文／謝增興 雷州市代建項(xiàng)目管理中心 廣東湛江 524000

1.概述

1.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的背景和意義

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑是一種先進(jìn)的建筑技術(shù)，通過(guò)工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式，將構(gòu)件制造和建筑施工相分離，實(shí)現(xiàn)了高效、快速、高質(zhì)量的建設(shè)。近年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展，并成為現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的重要趨勢(shì)。

背景：傳統(tǒng)建筑方式存在一些問(wèn)題，如施工周期長(zhǎng)、施工質(zhì)量難以保證、對(duì)資源的消耗大等。為了解決這些問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生。它利用工廠化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，將構(gòu)件制造標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，從而大大縮短了建設(shè)周期，提高了施工效率和質(zhì)量。

意義：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑具有重要的意義和價(jià)值：

1.1.1 加快城市化進(jìn)程

隨著城市化進(jìn)程的加速，對(duì)住宅、商業(yè)、公共設(shè)施等建筑需求的增長(zhǎng)迅速，傳統(tǒng)建筑方式已經(jīng)難以滿足快速建設(shè)的需求。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的快速施工特點(diǎn)使得城市建設(shè)能夠更加迅速地進(jìn)行，滿足城市化進(jìn)程的需要。

1.1.2 提高建筑質(zhì)量

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式，可以通過(guò)精密加工和質(zhì)量控制確保構(gòu)件質(zhì)量的一致性和高度可控性。與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工相比，它具有更高的質(zhì)量保證和施工精度，有效避免了人為因素對(duì)建筑質(zhì)量的影響。

1.1.3 節(jié)約資源和環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用輕量化的鋼材作為主要結(jié)構(gòu)材料，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑材料如混凝土，減少了對(duì)資源的消耗和環(huán)境的影響。此外，工廠化生產(chǎn)能夠控制廢料產(chǎn)生，減少施工過(guò)程中的浪費(fèi)，提高了資源利用效率。

1.1.4 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的興起推動(dòng)了建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展。它對(duì)建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工工藝等方面提出了新的要求，促進(jìn)了建筑行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

1.1.5 可持續(xù)發(fā)展

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑具有良好的可重復(fù)利用性和靈活性，可以拆卸和重組使用，減少資源浪費(fèi)。同時(shí)，它也符合可持續(xù)發(fā)展的理念，通過(guò)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等方面的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)了建筑行業(yè)向可持續(xù)發(fā)展方向邁進(jìn)。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

1.2.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)展情況

（1）中國(guó)是全球最大的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑市場(chǎng)之一，該市場(chǎng)近年來(lái)快速發(fā)展。政府大力支持和推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)展，提出了相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)。

（2）在住宅建筑領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑得到廣泛應(yīng)用。例如，一些大型開(kāi)發(fā)商和房地產(chǎn)公司在經(jīng)濟(jì)型和中高端住宅項(xiàng)目中采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，實(shí)現(xiàn)了快速建設(shè)和高品質(zhì)的住宅。

（3）在商業(yè)建筑領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑也取得了顯著進(jìn)展。大型商場(chǎng)、辦公樓和酒店等商業(yè)項(xiàng)目采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，提高了施工效率和建筑質(zhì)量。

（4）鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在工業(yè)建筑、公共設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。工廠、倉(cāng)儲(chǔ)、體育館、展覽館、橋梁和車(chē)站等項(xiàng)目中的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

（5）鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研究與開(kāi)發(fā)也取得了突破，涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接方式、施工工藝和標(biāo)準(zhǔn)制定等方面的創(chuàng)新。

1.2.2 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在可持續(xù)發(fā)展中的作用

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在可持續(xù)發(fā)展中扮演著重要的角色，其作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑方法減少了對(duì)土地資源的占用。此外，鋼材作為主要結(jié)構(gòu)材料具有較高的回收利用率，可以通過(guò)回收再利用減少對(duì)原材料的需求。在施工過(guò)程中，控制廢料產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，有助于推動(dòng)綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展。

