預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計分析

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【摘要】在我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展過程中，建筑行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著十分重要的作用。而預(yù)制裝配式建筑形式的出現(xiàn)，不僅降低了建筑施工對周圍自然環(huán)境的破壞，還提升了建筑工程的施工效率。在預(yù)制裝配式建筑施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)是最主要的結(jié)構(gòu)形式?；诖耍撐闹攸c對預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計進行了詳細的分析，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式；鋼結(jié)構(gòu)建筑；設(shè)計

1引言

近年來，隨著我國建筑工程建設(shè)數(shù)量的增加，建設(shè)規(guī)模的擴大，人們對于建筑設(shè)計的要求也越來越高。如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)的設(shè)計理念和設(shè)計方法，建筑行業(yè)的發(fā)展將無法跟上時代的發(fā)展。預(yù)制裝配式建筑的施工，需要先在工廠內(nèi)完成預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工，然后再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行組裝。這樣的施工模式不僅可以降低施工過程對周圍環(huán)境的影響，還可以加快施工進度。

2預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的特點

我國傳統(tǒng)的建筑設(shè)計工程的進行，主要以現(xiàn)場施工為主體，由此施工效率低、施工材料損耗多、建筑垃圾多等問題。而預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計，則可以有效避免這一問題，既可以降低現(xiàn)場施工的施工強度、縮短施工周期，又可以減少建筑垃圾的產(chǎn)生，減少施工材料的浪費。表現(xiàn)出了以下4方面的特點：首先，預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計在傳統(tǒng)設(shè)計流程的基礎(chǔ)上，增加了2個設(shè)計任務(wù)：（1）預(yù)制構(gòu)件加工圖設(shè)計任務(wù)；（2）前期技術(shù)策劃設(shè)計任務(wù)。這2個設(shè)計任務(wù)的增加，顯著提升了預(yù)制裝配式建筑設(shè)計流程的全面性與精細性。其次，預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計采用的是模塊化的設(shè)計方式。這種方式可以將建筑、部品以及構(gòu)件進行統(tǒng)一化處理，提升預(yù)制裝配式建筑的標準性。再次，預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計需要與各構(gòu)件廠家進行有效的配合，保證建筑主體結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等施工組織的一體化效果。最后，預(yù)制裝配式的設(shè)計是相應(yīng)構(gòu)配件生產(chǎn)的依據(jù)，可以在不改變裝配條件的基礎(chǔ)上，豐富預(yù)制裝配件的施工方案，進而降低建筑單位的投資成本[1]。

3預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計需要遵循的原則

3.1通用性原則

預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計，需要遵循通用性原則。首先，所有的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計都需要對前期策劃工作予以高度的重視，加強預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件種類的控制，確保其預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點。其次，所有的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計都需要加強防火設(shè)計和防水設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)的實用性功能。

3.2可持續(xù)性原則

預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計，需要遵循可持續(xù)性原則。首先，需要對傳統(tǒng)的粗放式發(fā)展模式進行改革，加強各種資源的有效利用，順應(yīng)綠色建筑的發(fā)展趨勢。其次，對鋼材進行反復多次的利用，降低企業(yè)的能源消耗和成本消耗，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的關(guān)鍵點

4.1建筑設(shè)計

預(yù)置裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計，需要保證其經(jīng)濟性、美觀性、適應(yīng)性以及綠色性。首先，建筑集成化設(shè)計主要包含局部節(jié)點設(shè)計、細部構(gòu)造設(shè)計、外墻立面設(shè)計、建筑平面與空間設(shè)計等方面。這是工程師在前期策劃階段需要重點考慮的內(nèi)容，確保盡可能地減少現(xiàn)場處理的內(nèi)容。其次，加強現(xiàn)場調(diào)研，并根據(jù)實際情況制訂出針對性的、符合現(xiàn)代人審美特點的設(shè)計方案。同時，加強預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)的上下協(xié)調(diào)，確保后期水電、暖通設(shè)備可以有效集成，達到一體化裝修條件。再次，對立面設(shè)計和外墻設(shè)計，需要運用多樣化的設(shè)計理念，既要保證圍護墻體的保溫、隔熱性能，又要提升建筑的美觀性。需要注意的是，需要加強保溫降噪措施的應(yīng)用，避免建筑內(nèi)部受到外界噪聲的嚴重影響。最后，在預(yù)制裝配置建筑的設(shè)計中，還要注意強化金屬構(gòu)件的實用性功能，在工廠階段就要明確金屬構(gòu)件的預(yù)埋位置，然后再對拼接縫予以高度的重視，避免建筑工程后期出現(xiàn)滲漏問題，影響其使用功能的正常發(fā)揮。

