装配式钢结构建筑结构设计在实际工程中的应用

李冬　刘健

【摘要】环境的问题是建筑行业快速发展引起的单方面的原因之一，目前環保理念深入人心，建筑行业需要实现绿色高度发展转变。装配式建筑主要以预制品部件，现场安装方式完成施工，最大优势集中体现在最大限度节约资源的同时，减少现场施工垃圾及污染。本文围绕装配式建筑展开分析，具体分析了钢结构应用优势及具体应用，推动实现我国建筑行业可持续发展。

【关键词】装配式;钢结构;建筑设计;应用

我国正处于社会经济转型时期，在这一阶段，国家综合经济实力不断提升，这推动了信息化网络社会的发展。通过对装配式钢结构建筑的深化设计，有利于推动社会整个建筑行业的可持续性发展，以满足人们的多元化生活需求。

一、装配式建筑概述

装配式建筑是指将工厂生产的部品部件，在施工现场通过组装和连接而成的建筑。主要包括装配式混凝土结构建筑、钢结构建筑、现代木结构建筑等。装配式建筑采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，是现代工业化生产方式。

二、钢结构建筑结构设计在装配式建筑中的具体优势概述

（一）抗震能力强，自重轻

钢结构装配式建筑中的施工材料，主要以轻型建筑材料为主，在建筑承重墙方面，所选材料主要以薄壁钢管和车型热轧钢为主，这种材料的最大特征有质量轻、截面受力均匀等。正因如此，钢结构装配式建筑最大限度发挥了建筑材料的优势，整体上降低了自重，并将建筑材料的特点，例如：高强度、高塑性、高延展性等，淋漓尽致体现在建筑中，有效提高了建筑稳定性、质量、抗震效果。

（二）建筑结构布置灵活以及集成化高

相对于传统砖砌结构来讲，钢结构建筑具有诸多优势，钢结构建筑不仅仅空间布置自由、空间尺寸大，同时具备了非承重墙体，相关人士可以根据自己的喜好针对于建筑工程项目实施二次空间分割，并且，二次空间分割以及装修布置之后，不会对于建筑工程项目安全性、稳固性造成负面影响，除此之外，建设工程项目之中，暖通设备、水电线路以及房间吊顶都可以通过采取合理及科学设计，充分合理融入在楼板墙体当中，切实保障建筑结构完善性。

（三）符合绿色建筑的要求

装配式钢结构建筑和传统的混凝土建筑相比，能够明显地减少施工过程中产生的光污染、水污染、大气污染等，减少建筑垃圾的排放，降低能源损耗，因此不会给周围的生态环境带来负面影响。此外，由于装配式钢结构中的结构构件都是按照统一的标准尺寸进行生产的，因此在完成使用功能后很多构件还可以拆除，在其他建筑中进行重复利用。有的建筑施工原材料经过一定的加工处理后也能够循环利用，实现资源再利用的目的，体现了绿色环保的理念，并且可以节约成本，是真正意义上的绿色建筑。

三、装配式钢结构建筑结构设计原则

（一）实用性设计原则

在深化设计过程中，装配式钢结构建筑需要保持其实用性，与此同时最大程度保持其外表的美观性，给人以赏心悦目的感受。比如在某变电站的建设工作中，其落脚点靠近工厂。为了提升变电站的整体应用效益，可以选择装配式钢结构建筑模式，这有利于突破传统配电站的工业化建设模式，营造出一种和谐、清新的建筑景观氛围。

（二）可持续性设计原则

为了实现装配式钢结构建筑的可持续性发展，必须深入落实可持续性设计原则。我国正处于剧烈的市场经济结构转型时期，在这个过程中，资源节约型社会理念兴起，可持续性发展原则成为装配式钢结构设计的重点原则，为了实现装配式钢结构的可持续性发展，必须遵循可持续性设计原则，确保相关建筑物钢结构的可持续性使用、重复性使用，这离不开相关的维护措施，以避免钢结构建筑物被破坏，实现钢材的有效性回收，使其在相关建筑物构造中被使用，装配式钢结构建筑需要遵循可持续性发展的原则。

四、装配式钢结构建筑结构设计在实际工程中的应用分析

（一）对装配式围护体系采用合适的支承方式和设计

钢结构与钢筋混凝土结构相比其动力延性性能较好，因而其地震弹性层间位移角限值较高为1/250、弹塑性层间位移角限值为1/50。随着结构层间位移的发生，围护体系也随之而移动或变形，各标准件之间的缝隙可用于适应结构层间位移，而标准件自身的强度则抵消剩下的应变。装配式围护体系采用内墙板和外墙板。内墙板采用轻质内墙条形大板，墙板与梁柱之间预留合适的空隙以适应结构层间位移，抗震计算时可不考虑其刚度影响。外墙板采用外挂形式，外墙板与梁柱的连接可结合层高和自身强度，采用点支承或者线支承，其中点支承分为旋转式、平移式和固定式。内墙板和外挂墙板的设计计算可参见相关规范，不在作赘述。

（二）管线的设计

在管线设计过程中，需要遵循相关的设计原则，先确定管径管线的位置，随后再确定小管径管线的位置。电缆桥架与流体管道的布置，需要遵循相关的分开布置方案，如果不允许分开，需要提高电缆桥架的优先级。此外，按照直线管道应用原则，管路附件较多的管道其布置的优先级更高。当管道处于同一水平线时，需要遵循先线条槽、电缆，再水管的原则，以满足后期检修工作的要求。

为了适应现阶段装配式钢结构的设计要求，需要遵循相关的防火设计方案、接地防雷设计方案，优化屋面防水设计体系，提升装配式钢结构的设计效益。这需要进行相关设计理念的应用，进行可持续性设计方针的使用，实现对装配钢结构建筑的深化性设计。这需要就现阶段的装配式钢结构设计理念展开分析，遵循可持续性设计的要求。以满足社会各行各业对装配式钢结构的工作要求。

五、结束语

在装配式建筑中使用钢结构，能够加快建筑结构形式的转换，实现节能减排、可持续发展的目的。在现有的装配式建筑基础上继续推进装配式钢结构的发展，着力健全规范相关施工体系，探索如何保障施工现场秩序，从而有效发挥装配式钢结构绿色环保的优势，推动我国建筑业的可持续发展。

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