（2）能源效益和節(jié)能減排：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用輕質(zhì)的鋼材，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑材料如混凝土，具有較低的自重，減少了建筑結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低了能耗。此外，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在施工過(guò)程中通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和精細(xì)施工，可以實(shí)現(xiàn)更好的隔熱、保溫和通風(fēng)效果，提高能源利用效率。減少能源消耗和碳排放，促進(jìn)低碳環(huán)保發(fā)展。

（3）施工安全和質(zhì)量控制：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用工廠化生產(chǎn)，構(gòu)件在控制良好的生產(chǎn)環(huán)境下制造，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工中的人員操作和高空作業(yè)，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，工廠化生產(chǎn)能夠更好地實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，確保構(gòu)件的質(zhì)量一致性和可控性，提高了建筑的整體質(zhì)量和可靠性。

（4）靈活適應(yīng)和可拆卸性：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件具有較好的可拆卸性，能夠滿足建筑的改造和擴(kuò)展需求。當(dāng)建筑功能發(fā)生變化或需要進(jìn)行維修、改造時(shí)，可以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆卸和重組，降低資源浪費(fèi)，延長(zhǎng)建筑的使用壽命，減少建筑的廢棄量。

（5）社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的快速建設(shè)和高效率施工，能夠縮短工期，提高項(xiàng)目的投資回報(bào)率。此外，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的可預(yù)測(cè)性和可控性，使得建筑項(xiàng)目的預(yù)算和進(jìn)度能夠更好地管理，減少不確定性和風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 論文的研究目的和意義

論文的研究目的和意義：本論文的研究目的是深入探討鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的技術(shù)難點(diǎn)，分析其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接方式和施工工藝等方面所面臨的挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的解決方案和改進(jìn)方法。通過(guò)研究，旨在推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，并為相關(guān)領(lǐng)域的研究者、工程師和決策者提供參考和借鑒。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）提供了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑技術(shù)難點(diǎn)的全面認(rèn)識(shí)和深入理解，有助于更好地應(yīng)對(duì)相關(guān)挑戰(zhàn)和問(wèn)題。

（2）分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接方式和施工工藝等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，并提出了解決方案和改進(jìn)方法，為相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)踐提供指導(dǎo)和參考。

推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，促進(jìn)其在可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

（3）增加學(xué)術(shù)界對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的研究和討論，為相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流和知識(shí)分享提供平臺(tái)。

2.鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的定義和特點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的定義

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑是一種采用鋼材作為主要結(jié)構(gòu)材料，通過(guò)工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝的建筑方式。它包括工廠化制造的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和現(xiàn)場(chǎng)組裝的施工過(guò)程，以快速、高效地完成建筑項(xiàng)目。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的特點(diǎn)

（1）構(gòu)件工廠化生產(chǎn)：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件在工廠進(jìn)行生產(chǎn)，具有高度的精確度和質(zhì)量可控性。構(gòu)件的加工、制造和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)更加規(guī)范化，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的誤差和質(zhì)量問(wèn)題。

（2）現(xiàn)場(chǎng)組裝施工：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式，將預(yù)制的構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝和連接。施工過(guò)程中，工人通過(guò)簡(jiǎn)單的組裝工作即可完成整個(gè)建筑的搭建，大大縮短了施工周期。

（3）設(shè)計(jì)靈活性：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的設(shè)計(jì)靈活性較高，可以根據(jù)建筑需求和功能進(jìn)行個(gè)性化定制。構(gòu)件的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，滿足不同建筑形式和用途的需求。

（4）可重復(fù)利用性：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件可以拆卸和重組使用，具有良好的可重復(fù)利用性。在建筑需要改造、擴(kuò)建或搬遷時(shí)，可以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆卸和再利用，減少資源浪費(fèi)。

