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预制装配式钢结构建筑的设计原则、要点及要求

来源:原创论文网 添加时间:2020-09-26

  摘    要: 建筑行业快速发展,拉动了中国经济水平的提升,同时满足了人们的住房需求。预制装配式建筑的出现,是建筑行业落实节能环保理念的关键,有利于在工程建设中降低对自然环境造成的破坏,同时促进施工效率的提升。钢结构是该类型建筑当中的常用结构形式,加强对其设计要点的有效控制,是提升施工质量的有效途径,因此应该对其予以高度重视。对预制装配式钢结构建筑的概念与特点进行了分析,探索预制装配式钢结构建筑设计的相关要求及原则,为实践工作提供参考。

  关键词: 预制装配式; 钢结构建筑; 设计; 设计要点;

  建筑工程数量增加、规模不断扩大的趋势,对建筑设计也提出了新的要求,如果依旧沿用传统设计理念与方法,将会导致行业发展受限,无法适应时代发展的特点。在传统建设工作当中,建筑工程施工需要全部在施工场地完成,这就会造成一定的环境污染和资源浪费问题,不符合当前可持续发展的理念要求。预制装配式建筑是绿色建筑发展的产物,有利于为建筑行业发展注入新的动力。预制装配式建筑结构构件在厂内加工完成后运往施工现场完成组装,在加快施工进度的同时,能够降低外界环境对施工造成的影响。应该明确预制装配式钢结构建筑设计的要点与难点,在实践工作当中加以有效控制,提升其整体质量。遵循实事求是的基本原则,制订符合实际情况的设计方案。

  1 、预制装配式钢结构建筑的概念与特点

  预制装配式建筑的构件通常需要在工厂加工完成,在施工场地对其进行组装,是当前一种新型的建筑结构形式。预制装配式钢结构和预制装配式混凝土结构,是预制装配式建筑的两种常见类型,前者包括钢梁和钢柱等结构,需要对其进行大量工厂焊接和螺接处理;后者则主要包括混凝土构件预制[1]。应用预制装配式钢结构,可以有效提高施工效率,避免出现资源浪费的现象,同时简化了施工流程,提升工程整体质量。

  2 、预制装配式钢结构建筑的设计原则

  2.1、 通用性原则

  在设计工作当中应该遵循通用性原则,通过前期策划,大大减少预制装配式钢结构构件的种类。除了建筑必需的个性化需求外应满足预制装配式钢结构建筑的特点,其次应该做好相应的防火设计与防水设计外,还应该对传统结构形式进行创新与优化,使其实用性功能得到体现。比如在设计当中,可以在构件内部完成相应管线的预留和布设,促进施工效率的提升,增强布局的合理性。

  2.2、 可持续性原则

  资源节约型社会的构建,是新时期社会发展的必然趋势,能够缓解当前资源能源紧缺的局面,促进中国经济的可持续发展。在预制装配式钢结构建筑的设计当中也应该遵循可持续性原则,改变传统建设工作当中粗放式的发展模式,实现对资源的高效化利用,满足绿色建筑的发展要求。钢材可以进行反复利用,避免浪费施工材料,达到可循环利用的目的[2]。尤其是在社会转型的关键时期,遵循可持续性原则有利于降低企业能耗与成本,促进其经济效益的提高。由于在施工现场的组装环节不会产生大量的噪声和粉尘等,因此减少了对环境的污染,为人们提供舒适的生活生存环境。
 

预制装配式钢结构建筑的设计原则、要点及要求
 

  3 、预制装配式钢结构建筑的设计要点

  3.1、 建筑设计深化

  建筑设计是从整体上对预制装配式钢结构建筑进行把控,使其满足经济性、美观性、适用性和绿色性的要求。局部节点设计、建筑平面与空间设计、细部构造设计和外墙立面设计是建筑集成化设计的主要内容,应在策划阶段即由工程师提前考虑,减少现场处理内容。应该做好现场调研工作,制订符合当地实际情况的设计方案,并且保障其符合现代人的审美特点。做好预制装配式钢结构的上下整体协调工作,为各类水、电、暖通设备集成的实现奠定基础,满足一体化装修要求。多样化设计理念应用于立面设计与外墙设计当中,使得建筑美观性得到提升且能同时满足围护墙体保温、隔热、装饰一体化的要求。保温隔噪处理措施的应用,降低了外界噪声对建筑的影响,减少了建筑运行能耗,尤其是在门窗洞口和内外墙板接缝位置,可以采用双重防水结合性设计方式[3]。金属构件在设计当中也应该增强其实用性功能,工厂阶段即明确预埋件位置。加强对渗漏问题与拼接缝设计的重视,防止在建筑运营中出现严重渗漏问题。

