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北京标准规范范本，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信息模型编制构件序号，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模型示例

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，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，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

（3）预制钢筋桁架叠合楼板 叠合楼板拆分尺寸长边不大于5米，宽度不宜大于2.5米。 装配式钢结构叠合楼板可采用单向板或双向板。叠合楼板与钢 梁应采取相应措施进行可靠连接。叠合楼板叠合层及现浇层的 享度应综合考虑防火、隔音、桁架筋下穿管线直径等进行确定。 预制钢筋桁架叠合楼板施工图设计中应包含叠合楼板拆 分图、楼板厚度、配筋、主要节点等信息。

图5.7预制钢筋架叠合楼板

（4）现浇混凝土楼板 现浇混凝土楼板施工图设计中应包含楼板厚度、配筋、主 要节点等信息。 3.楼梯 装配式钢结构建筑宜采用装配式混凝土楼梯或钢楼梯，预 制钢楼梯一般采用梁式楼梯，预制混凝土楼梯宜采用板式楼梯 楼梯与主体结构宜采用不传递水平作用的连接形式，如滑动铰 支座等形式。

图5.8预制混凝土楼梯

4.阳台板、太阳能板、空调板等悬挑构件 阳台板、太阳能板、空调板等悬挑构件等宜采用标准化设 计，可采用预制混凝土构件，与主体结构之间应可靠连接

不应低于外门窗的相关性能： 4.位于防潮层下的墙体不应采用轻质墙体： 5.位于卫生间和厨房等有防水要求砌体外墙、内嵌式外墙 板及水平构件与外墙的交接处，应采取有效的防潮、防水构造 措施，且防护高度不小于300mm。

内墙可采用轻质条板、轻质混凝土板或轻钢龙骨石膏板墙 步水房间如厨房、卫生间等隔墙应有防水措施。设计时应符合 下列要求： 1.内隔墙应满足轻质、高强、防火、隔声等要求，卫生间 和厨房的隔墙应满足防潮要求； 2.隔墙材料的有害物质限量应符合国家现行标准《室内装 饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》GB18582有关规定； 3.隔墙采用预制装配式墙体材料时，应按模数协调确定隔 墙板中基本板、洞口板、转角板和调整板等类型板的规格、尺 寸和公差； 4.穿越墙体的水暖、电气管线宜采用专用敷设管线墙板组 件，不得后凿墙体理设管线：应避免管线安装和维修更换对墙 体造成破坏； 5.对内隔墙的预留洞口或开槽处应有加强措施，并采取隔 声和保温隔热等措施； 6.墙板与不同材质墙体的板缝应采取弹性密封措施，门 窗框与墙体连接应满足可靠、牢固、安装方便的要求； 7.卫生间、厨房与相邻房间的隔墙应采取有效的防水、防 朝构造措施，且防护高度不小于300mm；有水淋到的浴室墙 面，防水层高度不应小于1800mm； 8.镶嵌式内墙应在钢梁、钢柱间设置变形空间，分户墙的 变形空间应采用轻质防火材料填充。

装配式钢结构建筑节点设计基

1.抗震设计时，除按弹性方法进行节点域及连接极限承载 力等项计算外，尚应按结构进入弹塑性阶段进行节点区梁端、 注端全塑性承载力与节点域屈服承载力的验算。 2.承重构件的螺栓连接，应采用高强度螺栓摩擦型连接。 极限承载力计算时，可考虑钉杆与孔壁接触按承压型连接计算 3.楼梯休息平台梁与框架柱宜采用铰接连接

1.框架梁与柱的连接宜采用柱贯通型。在互相垂直的两个 方向都与梁刚性连接时，宜采用箱形柱。 2.框架梁与柱连接宜采用加强型连接，有可靠依据时也可 采用削弱型连接、半刚性连接。 3.框架梁与柱刚性莲接时，应在柱与梁翼缘的对应位置设 置水平加劲肋（或隔板）。抗震设计时，水平加劲肋厚度不得 小于梁翼缘厚度，钢材强度不得低于梁翼缘的钢材强度（如图 5.1所示）。非抗震设计时，水平加劲肋应能传递梁翼缘的集 中力，厚度由计算确定。

图6.1柱水平加劲肋（隔板）应与梁翼缘外侧对齐

(b) 图6.2柱两侧梁高不等时的水平加劲肋

5.当梁与柱刚性连接时，在框架梁的上、下各500mm范 围内，应采用全熔透焊缝；柱宽度大于600mm时，应在框架 梁的上、下各600mm范围内采用全熔透焊缝（图6.3）。

图6.3箱型组合柱的角部组装焊缝

1.梁的拼接节点设计应考虑轴力的影响；当用于非抗震设 计时，梁拼接腹板连接按受全部剪力和所分配的弯矩计算，翼 缘连接按所受分配的弯矩计算。 2.主次梁的连接宜采用铰接连接，也可采用刚性连接。主 次梁节点设计应考虑剪力偏心对连接受力的影响；采用现浇钢 筋混凝土楼板将主梁和次梁连成整体时，可不考虑偏心作用。

图6.4柱的变截面连续

种截面的过渡段中，十字型应封闭为箱型，过渡段高度不应小 于钢柱截面高度加200mm。与上部钢结构相连的钢骨混凝士 柱，沿其柱全高应设置栓钉，栓钉间距和列距在过渡段内宜采 用150mm，不应大于200mm；在过渡段外不应大于300mm。

五、支撑与柱、梁节点设计

中心支撑节点的构造应符合下列要求： 1.抗震等级三级及以上时，中心支撑宜采用箱型或轧制H 型钢，两端与框架可采用刚性连接或铰接连接，梁柱与支撑连 接处应设置加劲肋。 2.中心支撑与框架连接处，支撑杆端宜做成圆弧。 3.梁与V形支撑或人字支撑相交处，应设置侧向支撑， 支承点与梁端支承点间的侧向长细比以及支承力，应符合相关 的构造和计算要求。 4.支撑和框架采用节点板连接，应符合相关的构造和计算 要求。

图6.5柱脚的不同形式

七、外墙板与钢结构的节点设计

八、内墙板与钢结构的节点设计

1.内隔墙的力学性能指标应符合下列要求： （1）在侧向荷载作用下，充许荷载标准值不应小于 1.0kN/m2; （2）应满足装饰及住宅设备安装等对墙体强度和刚度的 要求。 2.内隔墙镶嵌节点可采用U型金属夹间断固定在墙板上、 下端与主体钢结构或楼梯上。 楼板上纲沥钢柱的上没汁

、楼板与钢梁、钢柱的节点设计

（a）压型钢板组合楼板

装饰标准规范范本图6.7组合楼盖楼板类型

装配式钢结构建筑的阳台一般采用悬挑式结构（图6.8） 阳台梁与柱连接宜采用加强型刚性连接，在柱与挑梁翼缘的对 应位置应设置水平加劲肋（或隔板）

图6.8阳台梁与钢柱连接示意图

雨棚梁与主体结构可采用铰接加拉杆方式进行连接（图 5.9）或与钢柱采用刚接方式进行连接，在柱与挑梁翼缘的对 应位置应设置水平加劲肋（或隔板）

建材标准图6.9雨棚挑梁与钢柱的连接

装配式钢结构建筑楼梯与主体结构宜采用铰接方式进行 连接（图 6.10)。

（a）梯梁与钢梁连接 （b）梯梁与钢柱连接 图6.10梯梁与钢梁钢柱连接