装配式钢结构建筑设计分析

装配式钢结构建筑设计分析

发表时间：2017-11-20T10:46:26.293Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：邹健[导读] 节约劳动力提高建筑质量，并且受气候环境影响较小。新时代背景下下，装配式钢结构建筑可以像机器生产一样成批成套进行生产。

广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司 517500 摘要：在钢筋混凝土建筑作为现代城市建设的主流情况下，新式的建筑结构设计随着城市化不断进行和科技的发展也逐渐走入人们的视野。装配式钢结构建筑就是一种比较新型的并且具有较好的经济效益和安全效益的建筑设计。相比于传统建筑设计，装配式钢结构建筑设计施工简便，抗震性和经济性都比较好。本文将对装配式钢结构设计进行分析。

关键词：装配式钢结构；建筑设计；设计分析

现浇混凝土以及砖结构是我国城市传统建筑主要结构，这种建筑结构建造中消耗大量的人力物力，并且在施工中具有一定安全隐患，近年来受到人们的关注[1]。由于传统的建筑结构具有一定滞后性，同时也为满足城市快速建设的需要，新型的建筑结构应运而生。装配式钢结构建筑就是其中一种。装配式钢结构建筑通过将预制构件在工地装配组合实现建筑构建。相比于传统建筑方式建造速度显著加快，节约劳动力提高建筑质量，并且受气候环境影响较小。新时代背景下下，装配式钢结构建筑可以像机器生产一样成批成套进行生产。

一、装配式钢结构设计特点

1、设计标准化装配式钢结构设计具有标准化的特点。因为装配式建筑的大部分装配构件都是在工厂车间加工完成的。很多建筑构件包括：外墙板、内墙板、叠合板、阳台、楼梯、预制梁、预制柱等主要结构都统一加工设计完成后，直接投入施工现场进行装配使用[2]。由于这种标准化生产，使得装配式钢结构在生产过程中更具有工业化和专业化，从而能显著的提高部件的生产效率，同时还可以保证构件的产品质量以及性能等，相比于传统工艺更具优势。

2、建造快捷由于装配式建筑主要采用构件现场组合的方式进行建筑施工，这使得装配式建筑建造更为快捷方便。装配式钢结构建筑施工中主要采用栓焊连接，这种连接方式对建筑构件直接组合，不需要现场浇节点，能够更快速的完成安装。不过由于装配式钢结构自身结构材料的影响，现场焊缝部位比较容易发生腐蚀，所以需要注意结合螺栓连接进行组装，或者使用油漆涂装等方式避免结构的腐蚀[3]。装配式钢结构在施工中受外界环境影响低，基本可以实现全天候作业，使得建筑建造工程进展更为快捷。

3、抗震性强装配式钢结构还具有抗震性强的特点。由于装配式钢结构中钢结构的额延展性比较好，所以整体抗震性强。并且通过对装配式建筑结构的设计使得建筑构件之间形成的相互剪力对建筑形成更好的支撑体系能有效的提高其抗震效果。

3、成本造价低装配式钢结构建筑设计相比于传统的混凝土或者混砖建筑造价更低。由于钢结构本身的自重比较轻，并且相比于混凝土材料其造价更低。而且钢结构是一种可回收的环保材料，可以循环利用绿色环保使其具有比较高的经济效益。不过在装配式钢结构的造价方面需要注意建筑设计的科学性，不合理的装配式钢结构设计不一定会减少工程造价。

5、信息化设计装配式钢结构建筑设计具有信息化特点。装配式钢结构建筑在实际过程中主要借助于工程设计软件进行设计。使用如BIM之类的工程设计软件，可以实现对整个建筑的建模设计和设计分析。通过信息化技术的应用能够合理有效的缩短设计的周期，同时对建筑施工的可行性和安全性进行分析。信息软件的应用能最大限度的装配式建筑的构架内力和几何尺寸进行综合计算，增强了工程的可靠性增加了工程的安全性保障等。心喜欢技术的深入使用使得建筑设计更快速进行的同时，还便于对设计方案进行修改，能够更有效提高装配式钢结构建筑的设计生产。

