高层钢结构装配式住宅建筑专业设计要点

高层钢结构装配式住宅建筑专业设计要点

巫 勇

四川创艺时代工程设计有限公司，四川省绵阳市， 621000

装配式高层钢结构住宅不同于传统的建筑结构设计。传统的结构设计对基础模数和结构布局的协调性要求很低，统一模块化设计是机加工钢结构设计的一个关键原则。装配式钢结构是一种天然结构，与混凝土结构相比具有许多优点：加工工艺简单，施工简单，工期短，环境污染低，是生态建筑的最佳结构方案。装配式钢结构的设计是精密设计，对主体建筑、构筑物、水、电、热的协调要求非常高。装配式钢结构建筑在住宅市场的应用充分体现了建筑工业化的优势，建筑功能的合理布置受到了大多数业主的欢迎，在社会各领域广受好评。装配式高层钢结构住宅是建筑行业的重要组成部分，具有重要的设计和研究意义。

装配式钢结构；设计要求；住宅设计；高层建筑

1 装配式钢结构建筑的优势及环保效益

与传统建筑相比，装配式钢结构具有许多优点。总之，装配式钢结构的施工更加灵活方便，装配式钢结构本身具有空间弹性和可循环利用的特点。设计师可以自由灵活地与建筑构件进行匹配，使建筑更加科学、环保、科学，尤其是对最先进的建筑进行再利用，可以大大节约资源，提高资源利用效率，使我国的建筑建设更加节能高效。此外，复合建筑的建设周期比传统建筑短。在施工期间，工人可以以最高的效率建造整个建筑结构。采用装配式结构，可有效缩短工期，顺利完成施工环节。在装配式建筑施工过程中，由于预制构件的灵活性，工人找到后可以快速调整，可以有效降低施工成本，规避施工风险，为施工企业获得更多的经济效益。总之，装配式建筑的优势主要体现在轻、快、好、经济这几个字上，其中“轻”是指钢结构施工使用的原材料重量轻，钢结构整体的硬度和韧性非常强，有效保证了建筑本身的质量和牢固性。快速施工是为了节省施工时间，缩短整个施工周期，达到更高的工作速度和效率。“好”是指装配式钢结构质量高。装配式钢结构的应用进一步提高了建筑的稳定性和耐久性，有效保障了人们的生命安全。节能降耗是指装配式建筑能够最大限度节约资源，实现节能减排的政策。装配式钢结构的施工方法可以最大限度地提高建筑材料的使用效率，降低施工成本，为企业的业务发展带来更大的经济效益。从长远来看，建设项目的发展需要大量的资金投入。如果资金使用不当，企业就会出现流动性问题。普通的建筑施工需要大量的人力物力，而装配式建筑施工则是在施工现场安装一些预制构件，使建筑配件能够完全回收利用。与传统建筑的混凝土结构相比，它进一步优化了企业的建筑结构，提高了企业的竞争地位。

2 装配式钢结构建筑的设计要求

2.1 装配式钢结构的防火设计要求

深化装配式钢结构设计时，防火设计要求是主要要求。装配式钢结构在各行业的应用，尤其是在火灾风险等级较高的电站、变电站等建筑工地的消防设计中，有着更高的要求。装配式钢结构建筑的消防设计要求主要体现在以下几个方面。装配式钢结构建筑外墙外表面应采用岩棉夹芯钢板进行防火处理，防止装配式钢结构墙体着火；其次，装配式钢结构建筑的彩钢板外层采用氟碳防腐涂料，外墙层采用低波纹竖向彩钢板，既能满足建筑室内的感官感受，又能延长装配式钢结构的防腐寿命。

2.2 装配式钢结构的接地防雷设计要求

在设计装配式钢结构时，必须考虑接地和防雷的要求。在装配式钢结构建筑的设计过程中，应充分考虑社会各方面的需求。由于不同行业对装配式钢结构的要求不同，对装配式钢结构的设备提出了更高的要求。复合钢结构建筑设计应加强地面防雷设计。有些行业，如配电室，要求相关的装配式建筑必须具备接地和防雷功能。装配式钢结构建筑采用接地防雷设计，既能有效提升防雷系统外露的美感，又能降低安装在建筑内的防雷系统的潜在威胁。

