1美好建筑装配科技有限公司 安徽合肥 230053 2中建工程设计有限公司 安徽合肥 230051
摘要:目前,人们生活水平发展,越来越多的建筑工程拔地而起。在传统建筑向轻型建筑系统发展的过程中,装配式建筑优势得到了突显,其不仅符合新时代发展提出的绿色环保特点,而且可以为我国构建和谐发展社会环境奠定基础。建筑结构设计作为建筑工程的重要内容,在设计装配式建筑物时必须要综合研究项目需求、施工场地等影响因素,只有这样才能在充分展现现代设计理念的同时,提升建筑施工质量。因此,下面对装配式建筑结构设计须考虑的因素进行深入研究。
关键词:装配式建筑结构设计;优化;因素
引言
装配式建筑的应用特点主要可以从以下几个方面体现出来:第一,从施工效率方面来看,使用装配式建筑方式能够实现施工过程中多个环节的共同发展,装配式建筑的预制构件都是在封闭的工厂进行生产的,也就是说在预制构件的生产过程中不会受到外界天气的影响,预制构建完成生产以后会集中运输到施工现场,利用装配式的方式对建筑工程进行组装,极大地提高了建筑工程的机械化程度,节约了人力资源的成本。第二,从结构质量角度来看,传统的建筑工程施工方法过于依赖人力资源,而装配式建筑有效的摆脱了这一限制,大部分的施工环节都是利用信息化自动化的方式来呈现,有效降低了人为因素或者转包带来的问题。第三,从工程设计角度来看,装配式建筑工程缺少个性化的元素,预制构件都是大量重复的标准单元,再加上标准化的制作过程,导致装配式建筑经常会出现千篇一律的问题。
1结合施工条件优化结构初步设计
在装配式建筑结构设计过程中进行结构初步设计环节主要是做好结构定型工作,根据初步结构的定型,可以综合考虑后期使用的材料,按照材料的重要性和经济性,充分考虑使用本地材料,还是外地材料。在这个环节需要详细比对本地材料和外地材料在使用过程中存在的优势与劣势,按照对比结果,确定采购的方向。在结构初步设计阶段其实还可以考核设计师的设计技术,倘若设计师不了解本地施工条件与现有材料资源情况,不仅不能使施工环节与设计环节进行系统整合,而且还会在设计方面脱离施工的能力范围,导致不必要的资源浪费。设计师想要全面了解这方面的信息,就需要到建筑施工现场进行实地考察,经过从当地建筑管理部门获取相关资料,总结和归纳设计过程中需要的信息,然后统一提炼相关数据,根据数据进行校对,然后将数据信息有效的运用在当前设计工作中,使这个部分的资源可以充分发挥其自身具有的作用,为设计方面的优化准备相应的材料。结构初步设计是装配式建筑结构设计的第一步工作,同时起着承上启下的作用,做好结构初步设计工作可以有效的保证后期施工工作正常进行,避免拖延情况的发生。
2当前建筑结构设计中存在的问题
常见问题主要包含:其一,建筑行业的图纸设计过于简单。现阶段,大部分设计人员并没有对图纸进行精细化处理,实际设计重点得不到突显,导致整体设计方案过于简单。同时,还有很多重要设计环节没有得到明确,这样不仅无法满足现场施工需求,而且会因数据差异带来更多安全隐患;其二,建筑地基设计不合理。地基承载着整体建筑结构,若这方面设计出现偏差,势必会影响整体建筑物的质量安全。最常见的问题就是现阶段施工人员和设计人员考虑不全面,过于依赖以往施工经验,导致现场勘察设计参数有偏差;其三,技术标准不统一。现阶段,虽然全国各地针对装配式施工规范提出了明确的行业标准,但整体发展应用的标准不统一,且各地对构件生产、运输等工作的要求不一致,导致装配式建筑在发展中存在安全规程不完善、施工规范不科学等问题;其四,思考建筑物抗震性。对装配式混凝土剪力墙结构体系设计而言,要想充分展现剪力墙结构的优势,必须要保障抗震设计严格按照规定原则进行操作,再根据部分区域的强度变形计算与验算,优化结构设计的变形水平;其五,结构抗风设计不强。高层建筑在设计过程中必须要思考风荷载的影响,但在现如今的建筑施工中,大部分设计人员并没有将其看作重点,这样势必会为整体施工建设埋下安全隐患。
