摘要：预制装配式建筑是将建筑所需部件进行统一制作,再运送到施工现场完成安全,这不仅缩短了工期,也提高了建筑工程的施工效率,降低了人力成本,进而保证了工程建设的成本效益,故而加大对其研究力度尤为重要。本文就预制装配式混凝土结构设计展开探讨。
关键词：住宅产业；装配式；设计
1预制装配式混凝土结构体系
在结构体系分类中,对于装配整体式混凝土结构来说,根据使用特点,应用在具体的施工要求中,装配式混凝土分别包含了剪力墙、核心筒、装配整体式框架、剪力墙结构等,在进行装配过程中,使用装配式混凝土结构,高层建筑对其质量要求较高,由于装备整体混凝土剪力墙结构具有很多优点,例如抗震性能高,因此在去除很多不足的前提下,对于传统的设计理念,经过研究得到优化,已经可以满足当代预制装配式混凝土结构体系设计要求。
2预制装配式混凝土技术发展
相对于传统的混凝土结构来说,新型的抑制装配式混凝土结构工程程序大量减少,从整体上弥补了传统模式的不足,节约了大量的劳动力成本为工程减低了工作量,例如现浇、拆模、养护等多个工序,在进行资源的可持续利用上大大提升了材料的利用率,保证产品的质量,同时又提升了生产率,在生产预制装配式结构过程中,施工速度不断增快,施工中需要降低废物产生,将造成污染压低到最小,因此需要在平面设置上便利快捷,灵活多变,节约相应的施工成本。而预制式装配式混凝土结构自萌芽以来,在桥梁、公路、水工建筑中得到广泛应用。发达国家应用其技术,在经济建设中发挥作用。我国随着产业结构不断优化,经济快速发展,一直是装配式混凝土也得到了很快的发展,尤其是在住宅体系中预制装配式混凝土结构,技术不断扩散,很多问题得得到解决,拥有了广阔的发展空间。预制装配式混凝土结构,拥有抗震性能好,可再生可循环质量轻的优势,在运用中可以分为装配式钢结构,装配式木结构预制混凝土建筑等多种类型。随着工厂化生产的不断,扩大装备是混凝土结构,实现了标准化施工,施工周期更加短。
3预制装配式住宅的设计要点
3.1结构设计的可行性
装配式住宅建立的前提是整个结构体系必须满足规范的具体要求,具有其自身的可行性和实用性,既整个结构具有一定的安全保障。安全性是整个结构设计的前提条件,在前期进行结构选型和整体布置过程中必须将关键性的结构安全隐患排除掉。因此,结构设计要贯穿整个建筑设计和施工生命周期全过程。在装配式结构设计的方案制定阶段,就要与建筑及设备专业及时沟通,要确保整个结构体系的可行和合理性。在方案阶段将分缝、柱网布置、户型、大致梁格、里面造型等方面与方案设计部门交流,合理控制安全性、规则性及复杂程度,使装配式结构设计前期大方案方面的准确性。
3.2结构设计的成本控制。
装配式混凝土结构设计既传承于传统的现浇混凝土设计又高于传统结构设计。装配式混凝土结构设计直接关系着这个建筑单体的土木施工成本,在设计过程中就要有意的建立标准化户型模块,避免复杂化,多样化板块及节点的存在。
3.3装配式建筑的节点设计要优化归并
节点作为单体结构设计和施工过程中一个比较复杂的一道工序,它的好坏与难易直接影响整个工程的质量以及施工工期。装配式结构设计中的节点部分,要求结构设计人员要对节点进行归并,对连接进行优化。尽量使部分或是大部分节点可以预制,现场浇筑的连接要满足抗震要求。一定要在充分保证安全性的前提下对整个单体的结构节点进行优化。
4 BIM技术在装配式混凝土结构设计中应用的优势
4.1提高施工效率
在进行装配式混凝土结构设计过程中,必须根据施工现场的实际情况,精准的计算所需的构件数量,才能确保整个设计的科学性、合理性。
利用BIM技术,可以建立装配式混凝土结构的构件数据库,便于实现设计单位、施工单位以及构件生产厂商之间的紧密协调合作,根据现场实际的需要,完成所需构件的生产,有效的优化了装配式混凝土结构施工的劳动力分配方式,减少了不必要的材料成本支出。此外,在建立BIM虚拟三维模型时,可以通过其模拟建造功能,对整个工程所需的人力、物力以及现场管理等进行模拟,通过设计提高施工管理水平,在确保整个工程施工质量的基础上,提升施工效率,缩短施工周期。
