如何提高预制装配式建筑设计的整体性研究论文_管茜茜

浙江杭州

摘要:装配式建筑是在工厂预制构件,在工地装配而成的建筑,是建筑未来发展趋势之一。当前普遍的做法是建筑构配件的预装装配,装配率较低,如何提高装配率是装配式建筑的主要问题,文章从装配式整体性出发,进行一种以“基本间”为“模数”的装配式建筑的设计与实践。

关键词:装配式建筑;标准间;模数制

一、装配式建筑的发展综述

现代装配式建筑源于欧洲,17世纪初工业大生产的发展,促使英法等发达国家开始建筑工业化的道路的探究,并在长期的工程实践建设中积累了大量预制建筑的设计经验。

我国预制装配式建筑在20世纪50至80年代处于创建和起步,在这一时期苏联提供了工业化建设经验、设计施工技术,形成了我国装配式混凝土建筑体系。20世纪80年代在政府提出的“三化一改”计划经济方针下,迎来了以住宅建筑预制装配建造为中心的时期;2013年1月,建筑工业化的发展是重中之重,其中装配式建筑占有较大份额,以新型预制混凝土装配式结构快速发展为代表的建筑工业化进入了新一轮的高速发展期;2016年9月,国务院总理李克强召开国务院常务会议,决定发展新型装配式建筑,并在建筑产业结构调整方面进行较大的改革力度,花大力气发展装配式建筑。从此,以新型预制装配式住宅快速发展为代表的建筑工业化进入了新时代。

当前大量的建造还是采用现浇施工技术,部分采用预制构件,占比较低,和顶层规划还有一定的差距。作为具有环保节能、快捷安全、化解过剩能耗的装配式建筑,受到国内重视,各项研究项目积极推进。

二、预制装配式建筑面临的问题

装配式建筑早在几十年前便已出现,但是由于结构存在缺陷而被淘汰,近年来,随着国内外双重需求不断增长,装配式建筑再次被提出,与之前的装配式建筑相比有着明显的提高,还有诸多技术问题函待解决,目前,我国装配式建筑推行依旧缓慢,主要有以下几点问题。

(一)预制装配率较低,处在起步阶段

不完备的预制装配技术是阻碍预制装配式建筑发展的主要原因。当前建筑行业的发展主要集中在建筑工业化水平上,也解决了剪力墙、框架结构及其他构件的预制装配技术,建筑的类型比较狭窄,在建筑的整体结构中占比较少,建筑的装配率较低,所以无法支撑建筑的预制装配式方向发展。

目前行业的发展方向倾向于解决装配结构构件的预制装配,直接或间接造成装配式结构复杂化,单个构件节点类型多样化的现象。在工地实际施工过程中,每个工厂不同模数的结构构件,既增加了现场装配难度,又降低了装配式建筑的安全系数。

国内装配式统一装配构件规范的制定不够完善。是国内装配率不高的原因之一。在相当长一段时间内国内装配式建筑处于摸索阶段,在此期间,标准规范在建筑工业化发展的重要性已被全行业支持和认同。在整体建筑和单个构件如何设计、建筑工业化技术标准的基础性研究与工程实践如何协调等方面还要有所完善。

(二)预制装配式建筑没用形成规模,建筑成本较高

建筑造价构成主要由直接费、间接费、利润、规费、税金组成。预制构件的运输费、安装费较高是影响工程造价的重要因素,生产方式不同,建筑的造价费用构成有较大的差异,预制构件的生产、运输和安装成本高于传统现浇方式,预制装配式建筑的生产工艺、运输方式和安装方法不成熟,也是导致费用较高的主要原因。

(三)预制装配式建筑关键技术没有解决,发展速度缓慢

多层建筑采用装配式混凝土结构是比较合适的,但多层房屋在大中城市建造的越来越少,对于钢铁水泥林立的大中城市来说,高层建筑的需求量极大,这类型的建筑对建筑的结构性能要求很高,而如今的装配式水平很难达到那样一个标准,故而装配式建筑的发展极为缓慢。必须要对其核心技术进行升级,开发出能够满足高层建筑需求的预制体系及相关结构配件,才能适应如今的市场,为装配式建筑开拓前进的道路。

三、预制装配式建筑方案设计的探索

(一)设计思路

以“标准间”为“基本模数”的设计主要是突破常规,提高装配率,使预制装配式建筑的优点放大,提高建设速度,减少建筑建设能耗,缩短建筑周期等入手进行设计。

结合预制装配式的技术特点,建筑采用整体装配式,包括水平构件(预制叠合梁、板、楼梯、阳台)、垂直构件(预制墙板等),减少楼面施工时的满堂模板和脚手架搭设,提高相同构件的重复率和建筑装配率。

(二)设计模型实践

传统现浇结构的设计一般分专业进行设计,专业之间的交叉较少,建筑设计的模数化观念不强,“标准间”的模数设计是严格按照模数规律设计。“标准间”的模数设计是一种新型盒式装配式建筑形式,基本做法是设计一定规格的基本间和相配合的梁柱,然后运到施工现场进行装配。要对基本间进行合理的设计,让其能够批量生产,广泛运用。通过设计计算,初步设计出“基本间”形式,然后在工厂预制完成基本单元。在完成基本单元预制之后,在施工现场需要先将柱子在现场构建好,两者之间的尺寸相配合,可以使单元间能够顺利的插进构建好的柱子中间,进行无缝拼接(图1)。在一层单元间施工完成之后,接下来进行下一层的安装施工,使上下两层之间完成严丝合缝的拼接,最后形成建筑整体。

图2现场施工拼装

四、结语

对于钢铁水泥林立的大中城市来说,高层建筑的需求量极大,这类型的建筑对建筑的结构性能要求很高,而如今的装配式水平很难达到那样一个标准,故而装配式建筑的发展极为缓慢。必须要对其关键技术进行升级,开发出能够满足当前及今后社会发展需求的预制体系,才能让市场选择,也会更加促进装配式建筑发展的道路。

参考文献

[1]孙洁明.装配式住宅的发展和思考[J].城市道桥防洪,2017(07).

[2]顾炜,康锦润,陈萍.基于工业4.0时代的建筑预制装配发展趋向初探[J].改革与开放,2017(13).

[3]刘转梅.装配式住宅发展前景展望[J].住宅与房地产,2017(17).

[4]张继.装配式住宅设计与研究[J].住宅与房地产,2017(05)

[5]刘丹丹,赵永生.基于BIM技术的工业化建筑协同设计探讨[J].聊城大学学报(自然科学版),2016(04).

论文作者:管茜茜

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期

论文发表时间:2019/4/15

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