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预制装配式钢结构建筑设计分析

  【摘要】在我国社会经济的快速发展过程中,建筑行业的发展发挥着十分重要的作用。而预制装配式建筑形式的出现,不仅降低了建筑施工对周围自然环境的破坏,还提升了建筑工程的施工效率。在预制装配式建筑施工过程中,钢结构是最主要的结构形式。基于此,论文重点对预制装配式钢结构建筑设计进行了详细的分析,以供同行参考。
  
  【关键词】预制装配式;钢结构建筑;设计
  
  1引言
  
  近年来,随着我国建筑工程建设数量的增加,建设规模的扩大,人们对于建筑设计的要求也越来越高。如果继续使用传统的设计理念和设计方法,建筑行业的发展将无法跟上时代的发展。预制装配式建筑的施工,需要先在工厂内完成预制装配式建筑结构构件的加工,然后再运输到施工现场进行组装。这样的施工模式不仅可以降低施工过程对周围环境的影响,还可以加快施工进度。
  
  2预制装配式建筑设计的特点
  
  我国传统的建筑设计工程的进行,主要以现场施工为主体,由此施工效率低、施工材料损耗多、建筑垃圾多等问题。而预制装配式建筑的设计,则可以有效避免这一问题,既可以降低现场施工的施工强度、缩短施工周期,又可以减少建筑垃圾的产生,减少施工材料的浪费。表现出了以下4方面的特点:首先,预制装配式建筑的设计在传统设计流程的基础上,增加了2个设计任务:(1)预制构件加工图设计任务;(2)前期技术策划设计任务。这2个设计任务的增加,显著提升了预制装配式建筑设计流程的全面性与精细性。其次,预制装配式建筑的设计采用的是模块化的设计方式。这种方式可以将建筑、部品以及构件进行统一化处理,提升预制装配式建筑的标准性。再次,预制装配式建筑的设计需要与各构件厂家进行有效的配合,保证建筑主体结构、预制构件等施工组织的一体化效果。最后,预制装配式的设计是相应构配件生产的依据,可以在不改变装配条件的基础上,丰富预制装配件的施工方案,进而降低建筑单位的投资成本[1]。
  
  3预制装配式钢结构建筑设计需要遵循的原则
  
  3.1通用性原则
  
  预制装配式钢结构建筑设计,需要遵循通用性原则。首先,所有的预制装配式钢结构建筑设计都需要对前期策划工作予以高度的重视,加强预制装配式钢结构构件种类的控制,确保其预制装配式钢结构建筑的特点。其次,所有的预制装配式钢结构建筑设计都需要加强防火设计和防水设计,保证建筑结构的实用性功能。
  
  3.2可持续性原则
  
  预制装配式钢结构建筑设计,需要遵循可持续性原则。首先,需要对传统的粗放式发展模式进行改革,加强各种资源的有效利用,顺应绿色建筑的发展趋势。其次,对钢材进行反复多次的利用,降低企业的能源消耗和成本消耗,提升企业的经济效益。
  
  4预制装配式钢结构建筑设计的关键点
  
  4.1建筑设计
  
  预置装配式钢结构建筑设计,需要保证其经济性、美观性、适应性以及绿色性。首先,建筑集成化设计主要包含局部节点设计、细部构造设计、外墙立面设计、建筑平面与空间设计等方面。这是工程师在前期策划阶段需要重点考虑的内容,确保尽可能地减少现场处理的内容。其次,加强现场调研,并根据实际情况制订出针对性的、符合现代人审美特点的设计方案。同时,加强预制装配式钢结构的上下协调,确保后期水电、暖通设备可以有效集成,达到一体化装修条件。再次,对立面设计和外墙设计,需要运用多样化的设计理念,既要保证围护墙体的保温、隔热性能,又要提升建筑的美观性。需要注意的是,需要加强保温降噪措施的应用,避免建筑内部受到外界噪声的严重影响。最后,在预制装配置建筑的设计中,还要注意强化金属构件的实用性功能,在工厂阶段就要明确金属构件的预埋位置,然后再对拼接缝予以高度的重视,避免建筑工程后期出现渗漏问题,影响其使用功能的正常发挥。
  
