预制装配式建筑结构体系与设计论文_昌新城

预制装配式建筑结构体系与设计论文_昌新城

青岛中房建筑设计院有限公司 山东青岛 266100

摘要:随着社会与科技发展的步伐不断加快,人们对建筑行业的需求也在不断的提高。常规建筑形式,因施工周期较长,安全性等影响已无法满足人们的实际需求。轻钢结构预制装配式建筑是符合现代建筑产业化发展的一种新型建设结构,但是在中国的发展起步较晚,技术和条件还不够成熟,对轻钢结构预制装配式建筑在我国的发展带来了较大的阻碍。对此,本文首先对预制装配式建筑结构进行了介绍,然后对预制装配式建筑结构体系以及预制装配式建筑结构设计要点进行了详细探究。

关键词:预制装配式;建筑结构;设计要点

1 引言

预制装配式结构起始于1920年,第二次世界大战后,由于欧洲严重缺乏劳动力和住房,并且劳动力成本飞速增长,预制装配式结构得到了快速发展。经过几十年的发展,国外许多国家和地区的预制装配式技术已经比较成熟。我国预制装配式结构技术起步较晚,相对发达国家和地区比较落后。其制约因素是节点连接问题,结构整体性与抗震性能不好。近几年随着我国经济建设的迅速发展,人口老龄化日益严重,致使劳动力成本不断上升,推动我国预制装配式结构的发展迅速,有必要对节点连接方式的现状进行研究与探讨。

2 装配式建筑简介

装配式建筑是指在工厂中预制生产所需的结构维护构件、建筑部件、设备体系等,运输到施工现场后进行拼接安装的建筑方式。在质量控制、节能环保、施工工期及管理等方面都具有较大优势。该类建筑形式在建造过程中涉及到的关键步骤包括设计、构件制作、节点处理和现场施工等。随着建筑工业化技术的发展,装配式建筑愈发趋向标准化、模块化和通用化,建筑技术从粗放型向精细化转型,逐渐实现建筑产业化的目标。按照所采用的结构材料分,装配式建筑可分为木结构、钢结构和预制装配式混凝土结构体系。随着社会和建筑科技的发展,在原有结构的基础上不断涌现出新的建筑材料和建筑形式,实现了性能和功能的改进和突破。

3 预制装配式建筑构件的主要优点

预制装配式建筑结构将建筑施工的综合质量提升到一个新的台阶,与常规施工技术相比,其优势主要表现在以下几个层面:(1)与以往施工建设相比,预制装配式技术中轻质墙板的比例更大,使得施工过程更加简单,快捷,节约了大量人力与物力,对于控制施工成本具有重要作用,同时使建筑施工更具有灵活性;(2)在保证施工质量的基础上,提升了建筑施工的速度,有效缩短工程周期。将施工中对环境、交通等方面的影响性降至最低,对于提升建筑企业的综合经济效益更具有关键性作用;(3)在预制装配式建筑结构的施工中,对施工人员的数量及技术要求较低,有助于对施工质量进行有效控制。同时与以往施工技术相比,预制装配式建筑结构的原材料在种类以及数量上均较低,保障了现场施工中的安全性,更符合绿色发展理念。

4 预制装配式住宅的设计方法

(1)预制装配式住宅以预制钢筋混凝土外墙为主,从而取代了传统的剪力墙或砌体围护;以预制钢筋混凝土梁、柱代替传统的现浇梁、柱等受力构件,这样可以减少现场劳动力,降低劳动强度,使得交叉作业方便有序,进而提高劳动效率。(2)按照目前并未达到规模化的生产测算,预制装配式住宅进度快可在短期内交接使用,要比传统住宅建筑方式的进度快非常多。(3)通过钢筋混凝土的搭接,将预制的楼梯、外墙等配件运送到施工现场,而这种搭接不是只是简单的连接,其中的每个楼板都有钢筋作为支撑,因此房屋的结构非常坚固,进而提高了房屋的安全性。(4)“拼装房”的构件精度更高,改善了以往传统建筑开裂、渗漏等质量问题,它还采用了轻质隔墙体系,可进一步提高住宅的整体的安全性、防火性和耐久性。由于其采用了特殊的轻质建材,因此业主可根据自身需要变更装修风格,更体现了房屋的自主化和便利化。

