秦乔明
武汉和创建筑工程设计有限公司, 湖北省武汉市 430074
摘要：近年来，随着我国建筑工程建设数量的增加，建设规模的扩大，人们对于建筑设计的要求也越来越高。如果继续使用传统的设计理念和设计方法，建筑行业的发展将无法跟上时代的发展。预制装配式建筑的施工，需要先在工厂内完成预制装配式建筑结构构件的加工，然后再运输到施工现场进行组装。这样的施工模式不仅可以降低施工过程对周围环境的影响，还可以加快施工进度。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对预制装配式钢结构建筑设计的相关问题研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：预制装配式;钢结构建筑设计;相关问题
引言
预制装配式建筑是指建筑施工过程中所使用的部分或全部构件均在工厂生产完成，而后借助相应的运输方式送到施工现场，最后将零散的构件组装起来开展施工的建筑施工方式。与以往的现场施工相比，预制装配式建筑的优势更加显著，尤其是工程进度快、施工方便及对周围环境影响小的特点让其在建筑行业施工中得到了广泛应用。随着近年来城市化进程的加快，预制装配式建筑得到了新的发展契机。更为重要的一点是，预制装配式建筑具有很强的环保性，完全符合我国当前绿色可持续发展理念，因而可以得到国家的充分认可与推广。但预制装配式建筑是一种根据施工需求预先生产预制件的施工方法，比如需要预先制作混凝土结构和钢结构，而后将其运输至施工现场，若设计环节存在误差即会导致整个施工质量受到影响，严重时出现预制件结构错位和无法安装的问题。因此，为充分确保预制装配式建筑的施工质量，需要给予设计工作充分的重视，严格把控设计要点，以此保证和提升设计质量。
1预制装配式钢结构建筑在工程项目中的应用优势
预制装配式钢结构建筑在工程项目中的应用具有多项较为突出的优势。抗震能力好：预制装配式钢结构中，主要的承重结构由钢管与热轧钢材料融合而成，两种材料的质量相对较轻，横截面受到的作用力与其他材料相比更均匀。在建筑项目施工中，建筑结构的墙体部分为了在根本上解决建筑墙体自身过重的问题，可充分利用建筑墙体自身的特点，对装配式钢结构进行调整。在此过程中，可根据建筑结构具有的韧性高、可塑性强及延展性良好等优势，达到建筑的抗震目的，保证建筑的安全和稳定。市场经济收益高：由于钢结构自身的承重能力较强，建筑施工时，可缩减选取的截面面积，建筑的此种结构特征应用到建筑工程施工中，可节省现场施工的部分材料，以达到节约施工基础处理工作成本的作用。符合我国建筑行业的可持续发展观念：在建筑工程施工中，应用预制装配式钢结构可减轻由于施工对环境造成的污染，减少对周围环境的破坏。
2预制装配式钢结构建筑设计
2.1结构体系设计
装配式建筑的结构类型有装配整体式框架结构、装配整体式框架-现浇剪力墙结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式部分框支剪力墙结构等。根据国内外多年的研究成果，装配整体式框架结构，当采用了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后，装配整体式框架的结构性能可以等同现浇混凝土框架结构。装配整体式剪力墙结构中，墙体之间的接缝数量多且构造复杂，接缝的构造措施及施工质量对结构整体的抗震性能影响较大，使装配整体式剪力墙结构抗震性能很难完全等同于现浇结构，且国内外对装配式剪力墙结构的研究相对较少，故《装配式混凝土结构技术规程》对装配整体式剪力墙结构的最大适用高度比现浇剪力墙结构做了适当降低，抗震等级要求也适当提高。当结构中竖向构件全部为现浇，且楼盖采用叠合梁板时，房屋的最大适用高度和抗震等级可同现浇结构。
框架剪力墙结构中，对于框架与剪力墙均采用装配式的框架-剪力墙结构目前缺少较充分的的研究结果，故建议剪力墙采用现浇结构。
2.2防火设计
为了降低或者避免建筑内居住人群的生命安全财产遭受到火灾事故的威胁，在预制装配式钢结构设计时，需要对防火设计予以高度的重视，尽可能地将建筑施工与建筑运行期间可能存在的安全隐患进行彻底的消除。首先，根据相关防火规范进行防火设计，先明确预制装配式钢结构建筑的基本特点，了解其具体的防火要求，然后再针对性地展开设计工作。如果预制装配式钢结构建筑附近存在危险性较高的建筑，例如，特大型库房、大型公共建筑等，那么还需要对防护设计予以最高程度的重视。其次，在建筑泄爆墙中加强石膏板的应用，借助其超强的防火能力来提升建筑结构的安全性。最后，在预制装配式建筑结构的外墙设计中，可以使用DWSteel复合墙板。这是一种全新的复合墙板，不仅具有良好的保温性能与隔热性能，且因为轻质高强的特点，施工人员安装起来也没有任何难度。另外，这种复合墙板的外装饰效果也非常好，无须进行二次外立面装饰。其内墙板的装饰兼容性也非常高，安装完成之后就可以直接进行装饰涂层的施工。而将内外墙板组合在一起就可以形成独立安装单元，直接进行整体吊装。
2.3结构节点设计要点
结构节点设计是预制装配式建筑结构设计的重点内容，同时也是装配式建筑结构后期极易出现质量问题的环节，因而必须予以结构节点设计工作充分的重视。重点做好以下几点工作：（1）注重装配式结构各个连接节点的安全性能，确保使用过程中受力均匀和传力合理，保证节点部位的计算分析结果与装配式结构实际受力情况一致；（2）节点位置的防水与防火均是需要重点考量的问题之一，结合建筑结构合理应用防水与防火材料，降低施工质量风险，开展一系列的功能性设计；（3）装配式节点的连接需要给予充分的重视，目前来看，预制装配式建筑结构的节点连接技术主要有螺栓连接、浆锚搭接、套筒灌浆连接及抗剪键槽，设计时根据实际需求加以选择；（4）对于预制装配式建筑结构设计来说，其关键在于构造节点设计，要求外墙板的门窗洞口及接缝等部位均需要满足建筑装饰需求、物理性能及力学性能。
2.4建筑机电设备设计
建筑机电设备设计主要包括给配水管道预留、预埋设计；燃气专业预留、预埋设计；电气管线预留、预埋设计。前者主要在厨房与卫生间的墙体上完成，因此，建筑此部分结构选择对管线进行预埋的方式施工。在此基础上，应考虑到管道的正常安装及后续调试时所需的空间大小，提前预留空间，节省后续施工强度。在管道拐弯处可适当增加预留槽结构的深度，保证后续对弯道位置的管道进行安装时可顺利地匹配。一般情况下，建筑项目会在特殊的环境中开展，受外界与环境因素的影响，建筑机电设备易生锈。预制装配式钢结构被锈蚀后，会影响建筑施工的质量，在恶劣的环境条件下，建筑机电设备应进行特殊的防锈处理。在运输过程中存在生锈的风险，因此，在建筑机电设备到达施工现场后，首先应对机电设备的表面进行除锈处理，以保证预制装配式钢结构表面的光滑性。其次，在设备表面涂抹氟碳材料，减小与空气接触的面积，防止机电设备生锈，以保证预制装配式钢结构建筑的施工质量。
结束语
综上所述，预制装配式钢结构建筑是未来的主流建筑结构形式，有着广阔的发展前景。对此，设计人员需要在坚持通用性与可持续性原则的基础上，展开建筑结构设计以及机电设计。与此同时，还要对防火设计、接地防雷设计以及屋面防水设计质量进行严格的控制。
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