  4.2机电设计
  
  在传统的机房施工中,存在着很多不确定因素,交叉作业和高空焊接作业普遍存在,施工风险因素多,施工安全隐患大,施工质量得不到保证。所以,必须要提前做好相应的机电设计。而装配式机电工程施工技术的合理利用,就可以有效降低后期机房施工中各种不确定因素的影响。例如,可以通过BIM技术的应用,提前在工厂完成所有零件的制作,然后直接在施工现场进行组装。在这种施工模式下,施工现场既不会出现交叉作业,施工效率也会得到明显的提升。
  
  5预制装配式钢结构建筑设计的其他要求
  
  5.1防火设计
  
  为了降低或者避免建筑内居住人群的生命安全财产遭受到火灾事故的威胁,在预制装配式钢结构设计时,需要对防火设计予以高度的重视,尽可能地将建筑施工与建筑运行期间可能存在的安全隐患进行彻底的消除。首先,根据相关防火规范进行防火设计,先明确预制装配式钢结构建筑的基本特点,了解其具体的防火要求,然后再针对性地展开设计工作。如果预制装配式钢结构建筑附近存在危险性较高的建筑,例如,特大型库房、大型公共建筑等,那么还需要对防护设计予以最高程度的重视。其次,在建筑泄爆墙中加强石膏板的应用,借助其超强的防火能力来提升建筑结构的安全性。最后,在预制装配式建筑结构的外墙设计中,可以使用DWSteel复合墙板。这是一种全新的复合墙板,不仅具有良好的保温性能与隔热性能,且因为轻质高强的特点,施工人员安装起来也没有任何难度。另外,这种复合墙板的外装饰效果也非常好,无须进行二次外立面装饰。其内墙板的装饰兼容性也非常高,安装完成之后就可以直接进行装饰涂层的施工。而将内外墙板组合在一起就可以形成独立安装单元,直接进行整体吊装。
  
  5.2接地防雷设计
  
  不同地区的预制装配式钢结构建筑在接地防雷性能方面有着不同的要求,其使用到的接地防雷设备类型也有着明显的差异,所以,针对预制装配式钢结构建筑的接地防雷设计必须要保证其科学合理性。如果不对预制装配式钢结构建筑进行有效的接地防雷设计,那么建筑的安全性将会得不到有利的保障。对此,设计人员需要结合当地的具体气候环境条件,对建筑施工过程中所需的接地防雷设备类型以及接地防雷系统结构形式进行科学的选择,尽可能地降低雷电对建筑物的影响。
  
  5.3屋面防水设计
  
  加强屋面防水设计,可以避免屋面受到雨水等的影响,减少建筑渗漏问题的出现,为人们获得良好的居住体验提供保证。首先,结合相应的屋面防水规范设计要求进行屋面防水设计,强化建筑结构的防水性能。其次,在选择装配式屋面系统时,需要选择可靠性高、排水坡度适宜的钢结构。再次,加强悬浮技术和直立锁缝技术的应用,加强屋面系统的温度应力控制。最后,在屋面系统的板与板之间,加强不干胶的应用,并注意封口措施的落实,保证屋面的密封效果。
  
  6结语
  
  综上所述,预制装配式钢结构建筑是未来的主流建筑结构形式,有着广阔的发展前景。对此,设计人员需要在坚持通用性与可持续性原则的基础上,展开建筑结构设计以及机电设计。与此同时,还要对防火设计、接地防雷设计以及屋面防水设计质量进行严格的控制。
  
  【参考文献】
  
  【1】王骏伟.钢结构预制装配式建筑设计策略探析[J].建筑工程技术与设计,2020(26):752.
  
  作者:周聪 单位:紫杉建筑设计股份有限公司
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