二、装配式钢结构建筑设计支撑结构

1、钢结构—剪力墙结构钢结构—剪力墙结构的基础是框架结构。这种建筑结构体系能工通过网柱的横向和纵向设置的剪力，形成剪力墙。建筑结构的整体强度通过侧向的刚度和结构体系的侧向位移达到改善。在这种结构体系中，横向载荷由框架结构承受，纵向载荷由剪力墙承受，从而很大的提高了建筑的承载能力。大多数搞成建筑都采用这种结构体系[4]。

2、钢框架结构钢框架结构的主要承重构件为建筑内的横向、纵向梁柱。钢框架结构的钢梁钢柱的承载能力和抗弯载能力直接决定了建筑的抗侧刚度。这种结构体系由于自身的软性特点灵活性较高，并且结构中所受的力和传递的力都比较明确，在多层建筑中比较适宜食用[5]。

3、钢框架—支撑结构钢框架—支撑结构的抗侧力能力比较高。这种建筑体系是一种双重抗侧力结构，通过设置横向支撑能够增强框架柱之间的水平荷载支撑力。钢框架—支撑结构具有比较高的稳定性，并且建筑梁柱截面面积有效减小可以获得更多的使用面积，但机体结构负载，灵活性较差。

三、装配式钢结构建筑设计

1、规划设计装配式钢结构建筑设计中需要进行规划设计。规划设计首先需要满足建筑的采光和通风的需要。由于新的城市建设需要，装配式钢结构设计应保证在生态、安全、环保、科学的原则下进行设计。虽然装配式建筑受施工现场气候条件影响较小，但也需要充分考虑施工现场的环境。

2、预制件设计

由于装配式钢结构的主要装配构件都是在车间中施工进行的。所以装配式预支部件设计是整个建筑的基本组成单位。对预制件的设计需要遵循科学、标准、合理的原则进行设计。预制件的设计可以通过控制构件的数量和调整构件的类型，控制制造成本。在进行预制件设计中需要考虑到生产条件进行设计，保证构件生产款过程的便捷高效。

3、构造节点设计

装配式钢结构建筑的预制构件节点安装一般都在施工现场进行，并且钢结构节点一般采用栓焊方式进行连接，所以各类节点的连接是否牢固稳靠十分重要。在进行节点设计时，设计者需要充分考虑各个节点与装配建筑的力的作用，以及建筑工地的气候条件等因素，选择合适的栓连接或者焊接方式进行节点连接。节点设计需要以稳定和耐腐蚀等因素作为主要考虑条件[6]。4、专业配合设计

装配式钢结构设计中需要专业配合设计。由于装配式建筑涉及的专业面广，并且繁杂，这就需要在进行设计过程中需要综合各个学科的知识，让各学科设计人员协同作业，通过一加一大于二、团队工作胜过单人工作等原则，达到更好的设计效果。通过对于各专业设计人员的配合设计，将装配设计成一种构件更为简单，成本更加经济化，并且制造难度大幅降低，科学且合理的装配式钢结构建筑。结束语：装配式钢结构建筑作为一种新型的建筑设计，相比于过去的很多建筑设计更具优势。装配式钢结构建筑建造简单便捷使得施工速度快，通过信息化处理手段进行设计科学性更强，钢结构自身延展性特点等使得建筑的抗震性和灵活性都比较大。而且由于装配式钢结构的自重轻和施工安装方便等因素，在节约劳动力和材料的同时成功的节约了建造成本，满足现代城市建筑设计的需要。随着城市化速度加快，城市内部建筑的增加，装配式钢结构建筑设计能够更好的满足这种发展建设的需要，在未来也会获得更好的发展。

参考文献：

[1]史晓东. 装配式钢结构建筑的深化设计简述[J]. 建筑知识,2017,17（09）:1.

[2]孙晨晓,李旭强. 绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J]. 住宅与房地产,2017,13(15):233.

[3]杨珺. 预制装配式钢结构建筑设计方法及经济性探析[J]. 建筑技术开发,2017,44(07):4-5.

[4]刘永霞. 预制装配式钢结构建筑设计要点及经济性研究[J]. 中国新技术新产品,2016,22(21):167-168.

[5]张大伟. 装配式钢结构建筑的深化设计分析[J]. 建材与装饰,2016,15(39):104.

[6]曹杨,陈沸镔,龙也. 装配式钢结构建筑的深化设计探讨[J]. 钢结构,2016,31(02):72-76.