装配式钢结构设计要点

装配式钢结构设计要点

郭静宁

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摘要：当前，在建筑工程领域，装配式建筑越来越受到人们的青睐，因为装配式建筑在经济、社会和环保效益等方面具有比传统建筑更为突出的特点。而当下的技术发展并不成熟，使得部分装配式建筑存在结构方面的不足。本文主要分析装配式钢结构设计要点。

关键词：装配式建筑；结构设计；优化路径

引言

在建筑工程项目日渐增多、规模扩大的趋势下，BIM技术得到了更为广泛的应用，但在建筑结构设计中，BIM技术的应用还存在很多的限制。信息技术快速发展的今天，BIM技术进一步发展，在建筑结构设计中可以发挥其信息共享和集成的优势，保持不同结构之间的协调性。

1、装配式建筑的基本概念

装配式建筑不仅具有结构方面的突出优势，还可以在施工建设的过程中实现生产成本的控制，减小施工过程中的环境污染和资源浪费。由于装配式建筑在这些方面的突出优势，其在各行业得到了广泛的应用。从装配式建筑结构的施工流程来看，主要以设计、生产、施工、安装为主，在预制工厂内根据前期所设计的各个构件来组织生产，对各个构件加以适当的优化，保障构件质量，这种预制生产、现场安装的方式有效提升了整体的施工效率。

2、装配式建筑结构特点及其优势

2.1可行性高

安全性与实用性对建筑工程来说非常重要，使用装配式结构可以更好地将各个建筑环节结合起来，从而保证整个建筑工程的稳定性。有关设计人员在对装配式建筑结构进行设计的时候，需要结合具体情况对各个施工重点进行统一规划，与此同时加强对材料的关注，保证将加工过后并且质量达标的材料投入使用。

2.2保证建筑的环保性与安全性

传统建筑施工模式影响因素比较多，同时很多时候监管不到位，一旦某一环节出现问题，将严重影响最终的工程质量以及建筑的安全性，同时由于缺少高效的管理条件，容易出现操作不当导致的资源浪费，而在装配式建筑结构设计中，包括零件组装以及室内设计在内的诸多环节都会有专门的管理与考核机制，从而尽可能地保证操作的规范性，减少传统建筑施工中存在的噪音、粉尘、操作不达标等问题，有效保证建筑的环保性与安全性。

3、装配式建筑结构设计的优化路径

3.1实施全过程的建筑结构设计流程管控

部分装配式建筑存在着结构设计成本偏高、设计细节把控不严的情况，这是结构设计流程管控不严格所造成的。正是因为没有制定科学的结构设计流程，导致在设计、生产与施工环节的衔接性不足，无论是构件生产还是施工作业中都面临着多种质量问题。因此，针对这一情况，在装配式建筑的结构设计时，设计人员应根据总体的结构设计标准，处理好结构图纸、构件预制和施工作业之间的紧密关系，通过不同环节的流程再造和衔接来保障设计工作的高效、有序进行。各个工程企业在装配式建筑结构设计中，应该不断积累经验，对结构设计流程加以调整与控制，简化预制构件的生产工序与流程，降低总体的施工难度，实现构件预制中的成本控制。

