在制造技術快速發展過程中,建筑行業對建筑形式提出新要求,開始出現裝配式鋼結構建筑。該類新型建筑形式通過裝配化生產工藝,制作和生產結構構件,以工業化制造方式代替傳統式作業。在應用建筑建模軟件時,能夠展現出立體模型結構,以確保裝配式鋼結構建筑的合理性。還能夠利用模擬操作形式,對后續操作的落實情況進行維護,提升建筑設計效果。還能夠減少設計問題,有效控制建筑結構質量。
1裝配式鋼結構建筑概述
裝配式鋼結構建筑采用工廠化方式生產結構構件,涉及到施工環節、設計生產環節與安裝環節,突顯出綠色建筑概念。一般來說,裝配式鋼結構建筑的優勢如下。
(1)提升生產率。鋼結構與預制墻板主要是在工廠制造,之后運輸到施工現場拼裝,以此結合建筑安裝與設計,協調不同施工工序的搭接,提升生產效率。
(2)縮短設計時間。通過工程建模軟件與結構分析軟件,可以優化設計構件幾何尺寸、分析構件內力,在發現問題后可以及時修改。在構件制作期間,結合三維模型與數控機床,確保設計后可以直接應用到產品制作中,具備較高的效率與度,同時可以縮短工程建設周期。
(3)提升施工工業化水平。與傳統工藝相比較,通過構件工廠化制作形式,可以有效維護產品性能與質量。生產結束后,鋼結構預制構件可以應用到螺栓安裝與焊接作業中,實現不間斷施工。
2裝配式鋼結構建筑設計要求
2.1 防火設計要求
裝配式鋼結構防火設計要求屬于深化設計的重要內容,在應用裝配式鋼結構時,必須確保防火設計的有效性,按照裝配式鋼結構標準規范開展設計,尤其是針對建筑火險等級比較高的區域,例如變電站與配電站構筑物等。裝配式鋼結構防火設計要求如下。
(1)外墻表面采用阻燃性巖棉夾心鋼板,注重墻體表面防火處理。
(2)建筑彩色鋼板外層應用防腐涂層,外墻層選用低波紋彩鋼板,既可以滿足建筑內部的美觀性要求,也可以延長建筑防腐時間。
(3)裝配式鋼結構建筑泄爆墻應用高防火線的石膏板,同時將巖棉添加到石膏板內部,以起到防火效果。
2.2 接地防雷設計
裝配式鋼結構接地防雷設計屬于深化設計的重要指標,由于現代建筑對于防雷要求比較高,且設備功能需求也不同。在設計裝配式鋼結構時,充分考慮到不同行業的需求,優化接地防雷設計。部分裝配式鋼結構建筑對于防雷要求非常高,通過此種設計方式,既可以改善避雷系統裸露問題,還可以避免在建筑內部設置避雷針,以此減少建筑內系統的隱患。
2.3 屋面防水設計要求
在裝配式鋼結構深化設計中,也應當關注屋面防水設計問題。不同裝配式鋼結構建筑對于防水要求均比較高,所以在優化設計期間,必須遵循防水設計要求,確保裝配式鋼結構在應用期間不會出現滲透問題。在具體設計期間,優先選擇裝配式屋面系統,適當加大屋面的傾斜度,綜合考察和比較建筑。在深化設計期間,合理應用直立鎖縫技術、聯合懸浮技術使屋面懸浮在建筑內部的對應位置。在應用直立鎖縫技術時,可以確保屋面系統的溫度應力,減少室內外溫度。在設計屋面系統時,板之間采用不干膠,并且應用易拉罐封口方式,確保水溶物質無法滲透到建筑內部。
3裝配式鋼結構建筑的深化設計
3.1 建筑設計