4.2機電設(shè)計

在傳統(tǒng)的機房施工中，存在著很多不確定因素，交叉作業(yè)和高空焊接作業(yè)普遍存在，施工風險因素多，施工安全隱患大，施工質(zhì)量得不到保證。所以，必須要提前做好相應(yīng)的機電設(shè)計。而裝配式機電工程施工技術(shù)的合理利用，就可以有效降低后期機房施工中各種不確定因素的影響。例如，可以通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，提前在工廠完成所有零件的制作，然后直接在施工現(xiàn)場進行組裝。在這種施工模式下，施工現(xiàn)場既不會出現(xiàn)交叉作業(yè)，施工效率也會得到明顯的提升。

5預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的其他要求

5.1防火設(shè)計

為了降低或者避免建筑內(nèi)居住人群的生命安全財產(chǎn)遭受到火災(zāi)事故的威脅，在預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要對防火設(shè)計予以高度的重視，盡可能地將建筑施工與建筑運行期間可能存在的安全隱患進行徹底的消除。首先，根據(jù)相關(guān)防火規(guī)范進行防火設(shè)計，先明確預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的基本特點，了解其具體的防火要求，然后再針對性地展開設(shè)計工作。如果預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑附近存在危險性較高的建筑，例如，特大型庫房、大型公共建筑等，那么還需要對防護設(shè)計予以最高程度的重視。其次，在建筑泄爆墻中加強石膏板的應(yīng)用，借助其超強的防火能力來提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性。最后，在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的外墻設(shè)計中，可以使用DWSteel復合墻板。這是一種全新的復合墻板，不僅具有良好的保溫性能與隔熱性能，且因為輕質(zhì)高強的特點，施工人員安裝起來也沒有任何難度。另外，這種復合墻板的外裝飾效果也非常好，無須進行二次外立面裝飾。其內(nèi)墻板的裝飾兼容性也非常高，安裝完成之后就可以直接進行裝飾涂層的施工。而將內(nèi)外墻板組合在一起就可以形成獨立安裝單元，直接進行整體吊裝。

5.2接地防雷設(shè)計

不同地區(qū)的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在接地防雷性能方面有著不同的要求，其使用到的接地防雷設(shè)備類型也有著明顯的差異，所以，針對預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的接地防雷設(shè)計必須要保證其科學合理性。如果不對預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑進行有效的接地防雷設(shè)計，那么建筑的安全性將會得不到有利的保障。對此，設(shè)計人員需要結(jié)合當?shù)氐木唧w氣候環(huán)境條件，對建筑施工過程中所需的接地防雷設(shè)備類型以及接地防雷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式進行科學的選擇，盡可能地降低雷電對建筑物的影響。

5.3屋面防水設(shè)計

加強屋面防水設(shè)計，可以避免屋面受到雨水等的影響，減少建筑滲漏問題的出現(xiàn)，為人們獲得良好的居住體驗提供保證。首先，結(jié)合相應(yīng)的屋面防水規(guī)范設(shè)計要求進行屋面防水設(shè)計，強化建筑結(jié)構(gòu)的防水性能。其次，在選擇裝配式屋面系統(tǒng)時，需要選擇可靠性高、排水坡度適宜的鋼結(jié)構(gòu)。再次，加強懸浮技術(shù)和直立鎖縫技術(shù)的應(yīng)用，加強屋面系統(tǒng)的溫度應(yīng)力控制。最后，在屋面系統(tǒng)的板與板之間，加強不干膠的應(yīng)用，并注意封口措施的落實，保證屋面的密封效果。

6結(jié)語

綜上所述，預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是未來的主流建筑結(jié)構(gòu)形式，有著廣闊的發(fā)展前景。對此，設(shè)計人員需要在堅持通用性與可持續(xù)性原則的基礎(chǔ)上，展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計以及機電設(shè)計。與此同時，還要對防火設(shè)計、接地防雷設(shè)計以及屋面防水設(shè)計質(zhì)量進行嚴格的控制。

【參考文獻】

【1】王駿偉.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式建筑設(shè)計策略探析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2020(26):752.

作者：周聰 單位：紫杉建筑設(shè)計股份有限公司