预制装配式建筑结构体系与设计论文_刘莹1,闫世杰2

预制装配式建筑结构体系与设计论文_刘莹1,闫世杰2

1.天津华汇工程建筑设计有限公司 天津 300384;2.中国铁路设计集团有限公司 天津 300251

摘要:预制装配式建筑施工迅速发展承载着中国建筑业的转型升级,为建筑行业的未来有着深远的影响,是中国建筑业发展的必然选择。本文进一步分析了预制装配式建筑结构体系与设计,以供同仁参考借鉴。

关键词:建筑;预制装配式;结构体系;设计

一、预制装配式建筑的优点

1.1缩短工期,不受季节限制

预制构件在施工中大量的使用很少用到湿法作业,装配式建筑的外墙和主体一气呵成,减少了现浇混凝土施工过程中的等待环节,提高了工作效率,此外随着预制构件的预制率的提高,工期自然缩短。在建筑物完成后的装修工作中也能显著缩短工期。传统现浇混凝土结构,在温度低于5℃的冬季将无法施工,而装配式建筑主要运用预制构件对建筑物进行搭接和组装,在结构构件的搭接处可以采取适当的保温措施,因此无需考虑此因素。

1.2提升建筑质量,提高作业效率

预制装配式建筑对设计方面要求十分严格,设计不精细,会在安装过程出现问题,从而造成巨大的经济损失,而为了避免产品不符合施工条件,设计人员定会精心设计,杜绝设计瑕疵。现浇混凝土结构施工过程中,一般误差在厘米以上,而装配式建筑如果出现这样的误差,则无法完成现场施工组装。装配式建筑所用到的预制构件,在工厂中使用钢模板预制而成,模具中生产的构件相对于现场使用木模板浇筑较为精致,而且预制构件制作的过程中,其每一道工序都是可以控制的,相对于现浇而言减少了施工过程中存在的不确定因素。

1.3节能减排,低碳环保

预制装配式建筑的施工现场能够降低工业扬尘,节约材料,实现绿色施工,低碳施工。装配式建筑的养护用水可以循环利用,节约用水达到30% 左右,而且相对于现浇而言,预制装配式建筑的混凝土使用量较少,在施工方面免去了对混凝土搅拌机械的洗刷工作,从而达到节约用水。

二、预制装配式建筑结构体系

2.1抗震性能

根据装配,可以将预制混凝土结构分为整体装配和零件装配两类,装配中刚度不只受结构刚度影响,而是受预制混凝土结构的刚度和结构刚度的共同影响。预制混凝土结构节点可分为三类:干连接铰节点、湿连接刚性节点和柔性节点。其中干铰链连接刚度低、旋转一般、抗地震和风的性能较低;湿连接,其刚度接近于现浇混凝土梁柱接头,其结构和性能和设计与现浇钢筋混凝土框架结构类似,一般用于连接的顶级节点,包括在在边缘的连接柱节点。因此,预制混凝土结构有多种节点,节点不同,结构的刚度也不同,其抗震性能也有一定差异。在建筑结构设计中,需要充分考虑实际需要的选择。

2.2应用效果

预制装配式建筑结构相对于传统的建筑结构具有许多的优势,因此它的应用效果也就相对较好:①预制装配式建筑结构所选用的墙板基本上都比较轻,既可节省人力,又可节省物力,从而降低了企业成本。另外,采用轻质墙板使得空间具备了自由性和灵活性;②预制装配式建筑结构在缩短建筑施工时间的同时还可以保证建筑质量,有利于提高企业的经济效益;③预制装配式建筑结构预制装配式建筑结构的施工现场不需要太多的工作人员,保证了现场的施工安全。除此之外,施工过程中所需要的原材料种类较少,数量也较少,这就节省了资源,体现了环保性和绿色性。

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2.3剪力墙结构体系

在设计剪力墙的时候应该做好以下几个方面的工作在设计剪力墙的时候应该做好以下几个方面的工作。首先先,应该注重结合具体的使用环境和条件,优化纵横墙结构的选择选择,充分考虑到各种影响因素,从而满足正常的需求。其次,应该在布置横墙的时候,合理安置承重墙板。最后,在确定剪力墙间的连接部分的时候定剪力墙间的连接部分的时候,应该注重结合承受点的特点进行构造设计进行构造设计。

