试析装配式建筑结构的设计要点及相关探讨论文_赵耀

试析装配式建筑结构的设计要点及相关探讨论文_赵耀

赵耀

徐州璀璨技术开发有限公司 江苏徐州 221000

摘要:我国城镇化建设进程中,初期只注重城市规模的扩张,产生了一系列社会问题。当前,正在逐步向提升城市品质内涵的方向转变,通过全面贯彻绿色、低碳方针,改善城镇化建设过程中存在的问题,在这个过程中对建筑行业提出了更高的要求。而预制装配式建筑作为先进技术代表,集成了技术、管理等多个领域的尖端科技,并对建筑行业的各个环节进行整合,改变了传统建筑行业生产方式,通过现代化方式提升行业生产管理效率,实现建筑行业的可持续发展和转型升级。

关键词:装配式;建筑结构;设计要点;相关探讨

1导言

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。本文根据以往的经验以及实际案例对装配式建筑结构的设计要点展开探讨。

2 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。

3 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。

4预制装配式建筑设计的要点分析

4.1主要设计流程

预制装配式建筑结构体系设计分为技术策划、方案设计、初步设计、施工图、构件加工图设计 5 种类型的设计阶段。技术策划过程中需要对预制装配式建筑项目定位、规模、成本、外部条件等进行了解,通过制定有效的技术路线,提升构件标准化,会同建设方共同确立完善技术方案,为设计、施工提供准确的依据。初步设计过程中必须注意联合各专业技术人员,进行系统的协同设计,并根据现场工程建设要求确立有效的层数、构件种类等要素,结合工程现场的施工状况,综合设备管线的设计要求,进行经济性评估,并分析整体的成本状况,制定科学合理的技术方案及措施。施工图设计要根据前期的技术策划和初步设计进行,综合不同专业提供的参数,充分考虑预留、预埋件的要求,针对重点区域、关键部位做好防水、防火设计,并在施工图设计过程中认真落实。构件加工图设计期间可由设计单位与加工企业进行配合设计,根据现场需求提供预制构件尺寸控制图,精确定位预制构件中的门窗洞口、机电管线等,并考虑预制构件储运、吊装过程中的需求,设置好相应的起吊、固定装置。

4.2 预制装配式建筑的设计要点

4.2.1 平面规划设计要点

预制装配式建筑的平面设计要遵循模数协调的基本原则,针对各处的模块尺寸、种类进行有效优化,确保构件、内装通用和标准,注意确保产业化配套技术体系能够完善,充分提升装配式建筑工程的总体建设质量,降低项目建设成本。平面设计规划适用于大空间平面布局方式,合理设置承重墙、管井等,确保内部空间的灵活性、功能性,对于建筑室内不同功能区间,要合理分区,隐藏套内承重墙,使用易于拆改的内隔墙进行功能划分。

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4.2.2 立面设计要点

立面设计过程中应遵循标准化、模块化的组合特征,针对外墙预制板可根据外观设计要求进行选材,通过不同构件的组合,从而实现想要的建筑立面效果。对于外墙构件,包含了外墙板、门窗、阳台、空调板、外墙装饰构件等多种类型,通过装饰作用实现立面多样化设计目标,设计过程中选择的装饰材料应满足工程立面设计要求,采用装饰一体化生产工艺确保工艺质量;对外墙门窗要在确保通风、采光的基础上,合理控制尺寸、比例、分隔形式等要素,通过控制阳台、空调板等构件的位置、形状,提高立面灵活性,通过装饰构件的变化实现立面效果的变化,充分满足不同建筑立面的需求。

4.2.3 构件设计要点

建筑构件的设计确保形成标准化、模块化,通过减少构件的种类,以便更好地提升装配建筑的标准化程度,降低工程建设成本。对存在复杂部位的构件可采用现浇方式进行处理;对构件重量、尺寸要与工程项目实际状况相结合,在了解项目的构件加工生产、运输、吊装、安装等能力的基础上进行合理设计;充分考虑构建的耐久性、耐火性,在条件允许的情况下选择高标准的性能要求。若不可避免地需要出现大尺寸构件时,应根据现场要求在设计过程中适度增加构件脱模,外墙板要根据不同区域的性能需求设计相应结构,同时为空调、散热器等提供相应的安装预埋件。针对各个部分的构件,要设计合理的保护措施,保护构件成品。

4.2.4 构造节点的设计要点

构件的构造节点设计是混凝土剪力墙结构设计过程中的关键性内容,其中预制外墙板的防水薄弱部位构造节点、材料选择过程中要充分考虑建筑物理性能、耐久性、装饰性要求。各类接缝要充分依据工程实际施工情况、所处环境条件合理设计,以便满足防水和节能要求,针对外墙板的垂直缝,可使用材料、构造防水两相结合的方式进行处理,预制外墙板水平缝构造防水时可采用企口缝或高低缝来进行处理。各部位的接缝宽度要满足材料受环境影响情况下的变形要求。外墙板连接节点的密封要能与混凝土相容,并满足有关性能要求,对于门窗要确保安装稳固、安全、封闭性好。外围围护结构要依照国标进行严格计算,保温层要保持连续,满足围护结构节能标准。

5发展前景分析

5.1 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。

5.2 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。

参考文献:

[1]王瑶瑶.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].居舍,2017(36):69-70.

[2]范婕.预制装配式建筑设计要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(36):73.

[3]秦迪,陈进宝.我国装配式钢结构建筑的发展及现状研究[J].智能城市,2017,3(11):19-21.

[4]蒋文龙,李磊,侯静,张忠良,郭志勇.预制装配式建筑设计施工一体化研究[J].施工技术,2017,46(22):72-74.

论文作者:赵耀

论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第8期

论文发表时间:2019/5/6

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