摘要:目前,研发构造简单、成本低、综合性能好的装配式钢结构建筑是我国时代发展的需要。钢混体系装配式建筑是指采用钢结构体系和预制混凝土构件的装配式建筑。相比传统的全预制混凝土装配式建筑,钢混体系装配式建筑的抗震性、防火、防腐性能更好,而且生产施工更加节能节水节电,产生的建筑垃圾更少。最重要的是钢混体系装配式建筑结构体系的建设时间相比全预制混凝土装配式建筑或者钢结构建筑更快,可降低建造成本。
关键词:钢结构,装配式建筑;发展现状
1装配式钢结构建筑概述
装配式钢结构建筑主要是通过工厂化的形式生产各类结构构件,实现全生命周期的设计,包括生产、施工和安装等环节,具有节能环保的社会效益。装配式钢结构建筑的优势非常明显。第一,其可以切实提升生产效率,在预制墙板和钢构件的制造中,在施工现场进行安装,将设计人员和安装人员组织在一起,实现设计和安装的协调,确保整个工序衔接良好,提升生产效率。第二,切实缩短设计周期。通过结构分析软件和工程建模软件的应用,在进行构件尺寸和内力设计中非常精确,而且便于调整。在构件制作环节中,将数控机床和三维模型有机结合,从而在设计后可以将构件直接投入生产,提升了建筑建设的进度。第三,实现了施工工业化,与传统的工艺相比,借助构件工厂化生产方式,可以提升产品的整体性能,钢结构在生产后可以直接用户焊接。
2装配式钢结构建筑的特征
第一,装配式钢结构可以完全借助软件进行建模,缩短了设计周期。借助建模软件和结构软件进行几何尺寸的设计,从而提升尺寸修改的效率。设计模型可以直接在生产线中使用,其精确度可以得到有效的保障。第二,实现了实际和施工的良好衔接,使设计过程和现场安装过程结合。第三,与传统的工业相比,工厂化的生产模式使构件的质量得到保障。
3我国钢结构装配式建筑的现状
3.1设计方法落后
传统式住宅与装配式钢结构住宅相比,两者在结构体系、基本模数、平面的定位、设计的指导思想等方面有着很大的差别。在对钢结构建筑进行设计时,其结构体系并没有利用当前先进的技术,也没有将标准的思想融入到设计当中,使得钢结构建筑达不到建筑所需的要求;在设计施工图时,对其组成部件没有进行深入的探讨分析,这就在一定程度上阻碍了钢结构建筑的发展。
3.2设计规范缺失
钢结构装配式建筑从出现到现在时间不是很长,所以在有些设计规范领域不能够做到全面,到目前为止相关的施工技术和安全法规还没有建成,与国外的一些发达国家相比,我国的装配式建筑的发展还很落后,在一些建筑施工技术方面还不够先进,导致我国的钢结构建筑发展的很慢,不能够很有效的保障施工技术的稳定,也不能保证施工的质量,这就在一定程度上影响了施工的进度,降低了建筑企业的经济效益。
3.3部件发展落后
钢结构建筑都是成套成套的施工技术,由于施工技术缺乏创新,在市场中对钢结构的需求还不足以对其进行产业化的生产。我国的产品存在很多的不足之处,不仅功能性单一,而且生产厂家的专业知识基础不够牢固,所以生产的产品质量还不能达到建筑所需的要求。在当今社会,钢结构建筑的施工技术具有零散而不系统的缺点,其技术的水平达不到要求且不够规范,因此需要科研团队结合先进技术对其进一步研究创新,进而推动钢结构建筑的发展。
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4装配式钢结构建筑深化设计的运用
4.1建筑设计
第一,在进行平面设计环节中,应该确保设计部分衔接得当,确保设计部分整齐,对结构的受力情况分析的基础上,明确预制构件的设计要求。在厨房和卫生间的平面设计中,应该满足整体的厨卫要求。第二,在外墙和立面设计中,应该符合人们的审美,而且实现功能的多元化,完善接缝的防水处理,外墙应该安装防噪音的材料,确保人们享受安静的环境。在内外墙板和接缝设计中,要注重防水设计。第三,在进行门窗安装节点设计环节中,应该不采用门窗副框安装,直接将门窗和预制墙板衔接,从而有效的防止外墙和外窗洞口发生渗漏。第四,在小型金属构件设计环节中,特别是空调板的安装,要将预埋件的位置准确的控制,分析预埋件是否与其他的构件产生位置的冲突。在外栏杆和装饰构件安装中,应该注意测量锚固的长度,使其满足基本要求。第五,在进行细节构造中,主要考虑的问题是防渗漏,尤其是在拼接缝的设计中,要对导水管的结构和空腔的构造进行合理设计。
4.2结构设计
结构设计主要包括钢结构设计和三板设计等内容,其中前者涉及竖向及水平受力构件设计,后者包含楼板、内墙板和外墙板的设计。装配式钢结构住宅的外墙最为复杂,目前大部分使用的墙板是轻质条板,如蒸压加气混凝土条板,预制墙板与主体框架一般通过拉结筋、螺栓、连接件等进行连接。预制墙板是通过连接的方式来使其和主体结构进行搭接的,而且在围护结构的稳定和强度方面,其连接的部位发挥了非常大的作用,尤其是在高烈度地震区的节点位置,因为该部位受力比较大,所以非常容易产生破坏问题,因为就非常容易出现预制墙板脱落的问题,进而引发次生灾害的出现,所以在对预制钢结构进行设计时,比如要对预制墙板和主体结构的连接形式予以高度的重视,通常要遵循几个方面:首先,在设计的过程中为了保证稳定性尽量避免使用临时支撑的预埋件以及固定连接件的预埋吊件,而且一旦遇到特殊情况要本着满足设计工况的标准进行。再有就是不管实在安装还是运输、制作的过程中,都要确保预制构件的演算和规定的标准相一致。其次就是必须要对预制构件的承载力进行验算,从而使其更好的满足地震工况的设计要求,然后就是要对预制构件的裂缝以及变形和承载力进行验算,从而使其满足持久设计工况的实际需要。
4.3机电设备的设计
在厨卫的排水管道设计中,应该控制好预留,对管线的型号确定,并且设计好预留管槽的位置。在进行管槽设计中,应该预留下宽敞的调试空间,确保预留槽具有合适的匹配度,设计好预留管道的尺寸,防止管道尺寸不合理导致渗流。燃气预留埋设应该充分发考虑到外墙板的预留设计方案,确保燃气管道具有良好的空间位置。
4.4管线的综合设计
在进行管线设计中,应该先布置好直径较大的管线,然后再布置直径较小的管线。在进行重力管线安装中,应该结合管线的压力。应该先设计热水管线,再设计冷水管线。在电缆桥架和流体管道设计中,二者应该独立设计。尽量减少管线,清除多余管线。
结束语
在进行装配式钢结构建筑设计中,应该着力采用工厂化的建构模式,从而确保构件的设计、生产、施工和安装形成一个完整的模式,进行全周期的设计,提升建筑建设的效率。在装配式钢结构深化设计环节中,应该结合建筑设计、结构设计、机电设备设计等,对装配式钢结构建筑进行优化,也为我国钢制造业发展铺平道路。
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论文作者:魏志广1,张昌昌2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/12
标签:钢结构论文; 建筑论文; 管线论文; 构件论文; 体系论文; 外墙论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第23期论文;