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5 预制装配式建筑结构设计核心关键

5.1 预制装配式框架结构体系的设计

从该结构体系的受力机制上来看,在进行结构设计时该需要注意以下几个方面:柱混凝土、预制框架柱底以及基础固接梁结构的强度等级需要维持在C30以上;结构平面需保持规则,梁柱中心线不仅需要处于一个相同的竖向平面之中同时还需保持对齐状态,纵横向框架柱需保持对齐;在对梁柱交接部分的框架节点展开设计时需考虑使用刚节点;在对预制梁柱接头区域进行焊接施工时一定要保证焊接质量;在设计过程中需要注重处理连接构造之中的各个预埋件。预埋件是新型连接构造必不可少的传力构件之一,在将预埋件应用到连接构造中的不同区域时,其会起到承受轴力、弯矩或者剪力的作用。

5.2 预制装配式剪力墙结构体系的设计

为了保证设计质量,需要考虑到以下内容:平面形状需保持规则,同时两个方向上的动力特性需尽可能的接近;在对结构横墙展开设计时,要求将预制承重墙板应用到两侧端部山墙,在对预制承重墙板结构或者是轻质填充墙板展开设计时,需要考虑到内力计算结果或者是结构抗侧力构件的实际需求;在对结构竖向抗侧力的各个构件展开设计时,需要确保可以通过现浇方式将竖向的各个主承力钢筋浆锚以及连接带结合在一起,同时在展开抗震设计的过程中需要注重连接构造的设计以保证其受力整体性以及连续性;为了确保预制构件间可以可靠连接,在展开设计时需要同时保证传力明确以及构造可靠,并且若结构存在抗震设防要求同时尚未达到该抗震要求时,应当确保预制构件间所使用的连接钢筋需超过该部位所应用的不连续钢筋结构的直径与其强度大小;在对预制结构构件展开设计时可以进行分块设计,并在设计过程中需要综合考虑分析现场吊装条件、房间的开间以及拼缝位置等。

6 预制装配式建筑结构发展分析

作为建筑工业化建设的主要内容,在实际设计过程中需要充分考虑不同区域抗震烈度的不同,以及建筑节能上的需求、结构特点开发适用性更强的预制装配式结构。在不断提升预制率的同时,保障工程的整体质量,持续提升专业化水平。紧紧围绕由简单到复杂,由低级到高级的方式,逐步推动预制叠合构件以及非受力构件的发展。充分发挥预制装配式建筑结构的各方面特点,实现对当前施工技术的全面提升,彻底改变以往长周期、大劳动力的建设方式。在不断完善设计理念的过程中,实现预制构件的自动化生产。需要注意的是,与常规建筑构件设计相比,预制装配式建筑结构的设计要求更高,为此必要要求设计师熟练的掌握各个建筑结构的特点以及力学知识,并持续关注建筑行业的发展动向,使得预制装配式构件更加具有安全性、稳定性,贴合社会发展的实际需求。

7 结束语

自建筑工业化开展以来,我国不断吸收、引进国外先进技术,许多企业在实际施工中不断改进、开发出了有自身特色的预制装配式混凝土结构建筑关键技术。然而目前,相关规范仍不够成熟,配套研究不够完善,深化设计不够规范,对预制构件需求市场尚未完全打开,有能力进行构件制作的厂家和安装施工的企业数量不足,并且在全国范围内分布不均衡。这对从设计到施工等全产业链的发展提出了更大的考验。通过完善技术规范、推进生产施工,可以有力推动建筑工业化和产业化的施行,对传统的建筑形式进行改进提高。

参考文献

[1]张龙飞,杨正.预制装配式结构在建筑领域的应用分析[J].江西建材,2016,01:73+76.

[2]刘红梁,高洁,吴志平,曲兆隆.预制装配式建筑结构体系与设计[J].上海应用技术学院学报(自然科学版),2015,04:357-361.

[3]吴萌萌.预制装配式钢结构建筑经济性研究[J].江西建材,2016,13:100.

论文作者:昌新城

论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期

论文发表时间:2017/7/10

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