预制装配式钢结构建筑设计的相关问题研究覃海基 --中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

预制装配式钢结构建筑设计的相关问题研究覃海基

发表时间：2021/8/10 来源：《城市建设》2021年8月下16期作者：覃海基

[导读] 在建筑工程的发展过程中，预制装配式钢结构能够满足当前国家对建筑行业提出的可持续发展要求，得到广泛应用。通过对预制装配式钢结构建筑在实际建筑施工中的应用优势进行全面分析，从建筑整体框架设计、建筑结构设计和建筑机电设备设计三方面对设计过程中存在的相关问题进行研究，提升预制桩配置钢结构的利用价值，为实现建筑行业可持续发展提供帮助。

4522291986061***12 覃海基

摘要：在建筑工程的发展过程中，预制装配式钢结构能够满足当前国家对建筑行业提出的可持续发展要求，得到广泛应用。通过对预制装配式钢结构建筑在实际建筑施工中的应用优势进行全面分析，从建筑整体框架设计、建筑结构设计和建筑机电设备设计三方面对设计过程中存在的相关问题进行研究，提升预制桩配置钢结构的利用价值，为实现建筑行业可持续发展提供帮助。
关键词：预制装配式；钢结构；建筑设计
        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制装配式建筑设计的特点
        我国传统的建筑设计工程的进行，主要以现场施工为主体，由此施工效率低、施工材料损耗多、建筑垃圾多等问题。而预制装配式建筑的设计，则可以有效避免这一问题，既可以降低现场施工的施工强度、缩短施工周期，又可以减少建筑垃圾的产生，减少施工材料的浪费。表现出了以下4方面的特点：首先，预制装配式建筑的设计在传统设计流程的基础上，增加了2个设计任务：（1）预制构件加工图设计任务；（2）前期技术策划设计任务。这2个设计任务的增加，显著提升了预制装配式建筑设计流程的全面性与精细性。其次，预制装配式建筑的设计采用的是模块化的设计方式。这种方式可以将建筑、部品以及构件进行统一化处理，提升预制装配式建筑的标准性。再次，预制装配式建筑的设计需要与各构件厂家进行有效的配合，保证建筑主体结构、预制构件等施工组织的一体化效果。最后，预制装配式的设计是相应构配件生产的依据，可以在不改变装配条件的基础上，丰富预制装配件的施工方案，进而降低建筑单位的投资成本。
        2装配式钢结构建筑的优势
        2.1技术优势
        钢结构建筑具有诸多混凝土无法比拟的技术优势，如良好的抗震性能、自重轻、施工速度快、工业化程度高、构件预制率高等优点，具有天然的装配优势。同等体量的建筑采用钢结构比采用混凝土结构自重轻30%～50%，这也大大降低了基础工程的造价。钢结构延性高，经过有效的结构设计，可以大大提高结构的变形能力，使得其抗震能力大大提高。钢结构还特别适用于超高层、大跨度、大悬挑、复杂造型等混凝土结构无法解决的结构形式，其应用范围要大大高于混凝土结构。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.2产业优势
        钢结构构件是由各种型材组成，工业化程度高、加工精度高，现场组装主要采用高强螺栓连接，能确保施工的精度，为一体化外围护墙、内隔墙、装饰装修提供了方便。装配式钢结构的大力发展有利于推进供给侧结构性改革，推动钢结构产业向工业化、规模化、标准化发展，有效降低装配式钢结构的造价，提升品质。对于装配式钢结构来说，现场主要采用高强螺栓连接，现场焊接工程量少，有效缩短了施工工期，同时降低了对工人技术水平的要求，也降低了不良天气带来的无法施工的影响。
        3预制装配式钢结构建筑设计要点分析
        3.1建筑整体框架设计
        对预制装配式钢结构建筑整体框架进行设计时，应考虑施工建筑的功能及项目对其提出的实际设计要求，在满足建筑功能完善、具备市场经济效益、美观度高的前提下，考虑主体建筑整体结构与各机电设备安装工程的集成，保证预制装配式钢结构在工厂化生产中进行统一、协调安装。建筑整体框架设计主要包括建筑平面、建筑外墙、门窗安装节点、小金属构件、细节构造等。首先，建筑结构中竖向承重构件主要为墙与各个支柱的上下连接，建筑中的门窗洞口结构，应保证其整体的排列与布局符合建筑设计图纸的要求，平面的位置与几何尺寸应在制作前充分考虑其受力与预制构件的相关设计要求。
        3.2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。
        3.3提高标准化程度
        提高标准化程度，可以大幅减少模具的成本。目前采用梁、板预制的项目较多，对于楼板来说，标准化更多体现在“标准层”的重复量，因为楼板模具受施工进度影响，一般需要一个作业面同时加工生产，标准层越多，模具成本越低。对于梁构件来说，影响其标准化的因素很多，板厚、降板位置、柱子尺寸等因素都会影响梁的标准化，从而造成模具的摊销成本增加。
        结语
        综上所述，随着我国装配式建筑的发展，采用装配式建造技术的建筑越来越多。不同的地区对装配式建筑的评价标准不同，对于主体结构可根据实际情况选用不同的技术体系。
参考文献
[1]国秀英.预制装配式建筑结构设计与施工关键技术研究.建材发展导向,2020,317(16):90-91.
[2]王骏伟.钢结构预制装配式建筑设计策略探析.建筑工程技术与设计,2020(26):752.
[3]韦柳盛，蔡文汇，韦国梁，等.装配式钢框架结构带瓷砖反打预制夹心保温外挂墙施工技术.建筑施工，2020，42（8）：1421-1423.