（湖南科鑫电力设计有限公司 湖南 长沙 410007）
【摘 要】伴随着经济的发展和建筑行业的进步，钢结构模块电力设施建筑的工业化以及产业化水平逐步提高，钢结构模块的发展也趋于一体化，不仅仅具有高度的预制化比例，也能在缩短工期的基础上，实现人力资源和物力资源的升级。本文结合案例，对钢结构模块电力设施在现代化施工中的发展过程进行了集中分析，并着重讨论了钢结构模块的应用路径，旨在为电力企业提供有价值的技术建议，以供参考。
【关键词】钢结构模块；发展；应用
【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）22-0175-03
1.案例分析
近几年，应用钢结构模块技术体系的建筑数量在增多。
美国纽约布鲁克林32层模块化住宅大厦，于2013年3月动工，建筑面积41万平方米，共包含350套公寓，多数都是为了美国地区低收入民众解决居住问题，建筑结构的60%以上都是工厂内部进行安装和改造，预制950个钢框架模块单元。
我国在钢结构模块技术应用方面起步较晚，在2008年还刚刚开始，主要集中在底层模块化别墅。在2011年，上海国际冶金展览会中，宝钢集团退出了一款两层钢结构模块化建筑房屋，由13个模块组成，主要采取的是钢框架与冷弯薄壁型钢墙体的组合，建筑结构由轮胎吊进入现场进行安装，12个小时内完成安装。
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图1 宝钢集团钢模块房屋展示图
2.钢结构模块建筑在现代化施工中的流程
相较于传统的建筑结构，钢结构模块建筑具有自身优势，且其施工过程也较为特殊，主要在工厂内部预制好相应的建筑模块，借助拖车等运输工具直接运输到现场，并且将其进行现场吊装。在钢结构模块建筑中，利用BIM技术能对其整体模块化施工过程进行全程模拟，从而促进整体技术的设计优化。电力土建设计中，要对施工技术进行综合性分析，尤其是电力工程结构设计，传统结构使用钢筋混凝土，借助钢结构模块能提高防震和抗震效果，从而提高电力工程的稳定性和性能。
第一，收集相关信息，建立完整的3D施工信息模型，要对电力设施相关信息、现场施工情况以及起重机施工情况等条件进行集中分析。并且，也要对运输条件和安全性等客观因素展开综合性调研和数据整合。
第二，建立3D信息模型，结合实际情况和模型参数，对场地的管理以及布置情况进行统筹处理，从而确定起重机的具体位置，为模块单元固定交付位置的判定提供依据。
第三，建立4D模拟，对模块的整个吊装过程进行模拟分析，并且判定最优化次序以及安装时间，从而有效为钢结构模块电力设施施工的整体质量优化提供保障，也能针对具体问题建立更加具有实效性的预防措施[1]。
除此之外，要想从根本上提高技术效率，就要积极建构更加系统化的模块体系，确保应用价值和管理效果的最优化。首先，要保证模块单元的运输和安装符合密封要求，结合公路转载最大宽度以及高度展开集中处理。其中，模块单元的最大宽度要控制在2.5米到3.5米之间，保证运输路线允许，若是条件许可，可适当增加。模块最大载物高度为4.2米，当车辆运输需经过桥下或隧道时，要结合实际情况选取高度更加适宜的车辆。其次，要保证吊装安装受力情况符合标准，由于其安装过程会产生不同的内部应力，要提升部位实现受力集中，这就需要强化构件的连接能力，确保受力完整。需要注意的是，起重机臂架的实际高度要符合吊装技术，并且保证连接效果的有效性，升级处理机制和控制措施，确保模块处理的完整性，能有效避免模块单元上产生水平力与剪力参数。
3.钢结构模块建筑的应用路径
由于钢结构模块建筑本身具有较大的建筑优势，不仅具备可持续生态优势，也能实现有效节能。由于结构中主要采取的是钢框架和钢支撑结构，使得其建筑结构的减震支撑效果较好，具有一定的社会应用价值[2]。
3.1 钢结构模块外墙维护结构
外墙维护结构构件本身要具备较好的延性性能以及抗震性能，能在主体结构变形情况下不发生较大的变形。并且，具有极高的抗风压作用，变形和裂缝满足要求，且能满足装修和电气安装过程中对墙面强度和刚度的影响。在钢结构模块建筑结构中，外墙维护结构也要符合相关标准，整体结构刚度较为柔和，需要重点考虑保温隔热问题以及防水问题，对刚度参数以及强度参数进行集中整合。
