筑发生雷击的概率。
2.4屋面防水设计的要求
        提升建筑物屋面防水的效果是实现装配式钢结构建筑发展的必然选择,需要装配式钢结构进入屋面的防水设计过程中,技术人员需要遵循相关的标准和有关行业规定,避免钢结构出现漏水可能。在设计过程中,技术人员要针对实际情况对钢结构屋面的各项参数进行考察,可以将悬浮技术和智力锁控技术相互结合,从而使屋面在建筑物的内部正确位置悬浮,由于建筑物在天气的影响下,室内外温差呈现相对较大的状态,所以通过上述技术的使用,可以使建筑物受到温度的影响有所降低,在这种屋面系统的模式下,为了避免水溶性物质屋内渗透,板与板之间通过不干胶相连接,形成类似易拉罐封口形式的封口方式。


3 装配式钢结构深化设计的实践
        通过对装配式钢结构深化设计的分析,其在建筑设计、结构设计、管线设计和机电设计中都发挥很大的作用。
3.1建筑设计的深化
        建筑设计要充分考虑到施工的要求,要切实满足施工要求。建筑设计要考虑到成本,还要考虑到外观的美感,尤其是建筑结构设计中,要考虑到合理性,建筑结构不能与机电安装产生冲突,确保工厂化制作和现场安装同时进行。
(1)在进行平面设计环节中,应该确保设计部分衔接得当,确保设计部分整齐,对结构的受力情况分析的基础上,明确预制构件的设计要求。在厨房和卫生间的平面设计中,应该满足整体的厨卫要求。
(2)在外墙和立面设计中,应该符合人们的审美,而且实现功能的多元化,完善接缝的防水处理,外墙应该安装防噪音的材料,确保人们享受安静的环境。在内外墙板和接缝设计中,要注重防水设计。
(3)在進行门窗安装节点设计环节中,应该不采用门窗副框安装,直接将门窗和预制墙板衔接,从而有效的防止外墙和外窗洞口发生渗漏。
(4)在小型金属构件设计环节中,特别是空调板的安装,要将预埋件的位置准确的控制,分析预埋件是否与其他的构件产生位置的冲突。在外栏杆和装饰构件安装中,应该注意测量锚固的长度,使其满足基本要求。
(5)在进行细节构造中,主要考虑的问题是防渗漏,尤其是在拼接缝的设计中,要对导水管的结构和空腔的构造进行合理设计。
3.2结构的深化设计
        在进行结构深化设计中,主要进行主体和附属加强结构的设计。主要结构主要指的是钢柱、刚节点和钢梁等。附属加强架构主要是加强板和连接板等。在设计中,应该对预制构件的抗压能力进行分析,确保预制构件在受到压力后不会产生严重的变形问题,对裂缝进行控制。在预制构件抗压能力计算中,应该完善抗震设计方案。在预制构件制作和运输中,要对构件的参数进行计算,确保其各项参数符合国家规定。
(1)在梁柱节点设计中,要确保梁翼缘和柱子有机地衔接在一起,焊接方式选择全熔方式,并且加设衬板。
(2)在连接的设计中,要做好梁之间的节点设计,确保柱与柱之间可以衔接得当,确保墙板和楼板可以与主体牢固的衔接。在节点设计中,应该充分考虑到节点在受力后发生变形情况,防止节点产生位移,要确保节点连接的部位具有良好的抗震性能。
(3)在进行附属部位的设计中,应该控制好装饰配钢结构的强度,将局部加厚。
注重钢框架结构体系的合理运用。这种结构体系形成中需要对承重效果显著、抗侧剪力良好的建筑主要构件进行合理选用,且应在了解建筑整体概况的基础上,将这些建筑主要构件沿着建筑物的横向与纵向进行合理布置,最终形成有效的柔性结构,使得预制装配式钢结构建筑实践应用中的梁柱抗弯承载力得以提高,并具备良好的抗剪强度。实践过程中若在抗震防烈度较低的区域进行建筑建设时,可考虑使用钢框架结构体系,满足该区域的预制装配式钢结构建筑建设要求。
3.3机电设备的设计
        在厨卫的排水管道设计中,应该控制好预留,对管线的型号确定,并且设计好预留管槽的位置。在进行管槽设计中,应该预留下宽敞的调试空间,确保预留槽具有合适的匹配度,设计好预留管道的尺寸,防止管道尺寸不合理导致渗流。燃气预留埋设应该充分发考虑到外墙板的预留设计方案,确保燃气管道具有良好的空间位置。
3.4管线的综合设计
        在进行管线设计中,应该先布置好直径较大的管线,然后再布置直径较小的管线。在进行重力管线安装中,应该结合管线的压力。应该先设计热水管线,再设计冷水管线。在电缆桥架和流体管道设计中,二者应该独立设计。尽量减少管线,清除多余管线。
结语
        本文主要对装配式钢结构建筑深化设计进行了研究分析,分析首先针对装配式钢结构建筑的主要特点进行了解,之后结合现状,分析了装配式钢结构建筑深化设计的实际应用,希望本文能够给钢结构建筑的深化设计实际工作带来参考。
参考文献
[1]毕可廷.预制装配式钢结构建筑经济性研究[J].建材与装饰,2018(02):148~149.
[2]李响.谈装配式钢结构的发展和设计问题[J].山西建筑,2017,43(03):35~36.
[3]陈新升,段同杰,祁德胜.装配式钢结构建筑的深化设计浅述[J].四川水泥,2017(04):116-116.
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