文/張曉湘 湖南省建筑設(shè)計院有限公司 湖南長沙 410000

戴偉 湖南省建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心 湖南長沙 410000

1、研究背景

我國的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計取得了很大的發(fā)展，但是在設(shè)計和施工過程中依然存在著許多需要攻破的技術(shù)難關(guān)。這些年隨著我國加工制造業(yè)快速發(fā)展，對于重型和超重型設(shè)備的需求越來越大，為了適應(yīng)超大型設(shè)備布局和先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的需要，工業(yè)工廠越來越向著大跨度、大柱距、大噸位的趨勢發(fā)展。這時候預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)就體現(xiàn)出了它的優(yōu)勢。因此本文在此基礎(chǔ)上，就如何進(jìn)行預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計以及如何控制預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)成本做一定的探討，希望促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

2、預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)概述

2.1 預(yù)制鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)的特點

預(yù)制構(gòu)件建筑和其他結(jié)構(gòu)相比具有很多優(yōu)點。這些優(yōu)點主要包括以下幾點。第一，預(yù)制裝配式建筑實踐過程中能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化及模式化生產(chǎn)，且能夠結(jié)合現(xiàn)代建筑建設(shè)的實際需要。同時，由于預(yù)制鋼構(gòu)件生產(chǎn)效率高，為保障性住房建設(shè)提供了必要的支撐。第二，能夠最大程度使用建筑材料。與傳統(tǒng)建筑相比，所需的結(jié)構(gòu)組件的預(yù)制建筑可以結(jié)合實際情況有針對性的生產(chǎn)，從而能夠有效降低施工成本，提高建筑材料的利用效率，同時還可以提高項目建設(shè)效率和優(yōu)化項目施工資源配置，有效避免工程施工中的質(zhì)量問題。

2.2 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計涉及的環(huán)節(jié)

對于任何預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計來說，設(shè)計時第一需要考慮的要素是建筑空間設(shè)計的安全性是否符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，只有在安全性的基礎(chǔ)上去考慮別的設(shè)計要求才是有意義的。其中建設(shè)空間的安全設(shè)計涵蓋了很多的方面，要在消防、防水、抗震等方面滿足國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。然

后需要考慮的是建筑設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性、美觀以及空間利用率等設(shè)計要求。如果設(shè)計把所有的原則都考慮在內(nèi)的話，雖然能夠增加系統(tǒng)的可靠性和復(fù)雜性，但是很難被施工單位采納，有很重要的原因就是在進(jìn)行空間設(shè)計時沒有施工可行性以及施工的經(jīng)濟(jì)性。很多設(shè)計結(jié)構(gòu)在施工很難滿足，因此在進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要根據(jù)施工材料、施工技術(shù)以及施工對象制定科學(xué)的設(shè)計計劃，只有這樣進(jìn)行設(shè)計才是比較符合需求的。

3、預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計要點分析

3.1 設(shè)計原則

在設(shè)計和規(guī)劃中，預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計的時候首先要滿足建筑采光、通風(fēng)、退線這三個環(huán)節(jié)的基本要求，然后在考慮建筑設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性特征，根據(jù)不同建筑的結(jié)構(gòu)選擇合適的模塊進(jìn)行設(shè)計。同時在設(shè)計過程中還需要考慮施工現(xiàn)場的組織過程和過程連接等問題，從而確保建筑施工的質(zhì)量以及施工效率等問題。

3.2 預(yù)制件設(shè)計要點

預(yù)制件設(shè)計是預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計最核心最基礎(chǔ)的要求，在實際開展設(shè)計的過程中，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計一定要嚴(yán)格遵循模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計準(zhǔn)則。同時在設(shè)計過程中要考慮經(jīng)濟(jì)性和簡約性原則，盡可能從簡潔規(guī)整為出發(fā)點，在滿足設(shè)計的基礎(chǔ)上，減少構(gòu)件的使用和種類，從而可以最大程度降低企業(yè)的施工成本。另外，在實際設(shè)計預(yù)制件的環(huán)節(jié)中，還要考慮預(yù)制件加工的可行性以及效率問題，同時設(shè)計的結(jié)構(gòu)是否滿足建筑的要求，保證預(yù)制件的質(zhì)量，是預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計最重要的問題。

3.3 連接件的設(shè)計和承載力的計算

首先，在設(shè)計的過程中為了保證穩(wěn)定性盡量避免使用臨時支撐的預(yù)埋件以及固定連接件的預(yù)埋吊件，而且一旦遇到特殊情況要本著滿足設(shè)計工況的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。不管是在制作、運輸還是安裝的過程中，都要確保預(yù)制構(gòu)件的演算滿足相應(yīng)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

其次就是必須要對預(yù)制構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗算，從而使其能夠更優(yōu)地滿足地震工況下的設(shè)計要求，然后就是要對預(yù)制構(gòu)件的裂縫以及變形和承載力進(jìn)行驗算，從而使其滿足持久設(shè)計工況的實際需要。

4、預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)濟(jì)性研究

4.1 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)成本分析

在分析預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑時首先要材料成本和實際施工的關(guān)系。在預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，由于成本與構(gòu)件制造、運輸、安裝等環(huán)節(jié)密切相關(guān)，因此各個項目施工單位可以結(jié)合實際的建設(shè)情況，加強(qiáng)對于項目成本的有效控制。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性成本分析時，首先要充分考慮材料成本、工廠攤銷費和零部件制造商的利潤；在運輸成本控制中，需要考慮構(gòu)件運輸距離和成本之間的關(guān)系，考慮是否符合經(jīng)濟(jì)性的原則；在安裝成本控制中需要從安裝機(jī)械費用和人工成本兩個方面考慮，同時在降低成本費用的基礎(chǔ)上重點考慮如何提高預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)施工效率；在控制成本措施上，應(yīng)考慮施工腳手架的成本、預(yù)制模板的成本等，保證該成本在預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)施工中能夠控制在合理范圍內(nèi)。

4.2 降低預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)成本的措施分析

為了降低預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)施工成本，必須要做到以下幾點。第一，在施工過程中要嚴(yán)格遵守行業(yè)技術(shù)規(guī)范，認(rèn)真實施建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，在設(shè)計環(huán)節(jié)加強(qiáng)對于構(gòu)件的選擇和控制。第二，在開展機(jī)械設(shè)備安裝環(huán)節(jié)時，應(yīng)注意分段流水式施工方法的使用，注意各工序同時作業(yè)。第三，施工企業(yè)要加強(qiáng)對于施工現(xiàn)場的管理工作，從而保障施工的順利進(jìn)行，最大程度減少運營成本。

結(jié)語：

綜上所述，預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)至關(guān)重要，很大程度上決定了建筑工程的施工質(zhì)量以及施工效率，同時在開展設(shè)計的過程中，要在滿足各項要求的基礎(chǔ)上，注重工程的經(jīng)濟(jì)性。此外，本文還討論了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)成本，然后根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，提出了降低成本的幾點建議，希望能夠給讀者一定的啟示作用。