目前，钢结构模块建筑维护结构中，相关构件的具体参数要符合标准。第一，加气混凝土板，干体密度为500kg/m3，厚度为200毫米、宽度为600毫米，长度保持一层楼高，和主体结构进行有效连接。第二，薄板钢骨复合轻质外墙在厂内进行预制，或者是到现场复合。第三，轻集料混凝土复合墙板和岩棉板复合墙板，按照比例进行混凝土浇筑，厚度为150毫米，容重在500kg/m3以下，上下框要利用钢龙骨进行连接，确保侧向强度有所增强。在EPS混凝土复合岩面板结构中，要提高隔气膜的完整性，利用10毫米和7毫米的汉德邦CCA板进行连接[3]。
3.2 钢结构模块底板结构
由于钢结构模块建筑单元底板主要是承载每个单元房的重量，并且，要保证房间内设备、人员等产生的质量也在承载范围内，主要是采取普通钢筋混凝土板，若是建筑楼层不高，则可以采用轻型钢筋混凝土板。
具体设计参数如下：第一，底板一般都在工厂内浇筑，借助运输机械进行现场运输。在模块钢架焊成后浇筑钢筋混凝土板，强度等级为C30~C35之间，采取自然养护的机制。值得一提的是，只有保证强度在70%左右，才能进入模块组装工序。第二，要对底板刚度进行全面分析，挠度在/200以下，厚度在/35以上，裂缝宽度要在0.3毫米以下，不能含有贯通裂缝。第三，底板的受力要保持稳定，按照四边铰接支承结构进行计算，着重配置构造负筋[4]。第四，要按照施工设计图纸有序安装，确保钢筋绑扎成型，短向主筋要在长向主筋下方，短向主筋与工字钢梁的下翼缘进行有效焊接。主筋的支撑长度要在60毫米以上，劲板厚度则要在4毫米以上，间距控制在250毫米以上。第五，底板钢筋结构要符合设计要求，主要是利用钢筋桁架楼承板结构，结合图纸开展有序安装，并且保证整体混凝土浇筑结构符合标准。
3.3 钢结构顶板结构
顶板结构主要是针对封闭空间的管线，要保证具体走向和质量符合要求，为了增加整个建筑结构的平面内刚度，需要适当的增加对角拉撑结构，防止其出现变形。第一，双面钢板结构，可以选择普通热镀锌钢板，镀锌含量要在180g/m2以上，最好不要选择成本较高的热镀铝锌合金钢板和彩色涂层钢板，而整体结构的连接方式主要是搭接，确保相关元件之间符合标准。第二，在对顶板支撑结构进行选择的过程中，要结合实际管理需求和控制机制，对其材料给予高度关注，构件一般选用C型檩条，或者是在工厂制作钢筋时应用的小桁架檩条，只需要对相关参数进行集中测算即可，确保间距符合标准和设计要求[5]。檩条需要连接框架梁，并在下方设置必要的龙骨结构，从而有效铺设纸面石膏板吊顶结构。
表1 钢结构模块顶板参数
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4.结语
总之，由于钢结构模块建筑的生命周期以及利用效率符合生态标准，在实际应用过程中，还能对大量材料进行回收，符合资源再利用的需求，是新时期建筑结构设计中的常用措施。在倡导绿色建筑以及绿色设计的过程中，要从建筑设备、结构体系等方面全面考量，升级建筑结构质量，为建筑工程项目的节能发展奠定坚实基础。
参考文献
[1]朱磊.大直径筒仓顶钢结构模块式单元组装、吊装施工分析[J].城市建筑，2014，22(24):93-93.
[2]代宇，黄耀怡，李淮等.用于箱梁型钢结构模块连接的快速接头研制[J].起重运输机械，2015，33(03):37-38.
[3]刘文轩.钢结构模块选煤厂和混凝土结构传统选煤厂优劣比较分析[J].煤炭工程，2014，44(02):29-31.
[4]程国东，牛勇，孔爱民等.LNG钢结构模块化工厂被动防火设计与应用[C].2013中国钢结构行业大会论文集.2013:568-571.
[5]代宇，黄耀怡，李淮等.用于箱梁型钢结构模块连接的快速接头的研制[J].建设机械技术与管理，2015，23(12):139-140.
作者简介：康云（1981-)，男，汉族，湖南人，大学本科，工程师，主要从事电力土建设计工作。
论文作者:康云
论文发表刊物:《建筑知识》2017年22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：模块论文; 钢结构论文; 结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 底板论文; 刚度论文; 《建筑知识》2017年22期论文;