关于装配式建筑设计路线的探索娄义夫

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年2期   作者:娄义夫
[导读] 在我们国家日益繁荣昌盛的今天,我国装配式建筑获得良好的发展。
         摘要:在我们国家日益繁荣昌盛的今天,我国装配式建筑获得良好的发展。装配式建筑项目总承包让设计、施工、构建生产有了深度的融合,依托BIM技术的设计范围的延续与拓展成为装配式建筑实施的必要条件。
         关键词:装配式建筑;设计路线;探索;建筑实践
         引言
         在建筑工程不断发展的过程中,装配式建筑数量逐渐增加。装配式建筑是结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。其主要特征是形成以标准化设计为中心的装配式建筑产品的工业化建造体系。为此,就标准化设计理念基础上的装配式建筑设计路线作以探讨。
         1装配式结构建筑基本概念
         由于装配式结构能够降低生产成本投入,在设计过程中可以减少对环境的污染等问题,因此装配式结构广泛应用于涉及行业。装配式建筑结构的施工过程主要是设计,生产,施工和安装。首先在根据实际需要,通过预制工厂设计了相关部件之后,再不断改进相应的建筑结构以确保实际的施工效率,并缩短项目的施工周期。此外,通过使用装配式结构进行安装施工的过程中,可以将整个的安装施工和设计工作有机地结合在一起,进一步将装配式建筑工程项目的施工效率提高,将建筑物之间的协调性和安全性进行增强。
         2关于装配式建筑设计路线的探索+建筑实践
         2.1预制装配式的结构节点设计分析
         在对进行设计的古城中,相关的节点必须要进行优化,不仅可以保证这些节点能够满足实际的要求,同时也是可以提高装配式建筑的整体抗争性能,保证其建筑物的安全得到提高。由于建筑物的传统设计对于节点的设计并不完美,只能保证连接建筑物结构的功能,因此不能满足现代建筑的要求。因此在进行节点设计的过程中,需要做好优化设计,降低其生产的成本,对其建筑结构的连接安全性提高,促进建筑行业持续稳定的发展。例如,在当前建筑项目进行施工操作时,建筑人员通常使用铸钢来将节点进行连接,这也是连接节点的范例,这种方法使整个建设项目的浇注过程变得相对要方便许多,同时自身也是具有着比较强的适应性,能够满足多种建筑结构的实际要求。
         2.2标准化设计
         (1)随着设计程序的展开,方案阶段侧重于既有建筑形式和功能空间的标准化分析,采用建筑信息模型(BIM)技术,对具有相同或相似功能和体量的建筑单元进行分配和布置,如住宅的套型,酒店的客房和学校教室等。同时,将主体结构、围护形式、交通联系和机电系统等结合标准化的建筑单元整体设置,并合理利用环境及地形条件,以灵活的建筑单元组合型式表现楼栋的节地型布局和多样化的建筑风格。该阶段要确定建筑装配化的范围,量化评估指标和完成预评价程序。(2)初步设计阶段,将标准化设计延伸,针对建筑单元内功能、尺度相同或相似的用房进行通用型模块化设计,如住宅厨房和储物间,酒店卫生间,公共管道竖井等。同时,细化模数协调工作,建立能够传递功能、集结系统的通用性接口,使得建筑单元内的功能性模块可以更替扩充,又能够结合成有机系统。(3)施工图及深化设计阶段要将建筑功能模块构造进一步拆分和细化,对构成建筑模块的部品构件进行标准化设计,如住宅卫生间内部的整体淋浴间、架空地板、复合型隔墙板、管线综合吊架、预制叠合外墙板和叠合楼板等。其间,应结合生产、施工和使用运维等实际情况,持续优化部品构件设计品质,提升标准构件的装配集成度,降低建造成本,保证标准化设计产品的通用性、经济性和易建造性。在此基础上,结合建筑信息模型(BIM)技术,将定型的建筑功能模块和部品构件信息(包括相关数据、物理信息、构造、接口及技术说明等)录入标准化信息库,统一编码、标准和规则,形成通用部品构件系列,并通过信息化协同平台实现各专业数据信息互通与共享。


