在製造技術快速發展過程中，建築行業對建築形式提出新要求，開始出現裝配式鋼結構建築。該類新型建築形式通過裝配化生產工藝，製作和生產結構構件，以工業化製造方式代替傳統式作業。在應用建築建模軟體時，能夠展現出立體模型結構，以確保裝配式鋼結構建築的合理性。還能夠利用模擬操作形式，對後續操作的落實情況進行維護，全面提升建築設計效果。還能夠減少設計問題，有效控制建築結構質量。
1裝配式鋼結構建築概述
裝配式鋼結構建築採用工廠化方式生產結構構件，涉及到施工環節、設計生產環節與安裝環節，全面突顯出綠色建築概念。一般來說，裝配式鋼結構建築的優勢如下。
（1）提升生產率。鋼結構與預製牆板主要是在工廠製造，之後運輸到施工現場拼裝，以此結合建築安裝與設計，協調不同施工工序的搭接，全面提升生產效率。
（2）縮短設計時間。通過工程建模軟體與結構分析軟體，可以優化設計構件幾何尺寸、分析構件內力，在發現問題後可以及時修改。在構件製作期間，結合三維模型與數控工具機，確保設計後可以直接應用到產品製作中，具備較高的效率與精確度，同時可以縮短工程建設周期。
（3）提升施工工業化水平。與傳統工藝相比較，通過構件工廠化製作形式，可以有效維護產品性能與質量。生產結束後，鋼結構預製構件可以應用到螺栓安裝與焊接作業中，實現不間斷施工。
2裝配式鋼結構建築設計要求
2.1 防火設計要求
裝配式鋼結構防火設計要求屬於深化設計的重要內容，在應用裝配式鋼結構時，必須確保防火設計的有效性，全面按照裝配式鋼結構標準規範開展設計，尤其是針對建築火險等級比較高的區域，例如變電站與配電站構築物等。裝配式鋼結構防火設計要求如下。
（1）外牆表面採用阻燃性巖棉夾心鋼板，注重牆體表面防火處理。
（2）建築彩色鋼板外層應用防腐塗層，外牆層選用低波紋彩鋼板，既可以滿足建築內部的美觀性要求，也可以延長建築防腐時間。
（3）裝配式鋼結構建築洩爆牆應用高防火線的石膏板，同時將巖棉添加到石膏板內部，以起到防火效果。
2.2 接地防雷設計
裝配式鋼結構接地防雷設計屬於深化設計的重要指標，由於現代建築對於防雷要求比較高，且設備功能需求也不同。在設計裝配式鋼結構時，充分考慮到不同行業的需求，優化接地防雷設計。部分裝配式鋼結構建築對於防雷要求非常高，通過此種設計方式，既可以改善避雷系統裸露問題，還可以避免在建築內部設置避雷針，以此減少建築內系統的安全隱患。
2.3 屋面防水設計要求
在裝配式鋼結構深化設計中，也應當關注屋面防水設計問題。不同裝配式鋼結構建築對於防水要求均比較高，所以在優化設計期間，必須遵循防水設計要求，確保裝配式鋼結構在應用期間不會出現滲透問題。在具體設計期間，優先選擇裝配式屋面系統，適當加大屋面的傾斜度，綜合考察和比較建築。在深化設計期間，合理應用直立鎖縫技術、聯合懸浮技術使屋面懸浮在建築內部的對應位置。在應用直立鎖縫技術時，可以確保屋面系統的溫度應力，減少室內外溫度。在設計屋面系統時，板之間採用不乾膠，並且應用易拉罐封口方式，確保水溶物質無法滲透到建築內部。
3裝配式鋼結構建築的深化設計
3.1 建築設計
裝配式鋼結構設計的內容比較多，尤其是在建築設計中。第一，建築設計可以滿足建築功能要求，不僅可以體現出節能環保價值，還可以提升建築經濟性，滿足建築美觀性設計要求。在建築設計中，平面設計屬於重要內容。設計人員應當根據實際情況，合理布置門窗口，同時合理布設衛生間與廚房，以此滿足建築居住要求；第二，建築設計也必須關注外牆設計，設計質量會直接影響居住體驗，因此牆板接縫位置必須具備防火功能、防水功能、防潮功能。牆體設計也必須滿足美觀性與經濟性要求，以此發揮出裝配式鋼結構設計優勢。第三，小型金屬構件設計、門窗安裝節點設計也比較重要。在工廠製作構件可以提升精確度，確保預製牆板與門窗的緊密連接，以此避免接縫位置出現滲透問題。小型金屬構件包含室內外欄杆和空調板等，因此在構架設計時必須考慮到金屬構件問題，以此發揮出建築設計的價值。