2.4预制装配式框架结构体系

预制装配式建筑结构体系架构相对来说使用上比较简单单,在运输过程中质量较轻。在施工中得到了广泛的应用。尤其在一些高层建筑上尤其在一些高层建筑上,符合建筑发展的趋势。首先,结构整体应该保证平整和规则体应该保证平整和规则,对于内部支撑体系具有很好的强度和韧性和韧性,从而更好地满足结构良好承载力的要求。同时,不同梁柱的中轴线应该维持在同一个水平上梁柱的中轴线应该维持在同一个水平上。其次,应该对于钢接点和柱间的交接部位进行有效的处理接点和柱间的交接部位进行有效的处理,使框架的基础能够满足强度和稳定性的要求满足强度和稳定性的要求,保证使用混凝土的强度。最后,应该在内部构件之间选择更加科学合理的焊接方式该在内部构件之间选择更加科学合理的焊接方式,保证构件所处环境和承载力所处环境和承载力,优化施焊方式。

三、预制装配式建筑结构设计

某工程总建筑面积约3058.19m2,采用装配的总建筑面积约2858.41m2。结构形式为装配整体式框架结构,建筑层数有1# 教学楼、2# 教学楼、1# 实验楼、2# 实验楼、3# 实验楼地上5层,行政楼地上6层、地下1层。预制率为1# 教学楼27.73%、2# 教学楼30.60%、1# 实验楼15.85%、2# 实验楼22.35%、行政楼31.46%。主要的预制构件有空心楼板、空心隔墙、梁(牛腿梁、过梁、屋架梁)、预制桩以及室内装饰结构。

预制混凝土空心楼板隔音隔热的同时减轻构件质量,此工程中建筑物的隔墙与楼板采用相似的设计方案与施工工艺,隔墙为空心预制钢筋混凝土板材,并设有保温层40mm。在墙体与柱子及梁拼接处加设保温层,在该项目中采取的保温材料和建筑物主体构件耐久性相同,此外,工程所应用的构件同时具有防水、防渗、防火、隔热、隔声、围护以及装饰的功能。预制的空心板之间预留缝隙以此来平衡构件在施工过程中产生的误差。此类预制构件中的连接处的防水使用企口的方法,企口做成50mm×100mm。企口现浇的部分首先焊钢筋,支撑在墙上或板上钢筋,在钢筋上放木方,吊模,必须要牢靠。此外构件连接处也可以使用密封胶连接。

设计时空心预制墙体和空心楼板在与柱子连接时不宜采用刚性连接,宜采用柔性连接,墙体与框架梁柱使用预埋的螺栓连接,以此有效的控制预制空心墙板的竖向荷载及水平荷载。为了减小框架主体的刚度,墙板与框架柱的保温层要分隔开 ;在施工上现浇板施工与挂板相比,现浇的过程中会产生较大的误差,所以外挂板配合部分现浇结构的使用能够减小因施工造成的此类误差。建筑的门窗框是预埋在预制构建中的,由于预埋的门窗框实在构件制作过程中一次性制作成型的,这种工艺很大程度上解决了传统工艺安装的门窗框常出现的渗透问题。在提高门窗框防水性能的同时,也十分有效地减少工人作业量。

结束语

积极推广预制装配式建筑可避免后期装修造成的破坏结构和扰民等现象。通过建筑业装配式装修生产方式的变革,建筑质量安全整体水平提升,为消费者提供高品质具有长久使用价值的“好房子”,促进社会可持续发展。

参考文献

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[2]王长勇.新型预制装配式房屋结构体系在实践中的应用[J].广东科技,2011,20(14):160~161.

[3]齐宝库,朱娅,刘帅,等.基于产业链的装配式建筑相关企业核心竞争力研究[J].建筑经济,2015(8):102~105.

论文作者:刘莹1,闫世杰2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期

论文发表时间:2018/3/14

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