探析多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

郭艷艷

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是當(dāng)代建筑形式實(shí)踐的主導(dǎo)形式。為此，本文結(jié)合建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司的實(shí)踐基本情況，著重從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵構(gòu)件確定等方面，明確多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以達(dá)到明晰技術(shù)實(shí)施核心，不斷促進(jìn)國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的目的。

【關(guān)鍵詞】多層鋼結(jié)構(gòu)模塊;鋼框架;復(fù)合建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

復(fù)合建筑，是一種新型建筑設(shè)計(jì)形式，它是在建筑體系之上，通過(guò)多重建筑材料重新組合的方式，增加了建筑整體的承重能力、負(fù)載能力。為了在當(dāng)前建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐步激烈的狀態(tài)下，使我國(guó)建筑整體發(fā)展到新的高度之上，以復(fù)合建筑為依據(jù)，進(jìn)行新型建筑形式的研究，可以說(shuō)是行業(yè)技術(shù)方式創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。

1、結(jié)構(gòu)體系部分設(shè)計(jì)

復(fù)合建筑，當(dāng)前主要以公寓樓建設(shè)為主要代表，此類建筑設(shè)計(jì)的主要特征為，橫向空間一般，縱向空間較大[1]。它與傳統(tǒng)的房屋建筑之間的相似點(diǎn)是橫向空間規(guī)劃上，依舊可以按照原有的模塊單元規(guī)劃法進(jìn)行設(shè)計(jì);而不同點(diǎn)在于，縱向空間的預(yù)留比例要增加。因此，國(guó)內(nèi)房屋整體進(jìn)行復(fù)合建筑設(shè)計(jì)期間，結(jié)構(gòu)框架部分的規(guī)劃上，首先是要從鋼結(jié)構(gòu)的整體尺寸上進(jìn)項(xiàng)合理調(diào)節(jié)，其次是進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)拼裝組合時(shí)，應(yīng)尤為突出的考慮縱向框架部分的支撐能力。

比如，某地區(qū)建設(shè)工程，就是多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)，為適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的建設(shè)與發(fā)展需求，設(shè)計(jì)人員將該部分的規(guī)劃要點(diǎn)歸納為：（1）復(fù)合建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)規(guī)制和科學(xué)安排期間，首先是從橫向空間部分進(jìn)行具體工作方面的規(guī)劃。為避免復(fù)合建筑上空間預(yù)留不規(guī)范，設(shè)計(jì)人員按照常規(guī)建筑“一室一廳”的規(guī)格進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)單元預(yù)留寬度為3-5米。（2）復(fù)合建筑縱向建設(shè)和規(guī)劃環(huán)節(jié)上，空間高度部分以5-7米為適宜。（3）本次復(fù)合建筑部分研究期間，框架設(shè)計(jì)上層部分以框架梁、柱承擔(dān)作為主要目標(biāo)，而底部設(shè)計(jì)上以底部支撐探究為主。建筑結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)上，以“H”型結(jié)構(gòu)為復(fù)合建筑的重力承擔(dān)梁。

多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃期間，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行鋼梁環(huán)節(jié)的科學(xué)規(guī)制和系統(tǒng)化調(diào)節(jié)，不僅能夠保障結(jié)構(gòu)整體承載能力，更是多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)美觀度的影響調(diào)節(jié)因素。

2、關(guān)鍵構(gòu)件部分設(shè)計(jì)

多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，關(guān)鍵構(gòu)件部分的要點(diǎn)規(guī)劃與分析，也是其活動(dòng)分析中不可缺少的組成部分[2]。其一，公寓樓上層部分，應(yīng)設(shè)定主梁和次梁。采用雙重性負(fù)荷調(diào)節(jié)法，不僅可以保障建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，還可以增加建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性，這是多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)，上層關(guān)鍵要件部分的分析點(diǎn)。其二，多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)研究時(shí)期，應(yīng)做好模塊單元梁整體界面部分的設(shè)計(jì)規(guī)劃。也就是說(shuō)，通過(guò)界面匯交點(diǎn)的確定，對(duì)評(píng)估基層負(fù)荷截面整體狀態(tài)以及構(gòu)件設(shè)計(jì)要素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解析。

