摘要：目前, 新建筑技术的发展趋势是向轻建筑系统发展, 并正在努力将这种技术应用于多层建筑。装配式建筑顺应了这一发展趋势, 同时也满足了“绿色建筑”的要求, 这也是实现我国建筑行业可持续发展的必然选择。建筑结构设计是建筑工程项目重要组成部分, 在设计过程中需要综合考虑项目要求、项目地附近地质条件等因素, 将设计人员对建筑物的表达反映在设计图纸上。本文将重点对装配式建筑结构设计进行探讨。
关键词：结构设计; 装配式建筑; 设计要点; 建筑行业;
社会经济的快速发展带动了建筑行业的发展, 同时也使人们的生活质量得以提高。当前, 人们对居住场所、工作场所的要求已经不仅仅止于“遮风挡雨”这一功能, 对建筑的舒适度、环保程度提出了新的要求。在传统建筑过程中, 工期长、施工效率低等问题较为突出。装配式建筑在满足设计需求的基础上在施工方面也有着较强的优势, 推动了建筑行业良性发展。
一、装配式建筑结构设计的发展优势
相比于传统建筑类型, 装配式建筑具有自身特色优势, 具体表现为:一是环保程度高。装配式建筑在施工过程中可以根据实际需求选择不同的材料, 材料选择方面的限制较小, 绿色环保类建筑材料的使用率也相对较高。因此, 装配式建筑在施工过程中产生的废旧材料等建筑垃圾相对更少, 减少了工程施工过程中的粉尘污染等现象, 对自然环境造成的影响较小。二是用工人数少, 效率高。装配式建筑大多采用现场吊装拼接方式进行建设, 这一方式可以大幅减少施工人数, 同时也减轻了施工人员的工作负荷, 提高了项目的施工效率[1]。三是工期较短。相比于传统建筑类型, 装配式建筑在施工过程中可以拆分并行施工, 加快了施工进度, 缩短了工程工期。四是施工作业强度低。装配式建筑在施工过程中, 现场施工一般包括原材料的运输、配比与使用, 以及根据设计图纸安装相应的建筑结构, 工程施工作业强度相对较低。
随着装配式建筑的发展, 行业人士以及政府部门都认识到其优势, 政府也出台了一些政策为装配置建筑的发展提供了良好的政策环境。这一技术绿色环保、效率高, 较好地满足了我国产业转型发展的需要, 顺应了工业可持续发展的趋势。相比于传统建筑技术, 这一技术有着明显的优势, 已经成为行业与政府十分推崇的施工技术。现阶段, 人们对建筑行业的要求越来越高, 城市、乡镇快速发展, 建筑行业发展前景广阔, 这也意味着装配式建筑有着极大的发展空间。
二、装配式建筑结构设计要点分析
(一) 设计流程要点
装配式建筑的设计流程增加了深化设计环节, 在设计过程中, 除了原有的设计内容, 还增加了新的设计要求。在方案设计环节, 设计人员应该对工程项目的规模、成本控制要求等较为熟悉。建筑物结构类型应该严格按照相关文件要求选用, 要对剪力墙、柱体等构件的连接、位置合理设计, 例如剪力墙的相对尺寸应该满足预制构件的设计要求。设计人员在设计装配式建筑过程中需要与施工单位共同确定设计与施工细节, 共同商讨技术实施方案, 为之后的设计提供有效的参考。在施工图设计环节, 设计人员在进行结构设计时需要熟悉装配式建筑的构件生产等方面的技术要求, 在设计施工图时要依据受力合理等原则合理选择预制构件的类型, 并且协调好其与管线预埋的设计要求[2]。在结构深化环节, 设计人员要注意与加工厂积极联系, 双方共同设计构件加工图纸, 必要时还需要进行构建脱模, 并考虑吊钩等工件的预留。
(二) 预制构件的设计与拆分
