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合肥市装配式建筑应用技术系列手册 02（钢结构设计篇）简介：

合肥市装配式建筑应用技术系列手册 02（钢结构设计篇）部分内容预览：

第一章装配式钢结构体系介绍

1.装配式钢结构建筑是指结构系统、外围护系统、设备与 管线系统、内装系统的主要部分采用预制部件集成的，且其中 结构系统由钢部（构）件构成的建筑。 2.装配式钢结构建筑的装配率不应小于50%，其计算方法 应依据《合肥市装配式建筑装配率计算方法（试行）》进行计 算。 3.装配式钢结构建筑设计首先是应能体现钢结构特点及 要求的建筑设计，其他专业设计应配合建筑设计并能满足可装 配的要求。 4.抗震设计的装配式钢结构建筑的结构体系应符合下列 规定： （1）结构体系应具有合理的传力途径和明确的计算简图： （2）应具有必要的抗震承载能力、足够的刚度、良好的 变形能力和消耗地震能量的能力： （3）应避免因部分结构或构件失效而导致整个结构丧失 承受地震作用和重力荷载的能力： （4）对可能出现的薄弱部位，应采取有效的加强措施。 5.装配式钢结构建筑的结构体系尚宜符合下列规定： （1）结构的竖向和水平布置宜使结构具有合理的刚度和 承载力分布，避免因局部突变或结构扭转效应而形成薄弱部位 （2）抗震设计时宜具有多道防线。 6.装配式钢结构建筑中的钢构件应多用标准件，螺栓连接 减少现场焊接工作。 7.装配式钢结构建筑应统筹考虑全专业，多专业协同。 8.装配式钢结构建筑应选择合适的“三板”（墙板、楼板 屋面板）体系，楼板等应满足舒适度要求，

图1.1各种结构体系示意图

装配式钢结构建筑适用的最大高度应符合下表1.1的规定

05YJ5-2 坡屋面表1.1装配式钢结构建筑适用的最大高度（m）

抗震设防的装配式钢结构建筑的高宽比不宜超过下表1.2的 规定。

表1.2装配式钢结构适用的最大高宽比

图1.2高宽比示意图

装配式钢结构建筑的结构阻尼比应按下列规定确定 1.地震作用下结构阻尼比应符合下表1.3的规定。

表1.3装配式钢结构地震作用下结构阻尼比

第二章装配式钢结构建筑设计流程及特点

装配式钢结构建筑设计流程图

二、装配式钢结构建筑设计特点

1.装配式钢结构建筑不同于普通的钢结构建筑，在设计时 应做装配式钢结构建筑方案策划，统筹整个项目设计。 2.装配式钢结构建筑的建筑设计应体现装配式的建筑，应 设计有装配的内容，综合考虑各专业的协调。 3.装配式钢结构建筑的设计着重在于三板设计，着重考虑 三板的连接设计，应有连接节点详图，如下图2.1所示。

4.装配式钢结构建筑的设备设计应考虑管线的走向，竖向 管线应集中走竖向管井，水平管线宜由竖向管井处至水平应摆 放的位置。 5.装配式钢结构建筑的节点连接设计应简单、适用、可靠 更于安装。节点应防裂、防渗、防水、防火、隔声、隔热，满 足房屋的使用功能， 6.装配式钢结构建筑的设计除施工图设计外，应着重完成 各分部分项的深化设计。

第三章装配式钢结构设计范围与深度要求

一、设计文件编制深度原则

各阶段设计文件编制深度应按以下原则进行： 1.方案设计文件，应满足编制初步设计文件的需要，应满足 方案审批或报批的需要： 2.初步设计文件，应满足编制施工图设计文件的需要，应 满足初步设计审批的需要： 3.施工图设计文件，应满足设备材料采购、非标准设备制 作和施工的需要； 4.构件深化文件，应满足构件的生产、运输、安装的需要