比如，某工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃時(shí)期，工作人員的系列規(guī)劃要點(diǎn)可概括為：（1）技術(shù)人員利用BIM技術(shù)，首先對(duì)公寓樓建設(shè)的上層部分進(jìn)行了整體設(shè)定，對(duì)應(yīng)確定核心主梁和次主梁。其次，對(duì)應(yīng)在公寓樓的框架結(jié)構(gòu)之下，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行了主梁和次主梁部分的對(duì)應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)當(dāng)前工作結(jié)構(gòu)層面的相應(yīng)劃分。在確保結(jié)構(gòu)框架穩(wěn)定之上，對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)的上層承重能力合理規(guī)制。（2）技術(shù)人員對(duì)公寓樓底部進(jìn)行關(guān)鍵要件分析時(shí)，設(shè)計(jì)人員為了對(duì)應(yīng)上層結(jié)構(gòu)的建設(shè)需要，公寓結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行模塊單元梁設(shè)定時(shí)，需采用模塊單元梁進(jìn)行截口規(guī)制時(shí)，同樣也確定了一個(gè)主干部分，一個(gè)為輔助部分。（3）公寓多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵要件部分安排上，技術(shù)人員著重實(shí)行了底層和上層的對(duì)應(yīng)調(diào)整，這樣可最大限度的，將建筑結(jié)構(gòu)實(shí)踐的工作進(jìn)行系列化安排。尤其是在主梁和主截面部分，需最大限度的確定兩者位置層面的對(duì)應(yīng)，這樣方可達(dá)到多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系科學(xué)規(guī)制的目的。

以公寓樓為代表的，多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)關(guān)鍵要件部分的規(guī)制和安排，首先是采取上層與下層單獨(dú)分析法，進(jìn)行公寓樓宏觀層面的規(guī)制與調(diào)節(jié)。其次是從關(guān)鍵要件的對(duì)應(yīng)位置上，分析設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)問(wèn)題的方法。

3、銜接節(jié)點(diǎn)部分設(shè)計(jì)

多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)銜接點(diǎn)方面的研究，也是其工作具體落實(shí)中不可忽視的內(nèi)容之一。其一，復(fù)合建筑本身的縱向承重強(qiáng)度就比較大，后續(xù)進(jìn)行銜接節(jié)點(diǎn)方面分析時(shí)，需要對(duì)鋼框架連接節(jié)點(diǎn)、支撐架、單元模塊三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的考核分析。其二，對(duì)比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，也是尋求問(wèn)題解決要素中不可忽視的內(nèi)容。

比如，某工程進(jìn)行多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析時(shí)，就將銜接節(jié)點(diǎn)部分的內(nèi)容歸納為：（1）為保障公寓樓整體設(shè)計(jì)安全性，設(shè)計(jì)人員專門制定了柳丁和螺栓桿進(jìn)行連接調(diào)節(jié)，從而將地上與地下結(jié)構(gòu)部分很好的銜接起來(lái)。（2）單元模式測(cè)定與研究期間，應(yīng)注重插取和插銷部分的固定銜接。本次技術(shù)人員采取先確定銜接節(jié)點(diǎn)，再利用設(shè)計(jì)連接的方式解決問(wèn)題。（3）單元模塊銜接時(shí)，先進(jìn)行大模塊方面的銜接組合，再實(shí)行局部問(wèn)題方面的勘察和研究，以達(dá)到多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)制層面的科學(xué)性式組合。（4）多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，銜接節(jié)點(diǎn)部分的合理分析，還需要對(duì)比傳統(tǒng)建筑和復(fù)合建筑之間的差異，尤其是針對(duì)承重結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)的確定，為后續(xù)工作的深入推進(jìn)奠定了良好的根基。

多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)科學(xué)進(jìn)行關(guān)鍵銜接點(diǎn)部分的對(duì)應(yīng)調(diào)整。

結(jié)論：

綜上所述，探析多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)形式不斷優(yōu)化的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，本文通過(guò)結(jié)構(gòu)體系部分設(shè)計(jì)、關(guān)鍵構(gòu)件部分設(shè)計(jì)、銜接節(jié)點(diǎn)部分設(shè)計(jì)等方面，分析多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃要點(diǎn)。因此，文章研究結(jié)果為國(guó)內(nèi)建筑工程深層次開(kāi)發(fā)提供了新思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志友.多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（13）：37-38.

[2]張百振.多層鋼結(jié)構(gòu)模塊與鋼框架復(fù)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（30）：93-94.