裝配式鋼結構設計的內容比較多,尤其是在建筑設計中。,建筑設計可以滿足建筑功能要求,不僅可以體現出節能環保價值,還可以提升建筑經濟性,滿足建筑美觀性設計要求。在建筑設計中,平面設計屬于重要內容。設計人員應當根據實際情況,合理布置門窗口,同時合理布設衛生間與廚房,以此滿足建筑居住要求;第二,建筑設計也必須關注外墻設計,設計質量會直接影響居住體驗,因此墻板接縫位置必須具備防火功能、防水功能、防潮功能。墻體設計也必須滿足美觀性與經濟性要求,以此發揮出裝配式鋼結構設計優勢。第三,小型金屬構件設計、門窗安裝節點設計也比較重要。在工廠制作構件可以提升度,確保預制墻板與門窗的緊密連接,以此避免接縫位置出現滲透問題。小型金屬構件包含室內外欄桿和空調板等,因此在構架設計時必須考慮到金屬構件問題,以此發揮出建筑設計的價值。
3.2 結構設計
在裝配式鋼結構設計中,必須關注結構設計問題,施工企業也應當做好管理與控制工作,共同維護建筑設計效果。,在開展結構設計時,注重主體結構、附屬加強結構等細節設計,上述設計內容會直接影響結構設計效果。在設計期間必須遵循標準原則,比如在地震設計中,必須驗算預制構件的承載力,確保構件的承載力滿足設計要求。第二,優化梁柱節點設計,避免對整體工程質量造成影響。在設計期間,必須加大管理力度,確保設計內容與技術方法滿足規范要求。梁節點設計一般為H形與工字型。第三,注重主體、墻板、樓板連接節點的設計問題,裝配式鋼結構所應用的預制墻板多為輕質墻板,例如蒸壓加氣混凝土板。主體框架和預制墻板采用螺栓件連接,發揮出裝配式鋼結構的設計效果。第四,在建筑持久性結構設計中,應當對預制構件的承載力、變形以及裂縫情況進行計算。第五,在建筑附屬部分設計時,首先需要考慮補強板與加勁肋設計,如果梁柱結合點不滿足設計強度要求時,則需要針對柱腹板節點部位實施加厚處理。例如H型截面鋼柱,需要在節點域位置加焊貼板材,且貼板上邊緣與下邊緣應當滲出加勁肋15cm左右,且應用角焊縫連接貼板,加焊柱翼緣貼板與貼板之間的連接。
3.3 機電設備設計
在裝配式鋼結構中,機電設備設計也屬于重要環節,設計單位必須做好設計管理工作。
,給排水管道預留預埋設計。該設計內容多體現在預制墻體設計中,多數建筑對于廚衛空間的要求比較嚴格,因此結構設計必須滿足標準規范。管道預埋設計采用中預留管道槽、預埋管線方式。上述方式的預埋設計都具備重要作用,因此在設計期間必須遵循以下原則:①設計中必須體現出預留管道槽位置,確保管線型號的匹配度,以此發揮出機電設備的設計效果;②在設計預留管道槽時,預留充足空間,這樣才可以確保預留槽與管道的連接正確性。
第二,優化設計燃氣預留預埋與電氣管線預留預埋,采用機電設備優化方式,加強工程設計質量。
3.4 管線深化設計
管線設計期間必須遵循以下原則:①優化設計小管徑管線時,根據實際情況進行優化設計,以此避讓大管徑管線。施工人員可以選擇大管徑管線,完成粗管線布置之后,開始布置小管徑管線,提升管線深化設計作用。同時,優化設計壓力管線,確保重力管線與壓力管線的分離性,這樣可以提升管線運行效率,且重力管線通過重力實現流體傳輸。②優化設計熱水管線與冷水管線,確保不同管線的相互分離。在安裝熱水管線時,注重設計保溫層。冷水管無需保溫層處理,然而整體造價比較高,所以應當優先設計熱水管道,確保工程設計的有序性。
4結語
綜上所述,裝配式鋼結構建筑屬于新型建筑形式,所以必須做好深化設計工作,以此確保建筑質量與。在應用裝配式鋼結構建筑時,首先應當掌握建筑設計要點,例如管線設計、結構設計、機電設備設計與建筑設計等,縮短建筑施工時間,從根本上提升設計效果。此次研究圍繞裝配式鋼結構建筑的深化設計展開討論,同時分析深化設計的具體內容,希望可以提升裝配式鋼結構建筑設計效率與效益,維護建筑工程的質量。
撰稿:張紅梅,杭蕭鋼構股份有限公司中級工程師,研究方向:鋼結構深化設計。