3影响因素的优化措施分析
3.1构件尺寸与重量限制
由于施工现场很难提供符合预制生产条件所需的机械设施与施工场地,所以施工单位会在专业的预制构件生产工厂内部完成具体生产,而后再转运到现场进行装配施工。一般情况下,装配式建筑结构设计会遵守“少规格,多组合”的原则进行操作,但若无法保障构件尺寸的适宜性,很难有序进行转运工作。以构件运输道路情况为例,道路存在转弯半径、限重及限宽路段等要求,这些都是设计人员必须要事先了解的内容。通过做好事前调研,选择符合构件转运需求的道路运输条件,可以减少因道路限制产生的工作难题。除此之外,预制构件的单件重量在思考运输道路条件的同时,还要分析施工现场应用垂直运输设备作业时的起重量限制。以QTZ63型塔吊为例,在施工期间,若应用50米起重臂,必须要保障最大作业半径五十米的起重量小于等于1300千克;在40米处的起重量要小于等于1800千克。
3.2强化装配式建筑结构的抗震性与延性
在设计符合抗震需求的剪力墙结构时,要在规定水平力下,根据结构底层框架区域承受的地震倾覆力与结构受地震倾覆力矩之间的比值,正确选择设计过程中所选类型,如框架抗震等级、轴压比、最大适用高度等,这样有助于保障结构设计具备经济性和科学性。在装配式建筑剪力墙结构所受作用力没有大范围减少的情况下,结构拥有的变形能力就叫做延性。装配式混凝土剪力墙结构中的延性可以更为直观的展现结构的变形能力与抗震水平,且成正比例关系。
3.3施工管理
装配式建筑工程施工过程中,需要按照装配式建筑结构设计方案及施工方案的相关要求进行标准操作,组织专业的人才进行试验检测,明确好施工技术需要的参数。要培训参与施工过程中的工作人员,保证每一位施工人员都能明确施工技术的要求及操作规范,提高装配式建筑工程的施工质量。此外,要对施工中的每一个环节进行监督管理,使用文字及影像的方式对施工过程进行记录。在施工过程中需要注意几个问题:第一,在进行构件安装之前,需要检查好套筒是否与连接钢筋相一致。第二,在进行吊装之前,不能重新连接钢筋的规格及型号,需要在事前进行有效的控制。第三,吊装作业过程中需要控制好构建的中心,确保与吊点的中心线保持一致。第四,完成吊装作业以后,需要进行校准工作。第五,在各个楼层之间做好安全防护措施,采取支撑的方式,以保证整个作业的安全性。
3.4结构设计的力学分析
在劳动力单价日益上涨的今天,装配式混凝土结构已经成为未来建筑的主要发展方向。因此,在设计时不仅要思考上述影响因素,还要从力学角度进行深入探索。以桥梁工程为例,施工单位在选用砌体结构或混凝土结构时,很容易遇到开裂、下沉等问题,影响结构的承载水平与应用性能。而选用装配式结构,必须要加大新结构受力与变形性能的研究力度,并应用现代化软件技术构建结构实际形状的三维有限元模型,以此研究实践施工中设计结构的各项性能,确保其可以在实践施工中展现出积极作用。
结语
现阶段,我国十分重视装配式建筑建设。为顺利开展建筑项目施工,必须按照相关设计要求,考虑多方面的因素。首先,最重要的就是设计施工环节,只有认真分析预制装配式建筑并展开深入研究,以便获得更多的技术资源。其次,对装配式建筑进行优化设计,确保我国的建筑行业朝着产业现代化的方向发展。
参考文献
[1]徐海.装配式建筑发展分析及政策探讨[J].住宅与房地产,2019(30):16.
[2]白冬梅.装配式建筑发展思考及建议[J].住宅与房地产,2018(34):131.