  3.2 、结构设计深化

  结构设计也是建筑设计的重点内容,包括连接节点设计、主体结构整体受力分析和结构构件设计等。应该明确钢柱、钢节点和钢梁、加强板、连接板等结构的特点及受力情况,做好科学计算,提升设计工作的效率与质量。在设计中不宜采用临时支撑的预埋吊件,这会在一定程度上加大工程量,从而对工期造成影响。当采用该类型的设计结构时,则需要对各个设计标准与要点加以控制。在安装和制作预制件时,则需要保持统一的标准,通过科学计算预制件承载力确定其结构形式。尤其是在多地震区域还应该做好相应的抗震设计,使结构性能可以满足抗震标准与要求,防止由于地震灾害对建筑造成的严重损坏。对于预制件承载力的计算,也是有效预防施工过程中出现变形和裂缝问题的关键工作。

  3.3、 机电设计一体化深化

  预制装配式钢结构建筑的机电设计主要包括电力管道与给排水管道的预留设计。预留管道槽和预埋管线的形式,是给排水管道设计的重点,应该对管道的数量和型号进行分析,明确预留管道槽的位置,确保其具有安装与调试空间,为后续工作开展提供保障。尤其应该关注转弯设计,促进预留槽深度的提升,为后续施工提供便捷。应该明确管线盒材质情况,进而制定电气管线设计方案,实现与强弱电设计的有效协同[4]。明确预留孔位,防止出现较大的误差。此外,辅助管线的设计也是建筑设计的重点内容,其具有较强的复杂性特征。在管线布设时应该遵循小径管线避让大径管线的原则,做好重力管线和压力管线的交叉处理。

  4、 其他预制装配式钢结构建筑的设计要求

  4.1 、防火设计

  为了降低火灾对人们生命财产安全造成的威胁,应该加强建筑的防火设计,消除其中的安全隐患。应该严格遵循相关防火规范开展设计工作,明确预制装配式钢结构建筑的基本特点与防火要求,特别是在大型公共建筑、变电站和特大型库房等危险性较高的区域,更要加强对防火设计的重视。岩棉夹心钢板在预制装配式钢结构建筑外墙中的应用较多,其防火性能较为优越,能够有效保护外墙表面的安全,阻隔火势[5]。防腐涂层应用于彩色钢板外层当中,也是增强建筑防火能力的有效途径,低波纹竖向彩钢板应用于建筑外墙层位置,能够提升建筑的整体美观性,使其防腐年限得到延长。石膏板在建筑泄爆墙当中的应用较多,其防火能力较强,尤其是防火岩棉的应用,更加保障了建筑的安全。

  4.2、 接地防雷设计

  在不同行业当中,预制装配式钢结构建筑的特点有所差异,而且需要安装的设备类型也会不同,应该做好充分的调研工作,从而增强接地防雷设计效果。雷电是影响建筑安全的关键因素,尤其是当前建筑中电气设备的类型与数量都在增加,只有做好防雷设计才能保障人们的使用安全[6]。应该根据当地气候环境情况,确定接地防雷设备类型与系统结构形式,降低雷电对建筑内设施造成的威胁。

  4.3 、屋面防水设计

  屋面防水设计工作的实施,可以有效降低雨水等对屋面造成的影响,防止渗漏问题的发生,改善人们的生活居住质量。从屋面防水规范设计要求出发,增强预制装配式钢结构建筑的防水性能,严格控制各个设计环节与要点。在装配式屋面系统的选择中,应该增强钢结构的可靠性,适当提升其排水坡度。悬浮技术和直立锁缝技术在设计中的应用较多,能够达到良好的悬浮效果,控制屋面系统的温度应力。尤其是在严寒的冬季和炎热的夏季,能够有效控制室内外温差。不干胶应用于屋面系统的板与板之间,封口措施的应用也大大提升了屋面的密封性,防止水溶物质的进入。而对于排水坡度的有效调整,则能够促进排水速度的提升。

  5、 结语

  预制装配式钢结构建筑是当前一种常见的建筑结构形式,是绿色化建筑行业发展的必然趋势,能够有效加快工程建设进度,同时实现与自然环境的和谐统一。在实践工作当中,遵循通用性和可持续性的基本原则。严格遵循设计标准与规范,做好建筑设计深化、结构设计深化和机电设计深化等工作。

  参考文献

  [1]邵陈钟,李志峰.装配式钢结构建筑深化设计探讨[J].建材与装饰,2020(7):142-143.
  [2]万媛媛,金龙,舒赣平.装配式钢结构建筑预制装配率计算准则的比较分析与计算建议[J].江苏建筑,2019(3):52-56,78.
  [3]李述祥.探讨装配式钢结构建筑的设计[J].低碳世界,2019,9(6):169-170.
  [4]李闻达.装配式钢结构建筑新型复合墙板研发及构造技术研究[D].济南:山东建筑大学,2019.
  [5]李彩霞.装配式钢结构建筑的深化设计[J].建材与装饰,2019(30):103-104.
  [6]郭思壮,梁华站,董欢,等.装配式钢结构建筑深化设计探讨[J].城市住宅,2019,26(9):129,131.

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