预制装配式建筑设计实践及问题探讨陈晓茜

发表时间:2020/5/25   来源:《城镇建设》2020年第7期   作者:陈晓茜
[导读] 随着近些年来我国城市化步伐的逐渐加快,预制装配式建筑也取得了一定的成绩。

         摘要:随着近些年来我国城市化步伐的逐渐加快,预制装配式建筑也取得了一定的成绩。为了能够保证预制装配式建筑的质量,实现人们生活水平的提高,就必须加强预制装配式建筑的设计水平的提高,对设计要点进行准确的把控,进而实现我国建筑行业的进一步发展。基于此,本文主要分析了预制装配式建筑设计实践及问题。
         关键词:预制装配式建筑;设计;问题
引言
         为了满足发展的要求,一种新型的建筑形式———预制装配式建筑被广泛应用,预制装配式建筑具有施工周期短、绿色环保、对环境影响小等优点,为了使该建筑结构体系的优点能充分发挥出来,在结构设计时一定要进行优化,针对不同的结构形式采用不同的设计方法,确保设计质量,促进预制装配式建筑在我国的应用,推动我国建筑行业的发展。
1预制装配建筑概述及特点分析
         预制装配建筑主要是指通过将建筑施工材料、组织架构、设计方案、技术工艺等进行集成体现,并经过科学、合理的现场设计,以最低成本投入、最短时间建成、最佳质量保障的快速装配型建筑,也称其为“组装建筑”。认为该建筑方式的最大关键点在于其设计。预制装配式建筑设计不是单一、片面的简单流程,而是更为科学、合理的系统布局。预制装配式建筑设计主要优点如下:
         第一、该建筑设计具有轻量化特点,在设计过程中无需进行复杂、繁琐考虑,相对于大型建筑工程设计较为简单。
         第二、该建筑设计具有模块化特点,模块化特征是预制装配建筑设计更加立体性、务实性,主要包括模块数量、模块种类、模块组织架构等。模块化特点也对其施工环境起到积极优化作用,降低了传统建筑工程施工对自然生态环境造成的波及影响。
         第三、该建筑设计无需高技术支持,预制装配式建筑设计的最大好处就是其“低技术”保障,在设计过程中无需高端技术支持及投入,在建筑施工效率与进度等方面提升速度较快[1]。
2预制装配式建筑的优势与不足
         2.1优势
         (1)生产率高。由于是车间统一生产构件,效率有所提升,在现场进行组装施工,减少了浇筑等环节,几乎不需要脚手架、抹灰工程。再加上管线、插座等都是生产中预留,可以大大提高建筑生产率。
         (2)精度高。流水线生产中要求统一标准,因此预埋件、门窗洞口预留等定位非常精准,可以保证建筑的整体质量,保证生产精度。
         (3)质量高。将构件运输到施工现场进行机械吊装、组装,减少了混凝土浇筑与养护环节,传统施工方案会因为多种因素影响出现混凝土裂缝,而预制构件不会出现此类问题。
         2.2不足
         (1)成本高。不同建筑工程的使用功能、建设标准,建筑平面形状千差万别,如果根据建筑特有平面生产模具,则会大大提高生产成本,导致很多建筑因为成本过高而更改设计方案。
         (2)技术要求高。装配式建筑在拆分组装之后,接缝与节点作为结构受力、建筑防水的薄弱环节。再施工中,接缝、节点连接都是通过预留钢筋焊接完成,之后再采用高等级混凝土加入膨胀剂浇筑捣实浇筑密封。虽然建筑最终的耐久性、抗震性可以满足要求,但是技术难度较大,设计中还需要考虑构件拆分组装的离散性,要适当加大拆分构件预留钢筋。
         (3)开裂预防。在构建运输、吊装中需要预防构件开裂问题,通常构件上都会设置4个吊点模拟运输和吊装受力情况,如果实际施工受力情况和模拟受力情况相近,则在实际生产当中开裂概率很小。但实际运输、吊装中往往与模拟情况相差甚远,因此很难做到不开裂。