（5）輕質(zhì)化和節(jié)能環(huán)保：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用輕質(zhì)的鋼材作為主要結(jié)構(gòu)材料，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑更加輕盈。鋼材的使用能有效降低建筑自重，提高抗震性能，并減少對(duì)土地資源的占用。此外，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在施工過(guò)程中能夠有效控制廢料產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的影響。

（6）高質(zhì)量和安全性：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件在工廠化生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，保證了構(gòu)件的一致性和高質(zhì)量。施工現(xiàn)場(chǎng)的組裝過(guò)程較簡(jiǎn)單，降低了人員的高空作業(yè)和風(fēng)險(xiǎn)，提高了施工的安全性。

（7）快速和高效：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑具有施工速度快、周期短的特點(diǎn)。工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式大大提高了施工效率，減少了工期延誤的可能性。

3.鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)

（1）快速建設(shè)：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式，施工速度比傳統(tǒng)建筑快很多。這種快速建設(shè)能夠縮短工期，減少工程周期對(duì)投資回報(bào)的影響。

（2）高質(zhì)量和可控性：由于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件在工廠預(yù)制，可以通過(guò)精密加工和質(zhì)量控制確保構(gòu)件質(zhì)量的一致性和高度可控性。

（3）靈活性和可定制性：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)，可以根據(jù)建筑功能和需求進(jìn)行個(gè)性化定制。構(gòu)件的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，滿足不同建筑形式和用途的需求。

（4）輕量化和節(jié)能環(huán)保：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑采用輕質(zhì)的鋼材作為主要結(jié)構(gòu)材料，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑更加輕盈。這不僅減少了基礎(chǔ)負(fù)荷，提高了抗震性能，還降低了對(duì)土地資源的占用。此外，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在施工過(guò)程中能夠有效控制廢料產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的影響。

（5）可重復(fù)利用性：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件可以拆卸和重組使用，具有良好的可重復(fù)利用性。在建筑需要改造、擴(kuò)建或搬遷時(shí)，可以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆卸和再利用，減少資源浪費(fèi)。

（6）抗震性能優(yōu)越：鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震性能，能夠有效吸收和分散地震能量，保證建筑的整體穩(wěn)定性和安全性。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）住宅建筑：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在住宅建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)工廠化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝，可以實(shí)現(xiàn)住宅建筑的快速建設(shè)，并提供高品質(zhì)、可定制的居住空間。

（2）商業(yè)建筑：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在商業(yè)建筑項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，如辦公樓、商場(chǎng)、酒店等。其快速建設(shè)和設(shè)計(jì)靈活性使得商業(yè)建筑能夠快速適應(yīng)市場(chǎng)需求。

（3）工業(yè)建筑：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在工業(yè)建筑領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，如工廠、倉(cāng)儲(chǔ)等。其高質(zhì)量和可控性，以及靈活的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展性，滿足了工業(yè)建筑對(duì)大空間、抗震和可變性的需求。

（4）公共設(shè)施：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在公共設(shè)施方面的應(yīng)用也日益增多，如體育館、展覽館、教育設(shè)施等。其快速建設(shè)和靈活性使得公共設(shè)施能夠更好地滿足不同活動(dòng)和需求。

（5）基礎(chǔ)設(shè)施：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如橋梁、車(chē)站等。其輕質(zhì)化、抗震性能和快速建設(shè)特點(diǎn)，使得基礎(chǔ)設(shè)施能夠更好地滿足交通和運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

4.東盛路南側(cè)公共租賃住房項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)

4.1 工程概況

東盛路南側(cè)公共租賃住房項(xiàng)目位于廣東省湛江市赤坎區(qū)東盛路南側(cè)，東臨福田路、西臨華田路。地上3 棟住宅，分別為地上32 層、30 層及28 層，項(xiàng)目設(shè)置二層地下室。建筑高度控制在100m 以內(nèi)。

建筑抗震設(shè)防分類(lèi)為丙類(lèi)，抗震設(shè)防烈度為7 度（設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g），設(shè)計(jì)一組，特征周期0.45s，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)?；撅L(fēng)壓為0.80kN/m2(50 年一遇)，地面粗糙度：A 類(lèi)，體型系數(shù)1.3。

