摘要:新型装配式结构由预制混凝土构件组成,构件之间运用可靠的连接方式完成结构体系的组装。新型装配式结构包括装配整体式混凝土结构、全装配式混凝土结构等形式。新型装配式混凝土结构具有构件整体质量好、生产效率高、绿色环保、节省人力等特点,克服了传统装配式整体性差、质量控制难、人工现场作业量大等缺陷,符合当前世界范围内提倡的绿色环保、可持续发展要求。但同时也面临结构设计、结构计算、拆图等复杂的问题。
关键词:装配式;建筑;设计方法
1 装配式建筑设计的概况
1.1 装配式建筑发展
现阶段生态保护设计等形式,已经得到了科学的使用,在全部评估中要确定注意事项,发挥当前管理和控制的有效作用,促使整体稳步发展。建筑工程设计和工程实践两者完全符合,基于装配式管理之上,建筑设计要达到先进性要求,在接下来的维护阶段要没确定具体要求,连接设计完成之后,符合安全性等要求,在接下来的应用过程中要大力推广当前管理和控制方法,可以达到产业化所提出的要求。
1.2装配式建筑设计特征
装配式建筑设计所关联到的内容非常多,对于设计形式等一系列影响情况,做好有效的管理控制和研究之后,可以显著提高应对能力。建筑设计不同于一般的设计,需要在装配作业管理控制时,采取一体化的方式加以指导,可以促进建筑主体同一时间段实施。除此之外,装配式建筑设计还拥有其他方面的优势,如信息化,由此在研究过程中就要做好相应的工作,让其工作更加标准化。
1.3装配式建筑设计的基本要求
装配式建筑设计的基本要求主要如下:首先,质量要求。装配式建筑不但凸显出设计和生产质量,还离不开建筑师的工作质量。其次,进度要求。装配式建筑拥有的明显特点就是减少了施工时间。最后,成本要求。对比传统的现场施工方式,预制可以较好地控制成本,具体体现在材料的降低等方面。
2 发展历程分析
起初,装配式建筑所应用的材料主要为木材,根据要求拼接组装木材,可以获得各种规模的房屋建筑。另外,随着我国社会经济的发展,自从17世纪后装配式建筑也得到了一定的发展,这也表明此类建筑具有相应的应用效果。科学技术的迅速发展,为装配式结构体系的完善及推广应用打下了坚实的基础。但由于我国受到诸多因素的约束,20世纪80年代装配式建筑结构体系的应用仍然局限于个别区域内,但直到进入到21世纪后,我国开始给予装配式建筑充分的重视,虽理论研究水平相比较发达国家仍比较落后,但不可否认的是,依然为此类建筑的发展提供了动力源泉。
3 装配式结构设计流程及方法
3.1 设计流程分析
传统装配式结构的建设过程中,甲方、设计、加工厂与施工安装各参建方协调配合才能保证装配式建造的顺利完成。与现浇结构对比,装配式建筑设计整体过程具有精益化、模数化和一体化等特点。同时,装配式结构设计过程能够完成与甲方、生产单位和施工单位的协调,减少整体成本控制的风险。装配式设计的流程包括5部分,具体如图1所示。
图1 装配式结构设计流程示意图
1)技术策划阶段:设计院可以根据建筑方案的要求,确定科学的技术措施,并通过与甲方协调确定最终技术措施。
2)方案设计阶段:依据上一阶段完成的技术策略和标准化的要求,尽可能实现“少种类、多组合”的目标,达到美观、结构形式合理的目的。
3)初步设计阶段:结构、建筑、设备等专业相互协调,达到优化装配式构件种类的同时,减少碰撞的发生。同时,通过不同方案对比,挑选最优经济指标的方案深化设计。
4)施工图设计阶段:主要根据技术措施进行深化图纸设计,同时,要做好预埋设备的留置。在进行构件加工图设计过程中,深化图纸通常由设计方和预制构件生产厂协同实施,结构专业根据协调结果绘制施工图和拆分图。
3.2装配式结构标准化现状