正是考虑到运输、吊装中存在着不确定因素,因此最常见的方法就是加强被拆分构件构造配筋[2]。
3预制装配式建筑的设计要点
         3.1建筑布局设计
         在预制装配式建筑的设计过程中,需要加强对自然因素的利用,进而进一步加强预制装配式建筑的节能性。在不使用传统能源的情况下,通过气候设计方法及相应的建筑措施,创造出当代人们所需要的生活环境。因此,在对预制装配式建筑进行选址的过程中,需要根据当地的气候因素进行合理的分析,对建筑设计、微气候及能源利用等方面进行全面性、综合性的计算,对于装配式建筑周边环境的地形地貌及水体绿化等因素进行考虑。对于装配式建筑的布局,需要对体量、角度、间距进行合理的规划,使建筑物在后期使用的过程中,可以对自然风与阳光进行充分的利用。在装配式建筑的朝向方面,需要保证在冬季可以获得充足的日照,并要保证在冬季时可以避开主导风向,在对装配式建筑进行设计的过程,想要真正的实现冬暖夏凉是有一定难度的。
         3.2吊装设备的布置设计
         在预制装配式建筑进行规划设计的过程中,保证建筑可以满足采光、间距及通风等方面的要求后,需要以安全性、经济性及合理性为设计原则,对施工流程进行有效的组织,提高施工流程各项工序之间能做到有效的衔接,实现施工效率的提高。在预制装配式建筑进行施工的过程中,预制的构件需要在进行施工时运送到吊装设备所覆盖的区域,进而对其进行吊装。因此,在设计过程中需要加强对运输通道的设计,对于预制构件的临时堆放场所也要进行合理的设计,对于吊装设备的位置与相应的吨位要进行合理的选择。吊装设备位置的设计需要根据施工现场具体的施工方案来进行提高征,进而提高预制构件运输的精确性,在最大程度上实现施工场地使用效率的提高,同时提高施工便捷性与安全性[3]。
         3.3平面设计
         在预制装配式建筑的平面设计过程中,需要严格遵守模数协调原则,实现对套型模块尺寸与种类上的优化,进而提高预制构件的标准化及通用化程度,提高工程的施工质量,降低工程成本。在进行方案设计的过程中,需要根据使用功能的不同来对空间进行划分,根据相关设计规范的要求及工程项目的定位来对组合形式及套型模块进行确定。在平面设计过程中,需要对工程项目的装配式结构模数及特性进行充分的研究,进而提高功能模块的标准化,之后需要结合相应的定位需求,来形成装配式建筑的套型模块,并通过套型模块的组合形成单元模块。在建筑平面的选择上,需要尽可能地选择大空间布局方式,对于承重墙与管井的位置进行合理的布置,进而提高建筑空间的可变性与灵活性。
         3.4预制构件设计
         预制构件设计当中,需要采取模数化、标准化原则,尽可能提高预制构件设计的标准型,减少构件类型,有助于控制成本。严格要求构件的耐火性、耐久性,具体设计中考虑成品保护效果、施工便利性、使用安全性。预制外墙板要结合相关标准,确定保温、隔热系数,根据当地气候条件匹配建筑结构。建筑工程内部的非承重墙体,可以采用可拆卸隔墙板,其主要优势是隔音好、便于安装。按照功能、室内空间划分,做好主结构、承重墙之间的连接设计,抗震性、耐久性要达到行业标准。针对厨卫接触水较多的区域空间墙,要保证防水效果、便于清洁。楼盖采用叠合楼板,但如果平面复杂、开间较大楼层需要采取现浇楼盖,保证楼板之间、楼板和墙体之间的连接整体性。阳台中嵌入盒、立管孔、栏杆孔、地漏等必须要保证位置精准,预制楼梯要确定预埋孔、扶手杆的位置[4]。
结束语
         预制装配式建筑作为一种新型的建筑形式,它具有传统建筑形式无可比拟的优点,因此在当前的建筑行业中应用较为广泛,为了进一步推广预制装配式建筑,一定要重视预制装配式建筑结构体系的优化设计,在进行装配式建筑的设计时,要充分发挥其优势, 在保证设计质量的前提下降低成本,优化设计方案,使设计方案更为科学、合理。
参考文献:
[1] 井长源,李开明.预制装配式建筑设计实践及问题探讨[J]. 冶金丛刊,2016(6):222~223.
[2] 徐杰. 预制装配式建筑设计实践及问题研究[J]. 居舍,2018(28):106~108.
[3] 范桂清.预制装配式建筑设计实践及相关问题的探讨[J] 低碳世界,2016(20):136~139.
[4] 刘畅. 预制装配式建筑的设计要点探讨[J]. 住宅与房地产,2019(30):58+86.
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