結(jié)構(gòu)形式為：地下室現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；塔樓鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)；裙房（塔樓外）鋼框架結(jié)構(gòu)。

抗震等級(jí)：鋼框架二級(jí)，鋼筋混凝土核心筒一級(jí)；地下室（塔樓外）上部結(jié)構(gòu)周邊外延三跨范圍內(nèi)同上部結(jié)構(gòu)，其余無(wú)上部結(jié)構(gòu)的框架抗震等級(jí)為三級(jí)；地下二層：相應(yīng)地下一層降低一級(jí)。圖1 及圖2 均為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景圖。

圖1 項(xiàng)目實(shí)景（虛線框范圍為本工程）

圖2 項(xiàng)目實(shí)景

本人作為該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，本人全程參與了設(shè)計(jì)方案的研討和確定過(guò)程。該項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)及難點(diǎn)主要集中在如下幾點(diǎn)：

4.2 高風(fēng)壓地區(qū)高層建筑的結(jié)構(gòu)平面

本工程位于臺(tái)風(fēng)侵襲頻繁的高風(fēng)壓地區(qū)（位置詳圖3項(xiàng)目區(qū)位圖），設(shè)計(jì)高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅體系面臨著一系列具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

圖3 項(xiàng)目區(qū)位圖

本工程基本風(fēng)壓為0.80kN/m2（50 年一遇），地面粗糙度：A 類(lèi)，體型系數(shù)1.3 高風(fēng)壓地區(qū)的建筑需要考慮強(qiáng)大的風(fēng)力作用，因此結(jié)構(gòu)舒適性是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)應(yīng)注重減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布局、減震措施等，提高居住者的舒適感受。

（項(xiàng)目距離湛江水道500m，周邊建筑物普遍以多層或者底層為主，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012》地面粗糙度取為A 類(lèi)）

高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅需要具備出色的性能化構(gòu)造體系，以滿足強(qiáng)大的風(fēng)壓、抗震和抗振性能要求。該體系應(yīng)在結(jié)構(gòu)剛性、穩(wěn)定性和可靠性方面表現(xiàn)出色，確保建筑在惡劣環(huán)境中的安全性和穩(wěn)定性。戶型比選詳見(jiàn)圖4 及圖5。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)層平面方案比選

圖5 塔樓標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖（鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)）

為了滿足裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在高風(fēng)暴地區(qū)的結(jié)構(gòu)舒適性要求，首先進(jìn)行了平面方案比選，以確定最適合的點(diǎn)式平面布局方案。隨后，采用YJK 軟件對(duì)鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)、鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)和鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析，比較了三種結(jié)構(gòu)布置方案，旨在選擇出頂點(diǎn)風(fēng)振加速度最小且經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)較好的方案。

進(jìn)一步地，通過(guò)YJK 軟件、Midas 軟件以及風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)（圖6 風(fēng)洞試驗(yàn)圖）對(duì)選定的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了深入分析，重點(diǎn)關(guān)注振動(dòng)頻率、振動(dòng)加速度和振動(dòng)持續(xù)時(shí)間等參數(shù)。綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)后，確定了采用鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系作為最佳方案，以最大程度地提高風(fēng)震舒適度。

圖6 風(fēng)洞試驗(yàn)圖

通過(guò)系統(tǒng)而專(zhuān)業(yè)的研究和分析，確保裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在高風(fēng)壓具備良好的結(jié)構(gòu)舒適性?？茖W(xué)的方法和專(zhuān)業(yè)的模型分析使得我們能夠選擇出最佳的結(jié)構(gòu)方案，保證建筑在高風(fēng)暴地區(qū)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和居住舒適性，為居民和工作人員提供更為安全舒適的環(huán)境。