4.2实现了施工作业与设计作业的一体化
精确化是BIM技术的一大优势,将其应用在预制装配式混凝土结构设计中,可以实现设计参数以及构件生产的精确化,从而保证构件生产质量,完善安装水平,强化整体工程建设效果。另外,该技术的应用也为设计和施工部门工作的开展提供了帮助,通过立体模型的建立,加强了设计和施工部门之间的沟通,及时找出图纸中存在的问题,并在讨论后制定合理的改善措施,从而完善图纸设计内容,加强施工方案设计的合理性、可行性,为施工作业的开展提供保障。
4.3提高施工质量
基于BIM技术下,可以结合工程的实际情况搭建三维模型,完成可视化的三维技术交底。例如：在预制装配式混凝土结构的吊装以及套筒灌浆施工过程中,通过搭建BIM三维模型,可以帮助相关工作者直观的掌握构件的安装特点、工程周围的环境条件等,提高了施工的质量。此外,BIM技术还具有碰撞检查的功能,可以对工程建设中的预留地位置进行科学合理的检查,避免了线路之间发生碰撞、钢筋构件出现位置重叠等问题,确保了整个工程的顺利进行。
5 BIM技术在装配式混凝土结构设计中应用要点
5.1设计思路
工作人员先要对装配式建筑结构的标准和模拟数据化要求等内容实行详细的了解,并做好信息登记和存储工作,构建完善的三维数据库,为后续设计工作的开展提供支持。另外在数据库中,应将结构所需构件信息进行完善和存管,如预制楼板构建、预制外墙构建等,这样在设计过程中,工作人员可以直接在数据库中找寻相关构件信息,从而降低设计难度,优化设计质量。要想最大程度的发挥出预制装配结构的突出效果,可以通过市场调研的方式,对标准化装配户型予以深入研究,便于设计工作的展开。通过对AutodeskRevitStructure结构分析软件的研究可以看出,其最主要的功能就是实现了族的划分,如系统族、内建族和可载入族等,且这些族之间保持着既独立又相互联系的关系,增大了数据的重复利用率。且可在任何项目中加载族样板文件,加快了设计周期。
5.2 BIM技术应用
(1)方案设计阶段：能够通过BIM技术实现3D可视化功能,还可以对现实信息数据进行收集、整合、分析,进一步优化设计方案。(2)深化设计阶段：BIM技术可以通过其可视性、参数性等优点,对初步设计方案进行深化,譬如构件尺寸优化、构件拆分、构件配筋、碰撞检查等方面。(3)构件生产阶段：在装配式建筑生产建造阶段,运用BIM技术可以实现设计方将所有的设计数据以及参数通过条形码的形式直接转化为装配式结构加工参数,实现设计信息和生产系统的直接对接,避免生产错误、提高预制构件生产的自动化程度和生产效率。在生产的过程中,也可以实时的将生产信息传达给施工单位,便于施工方的进度安排。(4)建造施工阶段：BIM技术可以快速精确定位构件,实现高质量安装。(5)运营维护阶段：BIM技术与装配式建筑的结合可以在工程的全生命周期中进行跟踪维护,与模型对接后可以实现自动监测,可以防止重大安全隐患的发生,以实现BIM技术在工程全寿命周期阶段的管理应用。装配式建筑融合BIM技术改变了传统设计施工的方式,基于BIM模型的中心作用,必须对基于BIM技术装配式施工流程再造,并且大力推广工程总承包方式提高各作业单位的协同效率。
6结束语
总之,将BIM技术应用到预制装配式混凝土结构设计中,能够利用BIM技术可视性、模拟性、协调性、优化和可出图性的优势,来提升预制装配式混凝土结构设计的综合水平,进而增强设计的精准度,保证整体工程建设的质量和效益。
参考文献：
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