3.2 結構設計
在裝配式鋼結構設計中，必須關注結構設計問題，施工企業也應當做好管理與控制工作，共同維護建築設計效果。第一，在開展結構設計時，注重主體結構、附屬加強結構等細節設計，上述設計內容會直接影響結構設計效果。在設計期間必須遵循標準原則，比如在地震設計中，必須驗算預製構件的承載力，確保構件的承載力滿足設計要求。第二，優化梁柱節點設計，避免對整體工程質量造成影響。在設計期間，必須加大管理力度，確保設計內容與技術方法滿足規範要求。梁節點設計一般為H形與工字型。第三，注重主體、牆板、樓板連接節點的設計問題，裝配式鋼結構所應用的預製牆板多為輕質牆板，例如蒸壓加氣混凝土板。主體框架和預製牆板採用螺栓件連接，全面發揮出裝配式鋼結構的設計效果。第四，在建築持久性結構設計中，應當對預製構件的承載力、變形以及裂縫情況進行計算。第五，在建築附屬部分設計時，首先需要考慮補強板與加勁肋設計，如果梁柱結合點不滿足設計強度要求時，則需要針對柱腹板節點部位實施加厚處理。例如H型截面鋼柱，需要在節點域位置加焊貼板材，且貼板上邊緣與下邊緣應當滲出加勁肋15cm左右，且應用角焊縫連接貼板，加焊柱翼緣貼板與貼板之間的連接。
3.3 機電設備設計
在裝配式鋼結構中，機電設備設計也屬於重要環節，設計單位必須做好設計管理工作。
第一，給排水管道預留預埋設計。該設計內容多體現在預製牆體設計中，多數建築對於廚衛空間的要求比較嚴格，因此結構設計必須滿足標準規範。管道預埋設計採用中預留管道槽、預埋管線方式。上述方式的預埋設計都具備重要作用，因此在設計期間必須遵循以下原則：①設計中必須體現出預留管道槽位置，確保管線型號的匹配度，以此發揮出機電設備的設計效果；②在設計預留管道槽時，預留充足空間，這樣才可以確保預留槽與管道的連接正確性。
第二，優化設計燃氣預留預埋與電氣管線預留預埋，採用機電設備優化方式，全面加強工程設計質量。
3.4 管線深化設計
管線設計期間必須遵循以下原則：①優化設計小管徑管線時，根據實際情況進行優化設計，以此避讓大管徑管線。施工人員可以選擇大管徑管線，完成粗管線布置之後，開始布置小管徑管線，全面提升管線深化設計作用。同時，優化設計壓力管線，確保重力管線與壓力管線的分離性，這樣可以提升管線運行效率，且重力管線通過重力實現流體傳輸。②優化設計熱水管線與冷水管線，確保不同管線的相互分離。在安裝熱水管線時，注重設計保溫層。冷水管無需保溫層處理，然而整體造價比較高，所以應當優先設計熱水管道，確保工程設計的有序性。
4結語
綜上所述，裝配式鋼結構建築屬於新型建築形式，所以必須做好深化設計工作，以此確保建築質量與安全。在應用裝配式鋼結構建築時，首先應當掌握建築設計要點，例如管線設計、結構設計、機電設備設計與建築設計等，全面縮短建築施工時間，從根本上提升設計效果。此次研究圍繞裝配式鋼結構建築的深化設計展開討論，同時分析深化設計的具體內容，希望可以全面提升裝配式鋼結構建築設計效率與效益，維護建築工程的質量安全。
撰稿：張紅梅，杭蕭鋼構股份有限公司中級工程師，研究方向：鋼結構深化設計。
（轉自《中國高新科技》雜誌2020年第14期）