山东工业职业学院 256414
摘要:装配式建筑是近几年发展起来的,相对于传统的建筑来说,能够更好地控制建筑的施工质量,并且能够较大提升整个建筑行业的建设水平。装配式建筑可以起到节省能源的效果,促进建筑行业的健康可持续发展,这也是未来建筑行业发展的必然趋势。本文对装配式建筑结构的设计要点展开探讨。
关键词:装配式建筑;结构设计;要点
引言
装配式建筑结构设计要点关键就是针对设计中存在的问题制定有效的解决策略,对预制构件、结构构件节点的设计等方面的要点要加强控制,并根据实际情况以及相关设计规范完善设计方案,从而实现装配式建筑结构的稳定安全性,达到最佳的社会效益。
1、装配式建筑的相关概念
装配式预制混凝土结构是指部分梁、板、柱、墙板等结构构件均先在构件预制厂进行规模生产,后运至施工现场通过焊接、预埋螺栓连接或少量现浇混凝土等将预制混凝土构件连接在一起,形成一个结构整体。预制率指装配式混凝土建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制构件部分的材料用量占对应构件材料总用量的体积比。
2、装配式建筑结构设计的基本原理
装配式建筑结构的基本原理与现浇结构原理相似,其主要是在施工过程中,利用可靠、合理的连接方式以及其他必须的结构与构造方式来实现的。装配式建筑中节点的设计也有很多,结构刚度的差异会带来不同的影响,对整体的抗震性能也会有所影响,为了能够提升建筑的抗震性能,就要在设计过程中根据实际情况进行合理、可靠的节点设计。
3、装配式建筑结构设计要点
3.1布局方式
就现状来看,由于受高容积率的影响,我国很多建筑都在规划布局上面受到许多限制,特别是对于装配式建筑而言,其不但要考虑到规划布局问题,还需要考虑到工艺流程的问题。例如预制构件的运输车流线、塔吊位置以及构件堆场等的布局均是重点内容。布局设计上必须要易于装配,这样才能够优化施工流程,降低施工难度。并且还应当要对套型的组合拼接方式和体型系数等进行合理设计,在保证装配化与功能性的同时,尽避免对立面的影响。由于装配式建筑的整个布局过程往往会涉及到很多方面的协调,所以必须要多方协调妥当,这样才能够保证后续工作的良好配合。
3.2标准化类型
由于我国的装配式建筑起步较晚,目前尚处于初级发展阶段,所以在施工工艺等方面尚不够完善,这导致了部分主要的承载构件还不能实现装配化生产。而现阶段的装配化主要指的是两部分:现浇和装配。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在具体的结构设计过程中,只有保证结构空间规整,才能够满足建筑要求。这需要不断提升其标准化程度,如将多个标准单元通过拼合复制的方式组成标准层平面,还要提前根据具体的户型模块和交通核模块等来规范空间结构设置。一般对于户型模块的设置,可以参考室内空间结构对客厅、卧室开间等进行合理的布置。对于交通核模块的设置应当重点对楼梯、走道、电梯井、机电管井等进行合理的布置。由于现代人对建筑空间的个性化需求越来越高,所以在设计时还应当要应用不同的平面组合类型来满足业主的个性化需求。另外在设计中还需要注意的几点问题是:门窗洞口应保证上下对齐,有水房间应进行集中布置,外墙要做好防水处理等。
3.3平面模数化
现阶段在建筑行业内多是以300为模数来统一建筑各方面尺寸。不过随着近年来装配式建筑的不断发展及广泛应用,根据装配式建筑的实际需求,模数的实际意义又有了更多的拓展。一方面,相同构件数量决定了具体的模板数量;另一方面,模板数量又影响着项目周期和整体投资。可见这一过程是互相影响、环环相扣的。在装配式建筑结构设计过程中应当尽量采用相同模数,因为这样可以有效提升模板的重复利用率,同时还要配合好插座和设备开口等要素以方便后期的施工安装。
3.4结构技术体系
在装配式建筑结构设计中结构技术体系是一项非常关键的问题,也是必须要把握好的要点之一。只有对结构技术体系进行不断优化,才能够满足实际设计要求。所谓“结构技术体系”,可以泛指为所有与结构设计有关的技术体系。结构技术体系的合理与否直接关系着装配式建筑结构设计的成败。一般情况下,在我国的装配式建筑中最常用的结构技术体系主要有三种:一是整体框架结构,二是装配整体式剪力墙结构,三是叠合剪力墙结构。在具体的设计过程中,应当要充分考虑到实际情况进行合理的选择。例如,如果在装配式建筑中应用平面构件,则可采用叠合板和叠合梁;如果在装配式建筑中应用剪力墙,则可采用单面或双面预制的叠合剪力墙。另外连接形式也要进行合理的选择,有时需要采用逐根连接,有时需要采用集束连接,这些都非常关键。
3.5预制构件
预制构件是装配式建筑中十分关键的一项环节,预制构件质量的好坏直接决定着装配式建筑的成败。在预制形式和预制部位的设计过程中,都应当要根据建筑的特征、结构体系以及预制装配率等进行合理设计。最先要考虑的是叠合梁、楼梯、阳台等水平构件的预制问题;再就是预制式外墙的设计,一般外墙保温都是与装饰为一体,但注意在施工过程中应当尽量减少使用外部脚手架。
3.6预制构件节点
在装配式建筑结构设计中预制构件节点的设计是一项重难点问题。预制构件节点主要影响着建筑的功能和结构抗震性能等。通常在预制构件节点的连接方面都是采用的钢筋、套筒或者预埋件等。在预制构件节点的设计中应当先对现浇混凝土结构与预制构件之间的节点连接进行优化,再对预制构件互相之间的节点连接进行优化,同时控制好成本问题。
4、发展前景分析
4.1国外发展现状观察
从国外的角度进行观察,目前这类建筑形式多见于美国和日本的建筑行业中。在日本其装配式建筑的主要特点是以钢结构体系为主体结构,但在建筑主体的平面设计和室内外装修设计中会融入一部分装配式建筑的构件。比较典型的是目前已经获得专利的基于B型传统功法基础上加入了合成板的装配式建筑。其中应用的设计技术主要是米制整数值模数,可满足多种形式的装配式建筑要求。而在美国装配式建筑则更为成熟和完善,常规的构件类型已经向着商品化的方向发展。在构件生产完成后,即可直接在装配式建筑中进行应用。
4.2我国发展前景
装配式建筑绿色环保和高效节能的优势是非常显而易见的。但是目前我国的装配式建筑发展仍处于初期阶段,在政策法规、市场管理、规模化推广、专业化分工等方面都需要进一步完善,尤其在产业链各环节之间缺少实质性纽带,在设计、构件生产、施工安装的过程中各个环节还是以传统的条块分割为主。但随着现有装配式建筑技术体系、标准体系、结构体系日趋成熟,在我国未来追求可持续发展的基本国策下,装配式建筑必将迎来较大的发展前景。
结束语
随着现代建筑业的蓬勃发展,建筑结构也发生了迅速变化。装配结构是现代建筑业发展的主要产品之一,开创了一个建筑业发展的新时代。因此,建筑业发展的新时代已经到来,在鼓励使用组装结构的形式方面,有必要从总体设计的角度深入理解和分析组装结构的设计要素,从而进一步提高安装结构设计的总体质量和效率,这将有助于装配结构的豁达发展。现代的建筑业也将为其迅速发展作出突出贡献。
参考文献
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论文作者:张铭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/12
标签:建筑论文; 结构论文; 预制构件论文; 构件论文; 结构设计论文; 节点论文; 体系论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;