四、建筑方案设计阶段

1.装配钢结构建筑的设计说明及图纸应有装配式建筑专 设计内容。 2.建筑专业 （1）建筑设计说明。 按装配式建筑要求建设时，应有装配式建筑设计说明。 1）装配式建筑设计概况及设计依据； 2）建筑专业相关的装配式建筑技术选项内容，拟采用的 支术措施，如标准化设计要点、预制部位及预制率计算等技术 应用说明； 3）一体化装修设计的范围及技术内容； 4）装配式建筑特有的建筑节能设计内容。 (2)平面图。 装配式建筑应在平面中用不同图例注明预制构件（如预制 夹心外墙、预制墙体、预制楼梯、叠合阳台等）位置，并标注 沟件截面尺寸及其与轴线关系尺寸；预制构件大样图，为了控 制尺寸及一体化装修相关的预理点位，如下图3.1所示。

（3）立面图。 立面外轮廓及主要结构和建筑构造部件的位置，如女儿墙 顶、檐口、柱、变形缝、室外楼梯和垂直爬梯、室外空调机搁 板、外遮阳构件、阳台、栏杆、台阶、坡道、花台、雨篷、烟 闵、勒脚、门窗（消防救援窗）、幕墙、洞口、门头、雨水管 以及其他装饰构件、线脚和粉刷分格线等，当为预制构件或成 品部件时，按照建筑制图标准规定的不同图例示意。装配式建 筑立面应反映出预制构件的分块拼缝，包括拼缝分布位置及宽 度等，如下图3.2 所示。

3.结构专业 （1）装配式钢结构设计制图分为钢结构设计图和钢结构 施工详图两阶段。 （2）装配式钢结构设计图应由具有设计资质的设计单位 完成，设计图的内容和深度应满足编制钢结构施工详图的要求 钢结构施工详图（即加工制作图）一般由具有钢结构专项设计 资质的加工制作单位完成，也可由具有该项资质的其他单位完 成。 （3）装配式钢结构设计图主要应包括以下个部分： 1）设计说明：设计依据、荷载资料、项目类别、工程概 况、钢结构制作与加工、所用钢材牌号和质量等级（必要时提 出物理、力学性能和化学成份要求）及连接件的型号、规格、 焊缝质量等级、钢结构的运输、检验、堆放、结构安装、防腐 及防火措施、钢结构维护； 2）基础平面及详图应表达钢柱与下部混凝土构件的连接 构造详图； 3）结构平面（包括各层楼面、屋面）布置图应注明定位 关系、标高、构件（可布置单线绘制）的位置及编号、节点详 图索引号等：必要时应绘制標条、墙梁布置图和关键剖面图： 空间网架应绘制上、下弦杆和关键剖面图； 4）构件与节点详图： 简单的钢梁、柱可用统一详图和列表法表示，注明构件钢 材牌号、尺寸、规格、加劲肋做法，连接节点详图，施工、安 装要求。 格构式梁、柱、支撑应绘出平、部面（必要时加立面）、 与定位尺寸、总尺寸、分尺寸、分尺寸、注明单构件型号、规 格，组装节点和其他构件连接详图，如下图3.3所示

根据装配式钢结构设计图，编制组成结构构件的每个零件 的放大图，标准细部尺寸、材质要求、加工精度、工艺流程要 求、焊缝质量等级等，宜对零件进行编号，并考虑运输和安装 能力确定构件的分段和拼装节点，

1.装配式钢结构建筑施工阶段应有施工组织设计，结构安 装施工宜采用BIM技术，如下图3.4所示 2.装配式钢结构建筑施工组织设计中应包括安装方案设 计、焊接设计、涂装设计、构件安装方案设计、墙板安装施工 方案设计、楼板安装方案设计等。