JGJ1—2014《装配式混凝土结构技术规程》最早实施于2014年,其主要内容为预制构件的节点设计、结构形式设计、装配式构件设计、装配式框架结构设计、装配式剪力墙设计等,为我国装配式结构提供了参考的依据。与此同时,大多数区域也建立了区域性的装配式建筑设计标准,为地方的装配式建筑设计标准化提供了基础。
3.3装配式设计方法及主要环节
国外关于现代装配式结构的设计方法是基于性能设计方法实施的,和现浇钢筋混凝土结构相比,装配式结构的非线性良好,而我国装配式设计与现浇结构设计基本相同。通常,我国对于装配式结构的实施主要涉及整体建模与计算、预制构件的拆分和合并、通用节点设计、构件加工图设计等内容。
4 装配式建筑设计优化策略
4.1 关注各个特殊区域和节点的设计
在装配式建筑设计工作中,为了更好优化最终设计方案的应用效果,促使其可以对于加工以及安装工作形成较为理想的指导效果,必然需要把握好各个节点以及特殊区域,尽量保障装配式建筑具备更强的质量保障效果。比如对于装配式建筑中的各个预制外墙板的设计处理,除了要充分考虑到预制外墙板自身的结构尺寸以及强度性能外,往往还需要重点关注于预制外墙板的保温性能以及防火性能,促使预制外墙板能够在实际应用过程中表现出更强的应用性能。对于装配式建筑中的一些非承重墙结构,则需要重点围绕着相应构件的重量以及后续安装、拆卸的便捷性进行分析优化,促使其同样可以更好优化整体安装施工效果。在装配式建筑的转换层以及其它复杂结构中,同样也应该进行精细化设计处理,确保相应结构能够更为协调,可以较好融入到整个装配式结构中。针对各个装配式建筑结构中的各个节点,同样也应该予以详细设计优化,确保节点处具备更强的稳定性和可靠性,尤其是需要从力学平衡性角度进行分析,保障整体结构可以更好适应于建设要求。基于此,在这些关键节点区域应该切实做好相关计算分析工作,保障相关参数设置以及节点连接方式的选用较为合理,如此也就必然可以更好优化装配式建筑结构整体设计效果。
4.2注重人员和技术的优化
在未来装配式建筑设计处理中,从设计人员以及设计技术层面进行优化也是比较关键的基本策略,对于解决以往装配式建筑设计常见问题具备理想作用。结合设计人员方面的优化来看,需要确保装配式建筑设计人员可以较好明确具体设计标准和相关规范,尤其是对于最新要求更是需要及时掌握,如此才能够较好确保自身设计工作更为规范适宜,避免可能出现的严重隐患和缺陷问题。当然,对于当前装配式建筑设计工作中出现的各个先进技术手段以及设计方式,也需要设计人员及时掌握,保障装配式建筑设计更为可靠有序。从装配式建筑设计技术层面来看,当前确实存在着较多的先进设计方式和设计软件,有助于对装配式建筑形成理想支持和辅助。比如BIM技术就是比较重要的一个设计手段,装配式建筑结构的设计工作可以较好借助于该技术形成更为理想的标准化和信息化处理,对于各个信息参数的运用以及整体协调性优化具备理想价值,同样还能够较好验证设计方案的可行性,进行深入优化,应该予以高度重视。
结束语
装配式建筑以其特有的建筑风格受到了人们的广泛关注,促进装配式建筑质量这是现实的需要,更是实现其长远发展的需要。装配式建筑设计是装配式建筑中不可忽视的一项内容,由此就需要牢牢抓住装配式建筑设计的重点问题,同时改善其中所存在的难点问题,进一步提高项目的质量是我们现阶段需要注重的内容。
参考文献
[1]王进强.装配式建筑施工质量问题与质量控制[J].绿色环保建材,2017(1):109.
[2]张树胜.装配式建筑应用问题及对策建议[J].建筑技术,2018,49(S1):218~220.
论文作者:刘同辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
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