2.3 装配式钢结构的屋面防水设计要求

装配式加工钢结构屋面防水设计要求是深化装配式加工钢结构设计的重要要求。无论哪个方面都需要使用装配式钢结构，因此屋顶防水的要求是非常重要的。因此，在预制钢结构的设计过程中，应遵循屋面防水的设计要求，以确保钢结构在使用过程中不会渗漏。因此，在设计中应选择既有钢结构可靠性强的预制屋盖体系。其次，应加大装配式钢结构屋面的倾斜度，并对相关建筑进行全面调查和比较。利用竖缝锁定技术，将屋面悬挂在建筑的相应部位。采用垂直锁定技术，屋面温度受力好，夏冬两季室内外温差大，能有效保持良好的温度。顶板之间有不干胶纸，也方便使用。

3 高层钢结构装配式住宅建筑专业设计要点

3.1 节点设计

设计节点时，首先要考虑安全性。其次，从设计合理性和经济性两个角度出发，尽量采用方便、可靠、经济的施工方法，尽量减少或避免施工现场的焊接连接，保证接头设计的安全性和材料的有效利用。根据传力的强度和特点，钢节点可分为铰接节点、刚性节点和半刚性节点。随着现代建筑技术的发展，刚性节点和铰接节点的研究和应用日益广泛。但在实际施工过程中，并不是所有的接头都是刚性接头和铰链，具体问题要根据实际情况分析，做到安全效益最大化。比如在梁柱连接中，弱梁连接多采用铰链技术，强轴梁连接多采用刚性节点。这种建造方法不是想象出来的，而是合理的。虽然工艺复杂，由于梁跨弯矩、用钢量和成本的增加，刚性节点技术复杂，但可以降低梁跨弯矩、用钢量和成本。如何应用节点技术取决于实际情况，需要考虑安全性、经济性和实用性等多方面因素。

3.2 抗裂方面

装配式钢结构住宅的内外墙板应选用抗裂措施较好的产品。缝宽应控制在墙体装饰材料的弹性变形范围内。内壁饰面应选择高弹性材料，以降低开裂的可能性。合理的结构措施，如弹性连接和滑动连接，可以避免或减少温度和荷载作用下钢梁和钢柱变形引起的包层材料和表面材料开裂。通过合理的墙板分布设计，提前规划好裂缝位置，预留出装修可以覆盖的部位。对于外层接头，应考虑温度变形和风荷载引起的层间变形。除了合理的结构防水措施外，还应选择符合变形、耐久性、防水、抗渗透和防污染要求的接缝填充材料。墙体材料应尽量小，避免复杂结构和工序的重叠，体现装配效率原则，减少因不同材料收缩性能差异而产生的裂缝。板制造商必须有各种专门设计的管板，以避免现场开槽。墙体制造商的门窗洞口等易开裂区域应采取有效的防裂结构和措施。

3.3 户型的模块化设计

装配式钢结构房屋标准化设计中最根本的就是单元的模块化设计。基于项目的总体目标，通过一套标准设计了一套相互关联、相对独立的公寓基础模块，以满足项目位置和客户需求。通过将基本模块组合成不同的户型单元，形成灵活的单元组合，形成满足不同业主个性化、多样化功能需求的住宅楼宇和住宅区。同时，户型本身就是一个功能模块的集合。在设计合理的住宅形态时，要充分考虑其中所包含的各种要素，并与主体建筑进行有效、有机、多样的组合，使整个建筑系统更加有序和灵活。因此，单元式模块化设计在装配式钢结构住宅项目中显得尤为重要。

结束语

本文从材料应用、主体设计、详细设计、建筑相关设计等方面对装配式钢结构高层建筑的设计进行分析。目前，随着我国经济的快速发展和建筑业的不断进步，建筑业进入了一个新的发展阶段。随着时代发展对建筑业的需求不断增加，建筑业必须健康发展，才能实现社会主义现代化建设的顺利进行。环保、节能、智能化的新型建筑越来越受欢迎。随着工业生产的发展，装配式高层钢结构房屋的应用和发展得到了进一步的发展。

参考文献

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