3.装配式钢结构建筑安装方案应包括施工过程的施工模 以分析、安全设施的验算、消除误差的措施、现场实际情况下 的焊接工艺评定等。 4.装配式钢结构建筑施工应编制详细的施工作业计划书， 施工作业计划书应包含：人员组织与工种培训、材料配套与工 种协调、场地策划与设备就位、安全排查与防护设施、绿色施 工与环保要求等。 5.装配式钢结构建筑的构件安装应编制安装顺序表，安装 顶序表宜根据BIM信息编制构件序号，注明构件序号所 在布置图的位置、构件序号所在的详图号，并包括构件所用的 节点板、安装螺栓的规格数量、构件的重量等。安装过程中应 根据工程实际情况划分关键节点。 6.装配式钢结构建筑宜采用单元安装法进行安装，应根据 建筑平面及层数、建筑高度、构件加工、运输等因素化分单元 单元分水平单元和竖向单元。 7.装配式钢结构建筑的安装应采用全精度控制理论

图3.4节点构造BIM示例

装配式钢结构的成本有很多方面，其中起控制作用的有如 下四大方面：

装配式钢结构的用钢量与不同结构体系、不同结构高度和 在不同地区都有很大关系，根据不同高度来分，装配式钢结构 建筑的用钢量指标参考如下表4.1所示

表4.1不同高度装配式钢结构建筑的用钢量指标

本指标适用于自然条件为抗震设防烈度为7度，基本风压为 0.35KN/m2的地区。

0.35KN/m2的地区。

第五章装配式钢结构建筑构件设计及构造要求

装配式钢结构建筑构件包括竖向构件、水平构件、内外墙 体等，其安全性及构造要求GB∕T 50700-2011 小型水电站技术改造规范，应符合现行《钢结构设计标准》 GB50017、《混凝土结构设计规范》GB50010等国家标准的 规定以及安徽省《装配式钢结构预制墙板应用技术规程》、《高 层钢结构住宅技术规程》DB34/T5001等地方标准的规定

1.钢柱 框架柱可选用热轧型钢柱、冷成型钢管柱和焊接箱形截面 柱，也可采用钢管混凝土柱。柱截面宜采用双轴对称截面形式。 有可靠依据时也可采用异形柱截面，如下图5.1所示。 箱型钢柱内宜灌混凝土，作为组合结构考虑混凝土受力时 应采用高强混凝土，强度等级不低于C40，每节钢柱内砼浇筑 高度超过10米时优先选用自密实混凝土。钢柱横隔板采用电 查焊时钢柱壁厚不宜小于16mm，不应小于12mm。钢管混凝 土柱截面尺寸不宜小于300mm。楼板采用钢筋架叠合楼板 时钢柱截面尺寸宜上下一致，

2.支撑 支撑截面采用H型或矩形（方管）支撑，宽度尺寸应与墙 体厚度协调。矩形（方管）支撑内应考虑隔音措施。如下图 5.2 所示。

厚度不宜小于0.5mm。 施工图设计中应包含组合楼板厚度、受力方向、配筋、主 要节点等信息。

图5.5压型钢板混凝土组合楼板示意

（2）钢筋桁架组合楼板 钢筋架组合楼板根据底模不同，可分为不可拆卸底模和 可拆底模两大类： 1）不可拆卸底模的钢筋架组合楼板一般应用于公建类 并做吊顶。 2）在住宅类建筑中，一般采用可拆底模的钢筋架组合 楼板，底模优先选用铝模，也可为木模板、竹胶板、塑料板等。 钢筋桁架底部压型钢板的厚度不应小于0.5mm且应采用 镀锌板材；底部压型钢板施工完成后拆除的GB∕T 7262-2009 公路通信技术要求及设备配置，可采用非镀锌板 材，板材净厚度不宜小于0.4mm。钢筋架钢筋杆件的直径应 按计算确定，且弦杆直径不应小于6mm，腹杆直径不应小于 4mm。钢筋桁架组合楼板配筋构造应符合现行国家标准《混凝

土结构设计规范》GB50010的要求 钢筋桁架组合楼板施工图设计中应包含组合楼板厚度、配 筋、主要节点等信息。

图5.6钢筋桁架组合楼板图