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摘要：装配式钢结构建筑的建造方式是将建筑中的主要构件部分在工厂制造完成，再运输到现场，经机械化安装后，形成满足预定功能要求的建筑物。装配式钢结构建筑具有抗震性能好、建筑品质高、制作简单、施工快、绿色、环保等优点。
关键词：钢结构；装配式住宅；设计及优化
1.装配式钢结构住宅的发展背景及优势
2016年2月，中共中央国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》（中发〔2016〕6号）提出发展新型建造方式，指出大力推广装配式建筑，积极稳妥推广钢结构建筑。
以某装配式钢结构项目为例，该项目由住宅、公寓、还兼住宅、养老酒店等8栋高层建筑组成。由于该项目结构高宽比达到10.1，且水平风荷载大，导致结构设计难度很大。针对这类高层住宅建筑，传统做法是采用混凝土结构，通过增大构件截面、设置剪力墙等方法来增加结构刚度，以满足结构安全性与舒适性的需求。但是传统做法对建筑品质有较大影响，且施工工期较长，无法实现建筑工业化的目标。
为解决以上难点，该项目突破传统设计方法的限制，采用装配式钢结构，其结构体系构成为：CFT柱型钢框架+支撑+黏滞阻尼墙，支撑布置于公共交通区域与建筑隔墙的位置，黏滞阻尼墙布置于结构的中上部，共72片，该项目通过装配式钢结构的应用，其主要具有如下优势：
①该项目采用消能减震钢框架-支撑结构体系，与混凝土结构相比，上部结构的重量约降低34%。
②该项目在满足结构基本刚度的前提下，通过有效地布置黏滞阻尼墙，充分发挥耗能减震作用，可有效控制结构的风振加速度，同时降低结构的地震作用。
③钢结构大部分构件在工厂生产，运往现场后整体组装，施工工期短。根据调研结果，钢结构建筑地上主体结构标准层施工速度约为4天，因此在该项目中节约施工工期110天，施工周期的缩短，保障了工程的进度问题和经济效益。
2.钢结构装配式住宅设计思路
2.1钢结构装配式住宅的主要构造
2.1.1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，竖向荷载主要由框架承受，水平荷载主要由剪力墙分担，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。
2.1.2钢框架结构
在该结构体系中建筑的承重构件以及抗侧剪力构件主要为设置在建筑横向、纵向的梁柱，钢梁、钢柱的抗弯载能力直接决定了建筑的抗侧刚度。钢框架结构为柔性结构，因而其灵活性较高，且结构体系中的受力、传力较为明确，在多层建筑及抗震要求低的建筑中较为适用。
2.1.3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。
2.2设计要点
2.2.1厨卫设计标准化
在进行厨卫的设计时，要根据厨卫的功能以及性能进行设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在厨卫的设计中，由于厨卫的管道繁杂且多，因此，在进行厨卫的设计时要谨慎，要制定一套标准的厨卫设计规范，在简单化的基础上，使厨卫的设计呈现出标准化和定型化。
2.2.2户型设计标准化定型化
户型设计标准化和定型化也是钢结构装配住宅设计中的重点。在我国的钢结构装配式住宅设计中，由于其发展较晚，在户型设计中没有统一的标准，进而影响住宅的施工，产生施工问题。因此，针对这样的状况，需要对房间的尺寸、板材的尺寸等进行统一，减少对异形板的使用，进而缩短生产周期。
2.2.3平面布置系列化灵活化
平面布置系列化灵活化使得钢结构的住宅设计更加完善。因此，在钢结构装配式住宅设计中，可以利用木块的多种拼接适应总面积的布置变化，实现住宅平面功能的开放设计，充分发挥构件标准化设计等特点。
2.2.4以建筑结构为主，结构专业为辅
通过以建筑结构为主，结构专业为辅进行钢结构装配式住宅设计，在尊重其原则的基础上，可以对绿色环保以及建筑效果等方面进行设计。在进行设计时，要满足人们的生活需求，以舒适为主，为人们提供适宜的住宅设计风格和水平。
3.钢结构装配式住宅的优化方案
3.1建立功能需求明确、结构合理的住宅户型
一套功能需求明确的户型必须遵守，合理布局、动静分区、充分利用的原则，合理布局就是将特性相近的行为单元组合在一起，动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰，充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅，在房屋的柱梁方面数量要尽量少，节约钢材用量，设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型，
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。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住宅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追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求，钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式，必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧，动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开，重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计，有利于家具摆放，提高使用面积，也符合中国人的消费心理。
3.4提高钢结构设计的安全性能
装配式住宅钢结构在安全性能方面，要保证结构的钢材、螺栓与螺钉、围护材料、粘接密封材料符合要求。楼盖、墙体和屋盖的结构构造与连接形式、紧固件的选用符合规定。防火性能方面，注意建筑构件燃烧性能和耐火极限、房屋长度、面积、间距、装修材料、管道及其包覆材料、构件内填充材料等方面。耐久性方面，要求钢结构件采用镀锌进行防护。住宅舒适性方面，楼面、外墙和屋面所采取的填充保温棉、喷射液体发泡材料或外贴泡沫隔热板材等保温与隔热措施，以及墙体、楼板和屋顶所采取吸音、隔声（消声）措施，住宅围护结构采取的防结露措施均要满足技术要求指标。
结束语：综上所述，装配式钢结构住宅在实践应用中不断显现出优势，得到了建筑领域的一致认可，因而在未来发展空间广阔，尤其是其经济环保的特点。基于这一点，在未来的发展中，应当加大装配式钢结构体系的推广，令其逐步成为建筑行业的主力军，更好地推进我国建筑工业化进程。
参考文献
[1]叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D].南昌大学硕.2012.
[2]杨建行.分层装配式钢结构工业化住宅体系研发与应用[J].2012（03）.
[3]卢俊凡，王佳，李玮蒙.等.装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J].城市住宅.2014（06）.
论文作者:白喜军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/8/22
标签：钢结构论文; 住宅论文; 结构论文; 建筑论文; 体系论文; 构件论文; 该项目论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;