厲軍鵬

浙江省東陽第三建筑工程有限公司 浙江東陽 322100

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

1.1 主體構(gòu)件尺寸小

鋼結(jié)構(gòu)材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特點，裝配式鋼結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小，墻體、柱等構(gòu)件占用空間位置少，從而可以大幅度提高建筑物的使用面積，通過查閱相關(guān)資料表明鋼結(jié)構(gòu)建筑墻柱豎向構(gòu)件占用面積大約為10%，遠(yuǎn)小于混凝土建筑墻柱構(gòu)件占用面積。

1.2 低碳環(huán)保

傳統(tǒng)的混凝土建筑在建造過程中，現(xiàn)場大量的濕作業(yè)，模板、木材、混凝土等消耗很大，施工中常常會產(chǎn)出大量的建筑廢棄物，若沒有對廢棄物進(jìn)行有效的處理，會對項目周圍的土體、水體、空氣等自然環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，這也是傳統(tǒng)建造方式的一個痛點。從節(jié)能環(huán)境的視角來看，這種高耗能高污染的現(xiàn)狀急需改善，基于此而采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，能夠有效降低污染物數(shù)量，從而滿足建設(shè)行業(yè)的節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的要求[1]。

1.3 工業(yè)化生產(chǎn)

鋼結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、工業(yè)化生產(chǎn)，在流水線上生產(chǎn)效率更高更好，質(zhì)量有保證。同時釆用智能化、信息化的流水線，避免了施工現(xiàn)場人為因素造成的質(zhì)量隱患，從而使得質(zhì)量得到有效控制。同時工廠化生產(chǎn)方式，將現(xiàn)場建筑工人轉(zhuǎn)變成裝配式鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)工人，工人崗前培訓(xùn)，執(zhí)證上崗，既改善了工作環(huán)境，又降低了的勞動強(qiáng)度及安全隱患。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在工程中的應(yīng)用

2.1 梁-柱節(jié)點設(shè)計

以某鋼結(jié)構(gòu)大廈為例，如圖1所示。此建筑鋼結(jié)構(gòu)梁-柱節(jié)點的主要設(shè)計內(nèi)容包含以下幾方面。

（1）梁翼緣與柱的連接焊縫主要采用全熔透坡口形式進(jìn)行焊接，焊縫連接點為主，應(yīng)及時加設(shè)對應(yīng)襯板結(jié)構(gòu)，并在翼緣板口兩側(cè)處設(shè)置引弧板，同時在梁腹板結(jié)構(gòu)的上下端中實現(xiàn)扇形切角，在鋼梁結(jié)構(gòu)的翼緣板處，可通過與扇形切角結(jié)構(gòu)建立端部連接形式，為實現(xiàn)圓弧過渡，適當(dāng)?shù)卦黾狱c焊。在所有規(guī)定中，都應(yīng)以滿足設(shè)計規(guī)范為主，實現(xiàn)梁翼緣與柱的有效連接。

圖1 某鋼結(jié)構(gòu)大廈的梁柱深化設(shè)計節(jié)點模型

（2）梁腹部與鋼的連接針對焊縫的焊接，應(yīng)全部選用坡口焊接方式，當(dāng)鋼板的厚度＜16mm時，應(yīng)選擇采用雙面角的形式進(jìn)行焊接處理，焊縫結(jié)構(gòu)的厚度應(yīng)＞5mm，并需要滿足強(qiáng)度要求；鋼板的厚度應(yīng)＞16mm，并選擇使用K字形坡口結(jié)構(gòu)對焊縫進(jìn)行焊接。需要特別注意的是，在裝配式鋼節(jié)點的節(jié)點區(qū)域，當(dāng)板厚＞30mm時，焊接過程中要執(zhí)行預(yù)熱和后熱處理[2]。

