预制装配式钢结构建筑的发展前景及设计要点解析

预制装配式钢结构建筑的发展前景及设计要点解析

摘要：预制装配式钢结构建筑通过工厂化的形式进行结构构件生产，因此能够

涵盖结构构件的设计、生产、施工安装的全部周期，预制装配式钢结构以其独特

的设计要点和理念在信息化网络时代的新形势下，并且在社会各行业中的应用对

其建筑工业化的优势所体现出，在社会各领域中得到广泛性的应用的就是装配式

钢结构，这种新型的建筑形式的特点是采用装配化的生产工艺进行结构构件的制

作和生产，用工业化制造的生产方式来代替传统现场施工方法。

关键词：预制装配；钢结构；主要构造；设计要点；发展前景

1预制装配式钢结构建筑的主要构造

（1）钢框架结构。在结构体系中，承重构件和侧剪构件主要设置在建筑物的侧向和纵向

梁上。钢梁和钢柱的抗弯能力直接决定了建筑物的侧向刚度。钢框架结构灵活性高，结构体

系的受力和传递力更加明显。它更适合低抗震要求的建筑物。

（2）钢框架―剪力墙结构。体系的形成基础为框架结构，通过在柱网的横向、纵向设置

剪力墙，从而形成钢框架―剪力墙结构体系，建筑结构强度由于侧向刚度的改善，建筑结构

体系侧向位移量的缺陷被有效弥补，竖向荷载由框架承受，水平荷载由剪力墙分担，因而建

筑承载能力显著提高，目前高层建筑大多使用该结构体系。

（3）钢框架―支撑结构。该结构体系的抗侧力能力较高，这是由于其为双重抗侧力结构，为增加框架柱之间的水平荷载支撑力，会设置横向钢支撑，且横向钢支撑不会对竖向荷载造

成影响。因而该结构体系具有较高的稳定性，且建筑结构的梁柱截面面积有效减少，但是由

于体系机构复杂，因而灵活性较差。

预制装配式钢结构建筑常用的楼屋面板形式包括现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板、混凝

土组合楼板、钢筋桁架混凝土组合楼板等。

2预制装配式钢结构建筑的设计要点

2.1装配式钢结构的防火设计要点

装配式钢结构设计的防火设计要点是深化设计过程中钢结构设计的主要要求。装配式钢

结构在社会各方面的应用，应根据防火设计的要求，对相应的装配式钢结构建筑进行构建，

尤其是对于火险等级较高的建筑地区诸如配电站和变电站等。装配式钢结构建筑的防火设计

要点主要体现在以下几方面。首先，装配式钢结构建筑的外墙表面要选用具有防火性质的岩

棉夹心钢板，对装配式钢结构建筑的墙表面进行防火；其次，装配式钢结构建筑的彩色钢板

外层用选用具有氟碳样式的防腐涂层，外墙层部位则选用低波纹竖向彩钢板，不仅能够满足

建筑室内的感官效果，同时也能够加长装配式钢结构建筑的防腐年限；最后，装配式钢结构

建筑的泄爆墙要采用防火性较强的石膏板，石膏板内部还应填入具有防火性质的岩棉，加固

防火措施。

2.2装配式钢结构的接地防雷设计要点

装配式钢结构的接地防雷设计要点是装配式钢结构建筑在深化设计过程中的重要要求。

由于部分行业中对于装配式钢结构建筑有不同的要求，对于相关的装配式钢结构的设备有不

同需求，因此装配式钢结构建筑在设计过程中应综合社会各行业中关于需求的设计，在设计

过程中，装配式钢结构建筑应加强对接地防雷的设计，有部分诸如配电站等行业要求相关的

装配式结构建筑需要具有接地防雷的作用，主要是接地防雷在装配式钢结构建筑中的设计，

它不仅能够有效改善将避雷系统暴露在外部的感官美，而且减少建筑内设置避雷针对建筑内

系统存在的潜在威胁。

2.3装配式钢结构的屋面防水设计要点

装配式钢结构的屋面防水设计要点是装配式钢结构建筑在深化设计过程中的关键要求。

无论是哪个行业中需要用到装配式钢结构建筑，对屋面防水的要求都是必不可少的，因此装

配式钢结构在设计过程中，要遵循屋面防水的设计要点，必须保障装配式钢结构在相关建筑