3.2装配式建筑结构设计技术优化

装配式建筑的结构主要有整体式的框架结构、叠合剪力墙结构等。建筑工程项目中，每个工程建筑都有其特殊的结构施工要求，不同的结构体系内包含的结构模块各不相同，针对不同的结构模块需选择恰当的结构优化技术。比如，在建筑结构的平面部分，结构设计优化时可以选用叠合板来实现，而剪力墙结构设计优化时，则应通过预先制定叠合剪力墙来完成。建筑结构设计技术的优化中，针对剪力墙结构体系的优化，可以从以下3方面来开展：（1）优化结构体系中的承重墙板。整个装配式建筑结构体系中，承重墙板是重要构成要素。为保持结构目标的实现，一般将承重墙搭建在两侧山墙上，随后利用专门的结构设计软件，利用软件中的相关功能，实现整体的内力分析和构件设计，验证承重墙的竖向荷载和水平荷载能否符合总体的结构标准。（2）加强节点设计。装配式建筑结构中，不同结构要素之间是通过节点来实现连接的。加强节点设计，可以在很大程度上提升结构的整体性，发挥节点在内力传递方面的作用，各个节点连接处，应保障连接的稳定性与可靠性。（3）结构设计的过程中，应考虑现场吊装、运输和安装方面的因素。装配式建筑剪力墙结构设计中，采用分块设计的方式，应充分考虑施工现场的具体情况、承重墙板拼接位置等基本要素，在竖向拼缝的设置时，尽量避开剪力墙边缘构件位置。

3.3结构技术体系设计

技术体系是装配式建筑结构设计中起决定性作用的因素，这一问题十分重要，设计人员在设计与施工的过程中需要加强对这一技术的运用，保证设计质量。先进技术在装配式结构设计中的应用可以在很大程度上促进结构设计体系的不断完善与优化，从而促进整个建筑行业更好地发展。就当前我国建筑行业装配式建筑结构发展现状来看，技术体系主要分为三种，分别为叠合剪力墙结构体系、装配整体式剪力墙结构以及整体框架结构。为保证装配式建筑结构设计质量，设计人员在设计的过程中一定要结合实际情况对结构技术体系进行选择，同时对每一个结构体系进行针对性的设计。在实际操作过程中，设计人员一定要加强对施工现场的考察，结合施工现场的实际情况对建筑的风负荷以及抗震能力进行分析，然后再通过结构形式选择与设计赋予建筑相应的性能，保证技术体系选择的合理性。叠合板与叠合梁一般使用在平面楼盖中，竖向剪力墙构架则用在单面或者是双面的预制剪力墙中，为保证工程质量，在进行节点钢筋连接的时候，要注意严格按照相关标准进行施工。

3.4预制装配式结构节点设计

传统建筑的结构连接节点只能发挥连接、传递的作用，达不到国家要求的标准，在进行装配式建筑结构的设计过程中，设计人员要注意优化装配式建筑结构的节点，使其在连接时能快速准确地完成，节省施工时间，连接节点的优化可有效提高建筑的抗震性，进一步加强建筑的安全性。另外，在进行连接节点优化设计时，可参考国内现有的先进科学技术，从而有效发挥节点作用。节点的优化可有利于结构的稳定性，从而保障工程的整体质量和安全性。

3.5装配式建筑的防水密封设计

装配式建筑的防水设计不仅关系到建筑的整体质量，在后期投入使用后对其使用寿命及使用效果都有非常重要的影响。装配式建筑本质上是根据规定的流程与标准将预制建筑结构构件合理拼接组装在一起的一种建筑类型。但在拼接组装的过程中无法保证节点的严密性，因此，各预制构件之间的连接点可能会出现漏水现象，由于后期修复漏水问题的难度较大，设计人员需在进行结构设计时考虑到建筑防水问题，以尽量减少建筑漏水现象的发生。现阶段，我国在建筑行业中使用最多的是防水密封技术，该技术的应用原理比较简单，其主要是对构件连接处进行密封处理，将构件接缝填补上，以达到防水的目的。另外，影响建筑漏水的因素还有建筑的抗震性和建筑外墙的稳定性，设计人员在进行结构设计时，在保证成本的前提下，应选择抗震性与稳定性较好的施工原材料，以此来加强建筑整体性能，从而保障建筑良好的防水效果。

结束语

近年来，随着建筑行业发展步伐的加快，各类建筑工程项目日渐增多，人们对建筑结构也提出了越来越高的设计标准。但显然，很多的建筑结构设计中，依旧存在着很多的问题，随着信息技术的不断发展，要解决结构设计方面的这些问题，各个工程企业都应该积极引入BIM技术，用BIM技术来辅助结构设计，提高设计的总体水平。

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