2.2 連接深化設(shè)計

（1）梁-梁節(jié)點設(shè)計裝配式鋼結(jié)構(gòu)的截面形式設(shè)計中，可設(shè)計為工字形或者H形。在梁-梁節(jié)點的設(shè)計中，要以剛性連接為主，其中主要的設(shè)計形式包括：利用高強(qiáng)度螺栓，實現(xiàn)翼緣與腹板連接的高效性；焊接縫的連接需要采用全焊透的坡口形式，腹板需要將摩擦型連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行高強(qiáng)度的螺栓式連接；翼緣、腹板結(jié)構(gòu)可均采用全焊透的方式，用以對接焊縫連接模式。

（2）柱-柱節(jié)點設(shè)計柱截面結(jié)構(gòu)主要以H形為主，利用高強(qiáng)螺栓實現(xiàn)腹板連接，在翼緣間連接處主要使用全焊透的坡口結(jié)構(gòu)，用以對接焊縫。在柱截面結(jié)構(gòu)的形狀主要以H形為主時，腹板和翼緣板結(jié)構(gòu)的連接主要以高強(qiáng)螺栓為主。在柱截面體系中，箱形截面和圓管形截面的焊縫主要以全焊接式來實現(xiàn)焊縫的焊接[3]。如某鋼結(jié)構(gòu)大廈，柱-柱連接的設(shè)計要點主要包含：科學(xué)合理地設(shè)計箱形截面結(jié)構(gòu)的鋼柱拼接位置，并在柱腳處進(jìn)行承臺面的設(shè)計，主要設(shè)置在承臺面以上1.5m附近位置；在鋼柱的側(cè)板與節(jié)點位置處的連接設(shè)計，應(yīng)以實現(xiàn)坡口的全焊接為主；在鋼柱結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計中，應(yīng)以全熔透焊接縫為主，采用全焊或者栓焊的連接方式，將翼緣板結(jié)構(gòu)采用坡口的全熔透焊接模式，實現(xiàn)焊接體系的高強(qiáng)度螺栓焊接。

（3）樓板、墻板與主體連接節(jié)點建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇中，應(yīng)以輕質(zhì)、均質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，將墻板結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效連接，按照設(shè)計的要點，在一定的設(shè)計原則下，對樓板、墻板及主體的連接節(jié)點進(jìn)行外延與變形控制，確保圍護(hù)體系在主體受力的情況下，在不同的方位層間產(chǎn)生位移的協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定性，并以此條件滿足防震抗裂條件下的主體結(jié)構(gòu)層間變形要求[4]。

（4）附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計在附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)中，以加勁肋和補(bǔ)強(qiáng)板設(shè)計為例，在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，如果對應(yīng)的梁、柱節(jié)點結(jié)構(gòu)不滿足對應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗剪設(shè)計要求，則需要在柱腹板的梁柱節(jié)點處進(jìn)行加厚設(shè)計，并對H形鋼柱的截面體系進(jìn)行加焊貼板的連接，并在貼板的邊緣結(jié)構(gòu)處，伸出加勁肋外部＞150mm的長度，在連接貼板的焊接過程中，主要以＞5mm的角焊接縫為主，實現(xiàn)柱翼緣角焊縫的對接縫連接。此外，從成本控制的角度進(jìn)行分析，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點中，應(yīng)結(jié)合相關(guān)設(shè)計實踐思路，重點分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)的成本控制，并在設(shè)計、安裝施工環(huán)節(jié)中，采取有效措施，實現(xiàn)成本最優(yōu)化。尤其是裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，應(yīng)以預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平、加工工藝、標(biāo)準(zhǔn)尺寸等的構(gòu)件設(shè)計為主，以保障鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的準(zhǔn)確化、合理化和科學(xué)化。

3 結(jié)語

綜上所述，裝配式鋼結(jié)構(gòu)基于具有主體構(gòu)件尺寸小、低碳環(huán)保、可工業(yè)化生產(chǎn)等自身優(yōu)點，筆者對裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行分析，結(jié)合具體項目的基本情況，精確控制鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計思路、設(shè)計要點等，指出了未來我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的方向發(fā)展。