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摘要：装配式钢结构建筑能够在社会各行业中得到广泛的应用，主要得益于其独特的设计施工技术要求，并在使用过程中呈现出建筑工业化的优势，装配式钢结构建筑能够以其独特的设计理念在社会中得到广泛的应用和推广。
关键词：装配式；钢结构建筑；设计
1装配式钢结构建筑含义和特点
1.1装配式钢结构建筑内涵
装配式建筑是结构体系、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。其中钢结构构件作为主要的承重体系的装配式建筑为装配式钢结构建筑。
1.2装配式钢结构建筑特点及意义
首先，装配式钢结构建筑具有重量轻、强度高的特点，其承重结构采用了钢材，维护体系则使用的是新型的建筑材料，一般情况下装配式钢结构建筑自重较轻、工业化程度高，符合当前建筑产业化的发展需求，对生产力的发展也有着积极的推动作用；最后，其施工速度快、工期短，装配式钢结构建筑在工厂中即可制造完成大部分内容，因此其资金周转也很快。装配式钢结构建筑综合性较强，需要进行产品的研发、设计和装修等，因此对我国建筑工业化发展也可起到积极的推动作用。
2装配式钢结构建筑的设计要求
2.1装配式钢结构建筑防火设计要求
装配式钢结构的防火设计要求是装配式钢结构建筑在设都应按照防火规范进行设计，对相应的装配式钢结构建筑进行构建，尤其是对于火灾危险性等级较高的建筑，诸如配电站和变电站、大型公共建筑、特大型库房等。装配式钢结构建筑的防火设计要求主要有以下方面。①装配式钢结构建筑的外墙表面要选用具有防火性质的岩棉夹心钢板，对装配式钢结构建筑的墙表面进行防火；②装配式钢结构建筑的彩色钢板外层用选用具有氟碳样式的防腐涂层，外墙层部位则选用低波纹竖向彩钢板，不仅能够满足建筑室内的感官效果，同时也能够加长装配式钢结构建筑的防腐年限；③装配式钢结构建筑的泄爆墙要采用防火性较强的石膏板，石膏板内部还应填入具有防火性质的岩棉，加强防火措施。
2.2装配式钢结构的接地防雷设计要求
装配式钢结构的接地防雷设计要求是装配式钢结构建筑在设计过程中的技术要求。由于部分行业中对于装配式钢结构建筑有不同的技术要求，对于相关的装配式钢结构的设备有不同需求，在设计过程中装配式钢结构建筑应加强对钢结构建筑接地防雷的设计，有部分诸如配电站等行业要求相关的装配式结构建筑需要具有接地防雷的作用，主要是接地防雷在装配式钢结构建筑中的设计，不仅能够有效改善将避雷系统暴露在外部的感官美，同时也能够减少建筑内设置避雷针对建筑内系统存在的潜在威胁。
2.3装配式钢结构的屋面防水设计要求
装配式钢结构的屋面防水设计要求是装配式钢结构建筑在设计过程中的关键技术问题。对屋面防水的处理措施是非常必要的，因此装配式钢结构在设计过程中，要遵循屋面防水规范设计要求，必须保障装配式钢结构在相关建筑中的应用过程中不能够漏水、渗水。因此在设计过程中，要选择当前钢结构可靠性较强的装配式屋面系统，其次要将装配式钢结构屋面的排水坡度加大，对相关建筑进行综合考察和对比，采用直立锁缝技术，通过悬浮技术使屋面悬浮于建筑内的相应部位，直立锁缝技术下的屋面系统具有良好的温度应力，夏天与冬天室内外温差较大，该屋面系统则能够有效保持良好的温度，屋面系统的板与板之间不仅设有不干胶，同时也如易拉罐封口似的方式确保了水溶物质无法渗透。为确保万无一失，装配式钢结构建筑通过扩大屋面的排水坡度，从而有效加速了屋面系统的排水速度。
3装配式钢结构建筑设计要点