         2.3 BIM技术在装配式建筑户型内设计中的应用分析
         在装配式建筑设计中应用BIM技术时,为保证户型内设计的整体效果,应结合户型功能要求出发,科学选择对应户型,明确户型结构布置特征,优化装配式建筑结构设计方案,选定设备模块后,应用BIM技术开展户型内设计。在这一过程中,设计人员应做好各方协调工作,尤其是要做好设备与建筑、结构户型之间的良性协调,保证构件处理的妥善性,一旦构件之间出现碰撞,会严重影响装配式建筑户型内设计效果。也就是说,在应用BIM技术开展装配式建筑户型内设计时,应注重三个要点:①科学划分户型内功能区;②妥善布置受力构件;③保证设备协调无碰撞,基于这三点出发,可顺利开展户型内设计工作。对于装配式建筑设计来说,户型内设计的高效开展,是剪力墙体系模块化设计的重要前提,若想要保证装配式建筑设计的整体效果,就必须要高度重视户型内设计工作,保证其标准化,通过户型库的科学运用,改善协同设计成效,促进剪力墙体系模块化的顺利实现。
         2.4结构构件预制设计要点
         预制结构构件对于装配式建筑施工来说是比较重要的,所以需要正确地设计预制结构构件。但在设计预制结构构件的时候,需要先完成对构件加工图纸的设计。在设计构件加工图时,应充分结合工厂的实际工艺情况,设计出构件的具体尺寸,这样可以使构件的精度得到保障,防止由于构件加工尺寸存在问题,影响到建筑施工的整体质量。在开展预制结构构件设计工作时,需要参考基本的构件设计原则,充分研究施工现场和构件加工厂的吊装水平、生产能力和运输能力等内容,使构件设计变得更加全面。
         2.5现场施工
         传统的现场施工会生生大量的污染物,直接影响自然环境和城市环境,包括各种噪声污染和固体废弃物的污染,严重影响了人们的正常生活,也给人们的身体健康带来了不利的影响。但是装配式建筑在现场施工时,只需要进行现场安装,无须进行现场制作,因此,装配式建筑的绿色环保性较强。在施工过程中,施工人员应充分利用装配式建筑的绿色环保这一特点,尽可能地避免因施工对周围环境带来的影响。另外,随着施工技术水平的不断提高,装配式建筑在施工时已经实现了干性作业,更提高了装配式建筑施工的环保性,减少了污染物的排放,在最大程度上保护了生态环境,进一步提高了施工技术水平以及建筑结构的安全性和稳定性。
         2.6结构设计中的钢结构施工因素
         在设计中必须遵循相应的设计需求,全面考虑建筑的局部稳定情况,同时结合装配式构造的极限承载能力落实设计。在实际施工中,要保证梁塑形时的各项性能作用稳定发挥,防止侧向弯矩失稳情况。同时对各个支撑点的间距数据进行明确,并根据宽度设置侧向支撑点。在钢结构节点设置过程中,要尽量避免出现层状撕裂问题。同时在对构造节点进行接缝宽度设置时,要全面考量建筑自身承受的地震荷载与风荷载,并根据不同部位连接点的安全性与承重情况选择技术,配合最为合适的连接方式。通常情况下,高层建筑的框架结构形式应用最为常见,框架结构的设计会采用刚柔并济的方式,在保证硬度的同时使其具备一定的韧性。因为过硬或是韧度过高都可能导致结构受损。根据现有布局设计框架构建体系结构时,要明确建筑的承重需求,而后精确配合构件的厚度,防止结构的稳定性受到构件质量的影响。
         结语
         通过上述分析可以得出,通过不断创新装配式设计水平,并引入一些先进的设计理念,既可满足人们的生活需求,又能使装配结构更加完善,提高企业自身的经济效益,对我国的可持续稳定的社会经济发展有现实意义。
         参考文献
         [1]杨贵生,杨毅秋,周慧超.装配式混凝土梁钢套筒锚接接头抗弯性能研究[J/OL].隧道建设(中英文):1-6[2019-05-09].
         [2]杜红凯,蒋金卫,韩淼,等.软索连接装配式工字形圆孔墙抗震性能试验研究[J/OL].建筑结构学报,2019(7):119-127[2019-05-09].
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