中的应用过程中不能够漏水。因此在设计过程中，要选择当前钢结构可靠性较强的装配式屋

面系统，其次，要将装配式钢结构屋面的倾斜度加大，对相关建筑进行综合考察和对比，采

用直立锁缝技术，通过悬浮技术使屋面悬浮于建筑内的相应部位，直立锁缝技术下的屋面系

统具有良好的温度应力，夏天与冬天室内外温差较大，该屋面系统则能够有效保持良好的温度，屋面系统的板与板之间不仅设有不干胶，同时也如易拉罐封口似的方式确保了水溶物质

无法渗透。为了确保万无一失，装配式钢结构建筑可以通过扩大屋面的坡度来有效地加速屋

面系统的排水能力，从而有效的完成了装配式钢结构建筑的屋面防水设计。

3我国预制装配式钢结构建筑发展前景

3.1产业基础

改革开放后我国经济快速发展，与此同时我国的钢铁产量也逐年增长，据统计，近几年

来我国的钢铁总产量一直保持世界第一，并已成为钢铁强国中的重要一员，目前，我国现有

的钢铁企业可以说已完全有足够的能力进行规模化生产。与此同时，伴随着国内钢铁产量不

断增加，国内钢材生产过剩的矛盾随之出现。而在此时，在我国全面发展装配式钢结构建筑

不仅可以解决上述矛盾，而且还能促进该类企业

3.2环保节能

“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化，减量化优先的循环经济发展

原则，是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。高科技是指建筑设计和

建造环节突出节水、节电、节材、节能的设计理念。钢结构是典型的环保绿色建筑，仅垃圾

排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式建筑中广泛应用环保节能的钢材，可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术，可以很好达到环保节能的目的。

3.3建筑产业链的优化配置

钢结构建筑要实现工业化生产，必须推进建筑产业链的优化配置，从取材、设计、制造、运输、安装等各个环节入手，针对每一环节的运转机制提出相应的工业化生产、信息化管理

技术和方法。有条件的钢结构施工企业，通过联合、合并或者组建设计院，成为钢结构建筑

设计施工总承包商；其他企业可以运用“互联网”实现信息互通，资源互通，提升资源整合与

配置能力，促进建筑企业集约化经营，项目精益化管理水平。

3.4技术与经济和市场的结合

由于钢结构建筑具有诸多优势，在工业发达的国家应用已经非常普通，然而在国内建筑

市场钢结构住宅所占的比重较小。究其原因，并不是我国钢结构住宅技术不够先进，而是相

对于传统的混凝土结构经济指标并不占优势，开发商和消费者对于钢结构住宅还存在认识不

足等问题。钢结构建筑要得到长远的发展必须注重技术与经济和市场的结合，技术研发应以

市场为出发点，在建筑方案设计中充分考虑中国消费者的习惯，如门窗体系、整体厨卫体系

等设计，不能单纯照搬国外的技术方案。在满足结构可靠度的前提下，通过合理的技术组织

加快施工速度节省人工成本，节约化的生产管理减少材料的损耗，从而将控制合理的范围。

4结语

随着不断进步的社会经济文化，以及迅猛发展的科学技术，在社会诸多领域中装配式钢

结构建筑以其独特的设计理念和设计特点都得到有效的应用，对于装配式钢结构建筑的深化

设计探讨的研究，其主要目的在于了解装配式钢结构建筑的深化性设计要点，以及其设计理

念等。相关工作人员还必须要加大研究力度，不断拓展钢结构的应用范围。

参考文献：

[1]邓凯丹.装配式钢结构住宅体系应用分析[J].科技资讯，2016，14（35）：92+94.

[2]陈曦.装配式钢结构住宅体系的发展与应用[J].住宅与房地产，2016，（36）：20.