4.3 內(nèi)外隔墻構(gòu)造體系

4.3.1 圍護(hù)墻體系

為了滿足在高風(fēng)壓地區(qū)的建筑要求，本工程采用了一種先進(jìn)的圍護(hù)墻體系，包括ALC 條板、鋁板幕墻和鋁合金外門(mén)窗，并將保溫隔熱裝飾融合到整體設(shè)計(jì)中。這種一體化的設(shè)計(jì)方案在以下方面具有專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)特點(diǎn)：

ALC 條板作為主要材料之一，具有輕質(zhì)、保溫和隔熱的特性，為建筑提供了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和隔熱性能。

鋁板幕墻作為外立面裝飾材料，不僅賦予建筑美觀的外觀，還具備優(yōu)異的防水、防風(fēng)和隔熱功能。

鋁合金外門(mén)窗采用高密封性設(shè)計(jì)，有效降低室內(nèi)外熱量傳遞，提升室內(nèi)舒適度。

整體設(shè)計(jì)將保溫隔熱裝飾與圍護(hù)墻體系有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提升建筑的隔熱性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。墻板構(gòu)造做法見(jiàn)圖7 和圖8。

圖7 圍護(hù)墻構(gòu)造做法

圖8 ALC 墻板施工相片

4.3.2 內(nèi)隔墻體系

在內(nèi)隔墻的選擇方面，本工程根據(jù)具體用途和要求，采用了不同的材料：

對(duì)于分戶墻和戶內(nèi)隔墻，采用了ALC 條板或加氣混凝土砌塊墻。這些材料具備輕質(zhì)、隔熱和隔聲的特性，既能有效劃分房間空間，又能提供良好的隔聲和隔熱效果，做法見(jiàn)圖9 內(nèi)隔墻做法圖[1]。

圖9 內(nèi)隔墻做法圖

衛(wèi)生間、管井和樓梯間采用了加氣混凝土砌塊砌筑。加氣混凝土砌塊具有輕質(zhì)、吸聲和隔熱的特點(diǎn)，特別適用于濕度較高的衛(wèi)生間，并提供了良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和防火性能[2]。

綜上，這種專(zhuān)業(yè)的圍護(hù)墻體系和內(nèi)隔墻體系設(shè)計(jì)方案，充分考慮了高風(fēng)壓地區(qū)的建筑要求和功能需求，融合了不同材料的優(yōu)勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能、隔熱性能和舒適性的最佳平衡。這種綜合設(shè)計(jì)的方法能夠滿足建筑的功能需求，同時(shí)提高能效性能和環(huán)境適應(yīng)性，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4.4 標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式設(shè)計(jì)

為提高施工效率和質(zhì)量一致性，裝配式設(shè)計(jì)應(yīng)注重定型化和標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)設(shè)計(jì)模塊化構(gòu)件和標(biāo)準(zhǔn)連接方式，簡(jiǎn)化施工流程，實(shí)現(xiàn)快速裝配和高質(zhì)量建造，從而滿足項(xiàng)目的時(shí)間和成本要求。

在本項(xiàng)目中，各層平面設(shè)計(jì)采用了標(biāo)準(zhǔn)化的方法，以確保平面的規(guī)整性和一致性。平面布局經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，遵循建筑功能和結(jié)構(gòu)抗震安全要求，并注重形體的統(tǒng)一性，避免過(guò)大的凹凸變化。

為了實(shí)現(xiàn)平面的標(biāo)準(zhǔn)化，每個(gè)樓棟都利用了標(biāo)準(zhǔn)戶型進(jìn)行組合和拼接。標(biāo)準(zhǔn)戶型是事先設(shè)計(jì)好的一套具有一定面積和布局特點(diǎn)的房間組合，通過(guò)靈活的組合方式可以滿足不同的住房需求。通過(guò)這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)戶型的一致性和標(biāo)準(zhǔn)化，提高施工效率和質(zhì)量的一致性。

