装配式钢结构住宅设计

140
YAN JIU
JIAN SHE
装配式钢结构住宅设计
Zhuang pei shi gang jie gou zhu zhai she ji
张瑶
在国家大力发展装配式建筑的趋势下，钢结构以其天然的装配式属性而日渐活跃在住宅建筑的市场上。

本文根据工程实践经验总结出钢结构建筑设计的重难点以及相应解决思路，包括方案设计、专业协调、材料选型，并提出现阶段常见问题与解决方案，为装配式钢结构建筑的设计与实践提供一种思路。

近年来，面对钢结构行业发展形势和机遇，国家大力鼓励产业用钢、提倡节能减排，建筑业正向着绿色建筑和建筑产业现代化发展转型，全国各地密集出台大力发展钢结构和装配式建筑的政策文件。

一、钢结构在住宅领域的潜力与阻力
据估计，钢结构住宅未来市场空间达千亿元。

在商品房市场方面，保守估计到2020年，全国装配式住宅占新建住宅的比例达到10%，假设2018~2020年装配式住宅占新建住宅的比例分别为6%/8%/10%，那么2018~2020年新增的装配式住宅面积分别为0.83/1.15/1.50亿m 2。

按钢结构占装配式住宅的比重分别10%/20%/30%计算，则2018~2020年新增的钢结构住宅面积分别为0.06/0.23/0.45亿m 2。

然而配套设计与生产技术尚未成型，因此钢结构装配式住宅蕴含着巨大市场潜力与研发空间。

然而，目前在国内住宅领域应用装配式钢结构仍面临不少困难。

装配式钢结构住宅的难点和阻力是自下而上的，主要是住户对成品房的安全性、防火、防腐、隔声、保温、防渗等性能存疑。

这需要从业人员从技术层面给予充分重视。

在钢结构住宅设计领域，设计单位都需要转变传统混凝土结构的思维，注意积累相关配套设计技术，充分考虑结构主体的防腐、防火措施，在材料选型和节点构造方面解决墙体的隔声、保温、防水防渗问题；开发和建设单位利用BIM 和大数据技术形成严格的施工与监理制度与操作规程库，对特定节点的施工操作形成制度化的操作规程并严格执行，杜绝惯性思维和自由发挥式施工，保证建筑品质。

从设计、施工、管理全方位提高住宅整体的性能与
舒适度，钢结构住宅的民众接受度问题自然会迎刃而解。

二、装配式钢结构住宅的设计思路
钢结构建筑是典型的现代建筑产物，其设计思路与设计手法也应符合现代建筑理论，而模数化设计是现代建筑产业化和工业化生产的理论核心。

在设计阶段采用建筑模数化设计，首先要明确以何为模数。

建筑专业是制定模数规则的龙头，需要在满足建筑行为心理学的基础上确定一级模数，再根据工业化生产的需要确定二级模数。

主要的理论及规范依据为《建筑模数协调标准GBT 50002-2013》《工业化住宅尺寸协调标准》等，其次为根据材料选型采用的厂家生产图集。

模数化设计带动了配套构件的工业化生产，改变了相关产品的生产模式，是促进建筑业及相关产业生产发展的动力。

建筑工业化背景下的建筑设计具有如下特点：信息量大、接口专业多、容错率低。

为应对这一问题，建筑师需要提高驾驭信息的能力，在项目中争取主动，明确每个设计阶段的工作目的与质量管控要点，同时要给合作各专业传递出明确的信号，引导对口专业完成这一阶段的设计工作。

方案设计阶段确立建筑功能与造型意向时，建筑师应根据人体尺度经验值与本项目特殊设计要求制定一级模数，即柱网尺寸、层高、净高、总高等。

对于重点空间，如中庭、入口大堂、阶梯教室、报告厅等，需要做出模数变体或控制到二级模数，如局部抽柱、大跨、升起高度等。

如立面有特殊设计，也需与一级模数相一致。

结构设计需要在方案阶段介入，帮助建筑师决定结构体系选型。

在这一阶段，需要根据建筑方案做出不同结构体系的方案，就其受力性能、经济型、空间效果、建造难度等方面进行可行性研究，并给出实施建议。

对于钢结构而言，需要重点给出防腐、防火做法，尤其是防火层厚度。

在方案设计时，遵循“少规格，多组合”的原则，在满足日照通风的前提下，尽量减少建筑平面的凹凸变化，减少节点连接的构造数量。

同时，尽可能使墙体有对位关。