（1）集成化设计：通过方案比较，做出集成化安排、确定预制构件的范围，进行设计或选型。做好集成式构件的接口或连接设计。（2）协同设计：由设计负责人（主要是建筑师）组织设计团队进行统筹设计，将建筑、结构、给水排水、暖通空调、电气、智能化、燃气及装修等专业之间进行同步协同设计。（3）模数协调：装配式钢结构建筑设计的模数协调包括：确定建筑开间、进深、层高、洞口等的优先尺寸，确定水平和竖向模数与扩大、确定公差，按照确定的模数进行布置与设计。（4）标准化设计：标准化设计主要是选用现成的标准图、标准节点和标准构件。（5）建筑性能设计：建筑性能设计包括适用性能、安全性能、环保性能、耐久性能等。对钢结构建筑而言，最重要的性能包括：防火、防锈蚀、隔声、保温、防渗漏等。（6）外墙围护系统设计：外墙围护系统设计是装配式钢结构建筑设计的重点环节。外围护系统建筑设计，尽可能实现建筑、结构、保温、装饰一体化。（7）其他建筑构造设计：装配式建筑钢结构建筑特别是住宅的建筑与装修构造设计对使用功能、舒适度。美观度、施工效率和成本影响很大。（8）选用绿色建材：装配式建筑钢结构应选用绿色建材和绿色建材制作的构件。
4案例分析
某建筑工程建筑面积9713.85m2，建筑共6层，一层层高4.5m，其余层高3.9m，总高度20.1m。设计年限50年，抗震设防烈度为7度，地面粗糙度为B类。围护体系设计采用钢丝桁架复合外墙板，预应力混凝土钢肋叠合板和ALC条板内墙。基础采用筏板基础，楼梯采用预制混凝土板式楼梯。
工程主体结构为钢框架结构体系，钢框架柱截面尺寸：H400×400×18×28，钢框架梁截面尺寸：H550×200×10×16，次梁截面尺寸：H550×200×10×16，材料均为Q345B，柱强轴方向采用端板连接，一方面降低跨中弯矩，另一方面构造简单避免施焊，实现施工过程中的装配化，梁端部钢板厚20mm，以M20高强螺栓与钢柱翼缘相连，方便现场操作，柱弱轴方向上采用栓–焊节点连接，梁上下翼缘与钢柱上翼缘连接板采用坡口对接焊缝连接，梁腹板与钢柱上腹板连接板采用10.9级高强度螺栓连接，主次梁的连接采用铰接。
工程采用200mm厚钢丝桁架混凝土复合墙板，板的内外两侧为mm厚C30混凝土，中间采用4@100mm的钢丝网填充100mm厚的EPS保温板形成三层加芯结构（图1）。复合墙板接缝采用柔性设计，通过构造防水和材料密封防水相结合方式，设置20mm宽的企口缝，缝内中间填充PE橡胶棒，外侧用硅酮密封胶封堵满足保温隔热、隔声防水的要求。
图1钢丝桁架混凝土复合墙板
复合墙板与钢框架的连接节点采用“下托上拉”式连接节点，可通过滑移和转动抵消部分墙板受到的地震力，有效的保护墙板。上节点为Z字形钢板，开有与复合墙板同向的长圆孔，受力较大时，表现为柔性节点，允许一定的变形位移和转动，同时具有一定的耗能效果，下节点整体为槽型，侧边微有悬挑，与墙体通过螺栓和弹簧连接并与钢梁焊接连接。
结束语
传统的结构设计和预装装配式钢结构设计无论从结构体系、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别，钢结构是天然的装配式结构，钢结构、围护系统、设备与管线系统和内装系统做到和谐统一才能为装配式钢结构。装配式钢结构以其独特的设计要求和理念在社会各行业中的应用体现出其建筑工业化的优势，装配式钢结构在社会各领域中得到广泛性的应用，并逐渐在市场经济体制下显露出及其重要的社会价值。
参考文献：
[1]黎洪光.装配式钢结构建筑的深化设计分析[J].钢结构，2018，33（10）：85-88+91.
[2]尹青，谢伟，邢岩，周亭，张硕.钢结构预制装配式建筑设计策略探析[J].科技创新导报，2018，15（27）：166-167.
[3]侯和涛，王弘扬，陈晓，牟银林.装配式钢结构建筑的工程设计与应用[J].建筑技术，2018，49（S1）：23-24.
[4]王斌.谈高层建筑装配式钢结构关键施工技术[J].居舍，2018（23）：73+255.