此外，為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，承重墻在各層上下貫通，確保了垂直方向的結(jié)構(gòu)連續(xù)性和傳力路徑。這種設(shè)計(jì)能夠提高建筑的整體穩(wěn)定性和抗震安全性。見(jiàn)圖10標(biāo)準(zhǔn)層平面。

圖10 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

總體而言，本項(xiàng)目通過(guò)各層平面的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)整化設(shè)計(jì)，承重墻的貫通設(shè)計(jì)，以及利用標(biāo)準(zhǔn)戶型進(jìn)行組合和拼接，實(shí)現(xiàn)了戶型的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。這種設(shè)計(jì)方法不僅符合建筑的功能需求和結(jié)構(gòu)抗震安全要求，還提高了施工效率和質(zhì)量的一致性[3]。

4.5 BIM 的應(yīng)用

在本項(xiàng)目中，BIM 技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，主要用于鋼結(jié)構(gòu)安裝、裝配式設(shè)計(jì)和管線碰撞檢測(cè)等關(guān)鍵領(lǐng)域。為了充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，制定了詳細(xì)的BIM 實(shí)施方案，并嚴(yán)格按照該方案進(jìn)行BIM 應(yīng)用的實(shí)施。

首先，通過(guò)創(chuàng)建與施工范圍完全匹配的深化設(shè)計(jì)模型、施工模型和竣工模型，確保模型的準(zhǔn)確性和一致性。這些模型綜合考慮了項(xiàng)目的具體要求和施工特點(diǎn)，為后續(xù)的應(yīng)用提供了可靠的基礎(chǔ)。

其次，利用深化設(shè)計(jì)模型和施工模型開(kāi)展了多項(xiàng)BIM應(yīng)用。通過(guò)模擬施工方案和優(yōu)化施工流程，我們能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在的施工問(wèn)題，優(yōu)化施工策略，提高施工效率和質(zhì)量。同時(shí)，通過(guò)施工方案交底，我們能夠清晰地傳達(dá)施工要求和方法，確保所有參與方對(duì)設(shè)計(jì)意圖有充分理解，并按照要求進(jìn)行施工。

在施工階段，利用模型與其他相鄰工程進(jìn)行協(xié)同工作，進(jìn)行碰撞檢測(cè)和施工界面的合理劃分。這樣的協(xié)同工作有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決碰撞問(wèn)題，確保施工的順利進(jìn)行。

最后，根據(jù)設(shè)計(jì)變更圖紙及時(shí)更新施工模型，確保模型與實(shí)際施工保持一致，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。

通過(guò)這些專(zhuān)業(yè)的BIM 應(yīng)用措施，能夠在鋼結(jié)構(gòu)安裝、裝配式設(shè)計(jì)和管線碰撞檢測(cè)等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高效、精確的施工過(guò)程，提升項(xiàng)目的質(zhì)量和施工效率，同時(shí)降低施工風(fēng)險(xiǎn)和成本。這種綜合應(yīng)用BIM 技術(shù)的方法為工程項(xiàng)目的成功實(shí)施和可持續(xù)發(fā)展提供了重要支持。見(jiàn)圖11 標(biāo)準(zhǔn)層BIM 模型圖。

圖11 標(biāo)準(zhǔn)層BIM 模型圖

4.6 連接方式的選擇與應(yīng)用

本工程主要采用螺栓連接和焊接連接作為鋼結(jié)構(gòu)的連接方式，以滿足不同部位的連接需求。

螺栓連接適用于需要頻繁拆卸和調(diào)整的部位，如設(shè)備支撐架和連接節(jié)點(diǎn)。螺栓連接具有可調(diào)性和可拆卸性的特點(diǎn)，允許通過(guò)調(diào)整緊固程度來(lái)滿足結(jié)構(gòu)安裝的精度要求，并便于維修和更換部件。