预制构件在设计时应该根据生产单位的工艺水平合理设计其尺寸, 最大限度地减少尺寸误差, 尽量避免因尺寸未达标而产生的质量问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时, 设计人员还需要根据施工单位的吊装水平等因素进行设计。一些单位拆分预制构件主要是为了减少施工成本, 出于对项目工程的成本控制的需要, 也有部分施工单位拆分预制构件是为了施工能够顺利进行, 优化施工流程, 也有利于节点设计更为科学。建筑物在施工以及后续使用过程中会受到人为因素、自然因素以及特色因素的影响, 而建筑物的可靠性与安全性也是行业、用户最为看重的指标之一, 因此必须确保装配式建筑结构的安全性。拆分预制构件是为了进一步把握装配式建筑主体结构受力情况, 也是为了了解预制构件的承载能力。例如在装配式混凝土结构时, 要确定现浇与预制的范围, 要明确结构构件的拆分位置、构件之间的拆分位置, 同时要明确后浇区与预制构件之间的关系。在进行结构拆分时, 应该根据实际情况尽可能地减少构件规格, 要考虑结构是否合理, 要对相邻构件的拆分进行了解, 要合理选择构件接缝位置。例如在拆分装配式剪力墙结构设计时, 应该多安排T型剪力墙, 避免拆墙时拆分零散。对于需要添加翼缘的剪力墙, 要合理设计翼缘长度, 避免因边缘构件现浇长度太长影响浇筑[3]。除了考虑结构安全性问题以外, 设计人员还需要考虑到构件运输、安装等方面的问题, 要综合考虑这些环节的需要, 不断调整预制构件拆分设计, 才可以使设计更为合理。
(三) 构造节点的设计
装配式建筑门窗等防水性能较差部位的构造节点应该加强构造节点设计, 在设计时应该根据项目工程所在气候区、地理区域进行设计, 满足建筑物防水的需求。例如, 预制外墙板水平缝可以采用高低缝提高防水性能。在设计时, 当装配式建筑物不考虑抗震要求时, 结构的主要荷载为风荷载, 风荷载作用时结构大多处于弹性状态, 故而构造节点设计一般仅需满足内力要求。当建筑物需要考虑抗震要求时, 建筑物结构的主要荷载为地震荷载, 若地震荷载过大则结构极有可能进入塑性状态, 因此构造节点设计在前者的基础上还有着特殊设计要求, 即要根据构造节点极限承载力设计, 要考虑到构建塑性时的局部稳定情况, 要保证梁塑性时的侧向稳定。
(四) 框架结构体系的设计
框架结构体系在所有的建筑结构体系中应用最为广泛, 大多被应用于高层建筑中, 因此框架结构体系的设计必须引起我们的重视。在设计框架结构体系时, 要注意“刚柔并济”, 若结构太柔则容易出现变形现象, 若结构太刚则容易出现局部受损等情况[4]。在设计时, 还需要分清主次, 要分清各部分构件的重要性, 要尽可能确保重要构件在意外发生时不会垮塌、发生破坏, 尽可能避免造成严重的后果。在设计时, 倘若建筑布局不合理、较为混乱, 则应该根据现有的布局设计框架体系结构, 当建筑布局为哑铃状时, 中间部位结构的板厚应该增加厚度, 调整配筋。倘若地下水位偏高时, 应该注重框架体系的防水性能设计。
三、结语
综上所述, 装配式建筑具有环保节能、工期短等优势, 在设计、构件生产等环节仍存在诸多的不足, 特别是各个环节之间缺乏配合, 装配式建筑仍在不断发展中。而建筑物结构设计会直接影响的项目工程的总体质量, 设计人员在设计过程中要充分了解与掌握各个环节、结构体系的设计要点, 主动学习先进的设计理念, 调整设计方式, 进而提高装配式建筑设计的合理性。
参考文献
[1]梁晨, 吕彦斌.试析装配式建筑结构体系设计要点及其发展趋势[J].工程建设与设计, 2018 (11) :56-57.
[2]徐有明.实例探析装配式建筑结构设计与施工要点[J].智能城市, 2018, 4 (19) :37-38.
[3]严景彦, 纪冉.装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素[J].建筑安全, 2018, 33 (4) :42-44.
[4]袁良君.装配式住宅的混凝土结构设计与建造技术研究[J].建材与装饰, 2018 (4) :76-77.
论文作者:徐涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：建筑论文; 构件论文; 预制构件论文; 结构论文; 结构设计论文; 过程中论文; 建筑物论文; 《基层建设》2019年第14期论文;