焊接連接則主要應(yīng)用于承受較大力和剛度要求的部位，如主梁、柱子和框架。焊接連接提供了高強(qiáng)度和剛性的連接，能夠滿足結(jié)構(gòu)的承載和抗震要求。此外，焊接連接的緊湊性可以減少結(jié)構(gòu)重量和節(jié)省空間，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)期使用的工程來(lái)說(shuō)，也具備一定的經(jīng)濟(jì)性。

通過(guò)選擇螺栓連接和焊接連接，本工程在鋼結(jié)構(gòu)的連接方面兼顧了靈活性、可調(diào)性和強(qiáng)度要求。這樣的連接方式選擇不僅能夠確保連接的安全可靠，還能提高施工效率和質(zhì)量，滿足工程的要求和標(biāo)準(zhǔn)。圖12 和圖13 是鋼構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)做法節(jié)點(diǎn)大樣。

圖12 梁柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)大樣

5.討論與總結(jié)

5.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的技術(shù)難點(diǎn)回顧

通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)例，我們可以總結(jié)出鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在高風(fēng)壓地區(qū)的技術(shù)難點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)舒適性：在高風(fēng)壓地區(qū)，結(jié)構(gòu)舒適性是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)中需要采取措施來(lái)減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)，確保居住者的舒適感受。

性能化的構(gòu)造體系：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑需要具備出色的風(fēng)壓、抗震和抗振性能。設(shè)計(jì)中應(yīng)注重結(jié)構(gòu)的剛性、穩(wěn)定性和可靠性，以確保建筑在惡劣環(huán)境中的安全性和穩(wěn)定性。

定型化、標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式設(shè)計(jì)：為提高施工效率和質(zhì)量一致性，裝配式設(shè)計(jì)應(yīng)注重定型化和標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)設(shè)計(jì)模塊化構(gòu)件和標(biāo)準(zhǔn)連接方式，簡(jiǎn)化施工流程，實(shí)現(xiàn)快速裝配和高質(zhì)量建造[4]。

5.2 案例分析的經(jīng)驗(yàn)和啟示

通過(guò)本案例的分析，我們得到了以下經(jīng)驗(yàn)和啟示：

結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)：在高風(fēng)壓地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑設(shè)計(jì)中，需要注重平面的規(guī)整性和一致性，減少過(guò)大的凹凸變化，確保承重墻的上下貫通，滿足結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

圍護(hù)墻體系和內(nèi)隔墻體系：在圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻的選擇方面，應(yīng)考慮高風(fēng)壓地區(qū)的要求和功能需求，采用適當(dāng)?shù)牟牧虾鸵惑w化設(shè)計(jì)方案，如ALC 條板、鋁板幕墻和鋁合金外門(mén)窗的組合，以及ALC 條板和加氣混凝土砌塊墻的應(yīng)用。

BIM 的應(yīng)用：BIM 技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的設(shè)計(jì)和施工中起到了重要作用。通過(guò)BIM 模型的創(chuàng)建和應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)安裝、裝配式設(shè)計(jì)和管線碰撞檢測(cè)等關(guān)鍵領(lǐng)域的高效、精確施工，提升項(xiàng)目的質(zhì)量和施工效率。

5.3 鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的未來(lái)發(fā)展方向

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在可持續(xù)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。未來(lái)的發(fā)展方向主要包括：

技術(shù)創(chuàng)新：加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑技術(shù)的創(chuàng)新研究，開(kāi)發(fā)新材料、新構(gòu)造和新連接方式，提高建筑的性能和質(zhì)量。

設(shè)計(jì)優(yōu)化：通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和模塊化構(gòu)件的應(yīng)用，進(jìn)一步提高施工效率和質(zhì)量一致性，降低建筑成本。

可持續(xù)性發(fā)展：注重建筑的能源效益、環(huán)境友好性和資源利用率，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑朝著綠色、低碳、可循環(huán)的方向發(fā)展。

數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用：進(jìn)一步推廣BIM 技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化管理，提高建筑的整體效能和可持續(xù)發(fā)展水平。

通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑將在未來(lái)發(fā)揮更重要的作用，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。