摘要:装配式建筑是当前建筑业发展下越来越提倡的一种建造方式,具有建设工艺环保、施工周期短等优势,文章通过对装配式建筑特点进行分析,结合实际存在的设计问题探讨装配式建筑设计的有效措施。
关键词:装配式;建筑特点;建筑设计;装配式设计
引言
装配式建筑设计是指将建筑构件进行模数化设计,进而在工厂加工,再运送到施工工地进行组装,这样一来可以显著降低现场工人的施工劳累度,与此同时还提升施工效率,达到提高施工总体质量的目的。在对装配式建筑进行设计时,设计人员要充分分析设计条件,选择合理的建筑工艺,认真推敲构件加工尺寸,确保设计内容能够有效的在现场落实,如此一来才能够到达装配式建筑的最终目的。
1装配式建筑的特点
第一,精细化流程。装配式建筑与传统现浇结构建筑的设计相比,新增添了前期技术策划及预制构件加工设计两项服务;第二,模数化的设计。预制装配建筑中相关部件、构件、连接点、吊钩位置等统一由建筑模数控制。通过对建筑构件模数化组合的协调与深化,进而提升装配式建筑的设计标准,使其完全符合建筑设计标准化要求;第三,成本精确化。由于预制装配式建筑与传统建筑的建造方式不同,因此在预制构件生产、加工的各项环节中,其结构单元构件的设计深化成果尤为重要,结构单元设计的是否标准使得在成本投入环节上产生较大差距,即使配筋率相差无几,不合理的结构单元构件也无法进行生产。因此,只有设计符合实际施工标准的预制构件方案,才能降低成本、减少资源浪费,建安投入成本才能被有效控制。第四,技术的智能化。随着社会的不断发展,信息技术应用于各个领域,装配式建筑设计通过对BIM技术的有效应用,使其设计的完整度及精密度得以提升。BIM支撑装配式建筑工程的主要方式是通过信息技术对项目内容以数字、物理功能等方式进行信息转化,为其工作的开展、管理、策划提供依据。第五,配合一体化。装配式建筑在其预备投入施工之前,需与生产厂家及装修单位提前沟通,组织各单位的专业负责人员进行一体化配合,通过对成果的对比,选出最优方案,提高施工配合一体化的质量与呈现效果。
2装配式建筑设计现状
装配式建筑与混凝土建筑在施工作业时有着比较大的差别,装配式建筑可以利用提前在工厂中加工制造完毕的部件,在建筑工地实行拼装。装配式建筑的大多数建筑构件是在工厂中制造,以期在施工装配之前能够有效地保证建筑物的品质以及降低施工过程中安全事故出现的概率,同时还可以明显地减少建筑项目施工周期。此外,与混凝土建筑相比,其在施工作业时还具有节约能源以及保护环境的优势。现如今,装配式建筑已经成为了建筑业最为提倡的施工技术之一。装配式建筑能否顺利施工,其设计有着非常重要的作用,一旦设计图纸中有着明显的漏洞或者错误,那么就会严重干扰建筑部件的加工,进而致使装配式建筑出现品质问题,甚至导致部件在工地无法进行拼装。因此,设计人员要足够注重装配式建筑的设计深化过程,保证装配式建筑所需的质量标准,这样才能够维护建筑物的整体品质。基于对设计现状的分析和以往设计实践经验总结,笔者认为应对装配式建筑的构造节点及构造设计给予充分考虑,并针对以下构造节点提出合理的改善措施及建议。
3装配式建筑设计的改善措施
3.1钢筋连接设计
第一,要求合理设计钢筋配筋以及配筋率,这是为了满足预制装配式建筑抗震性能的要求,根据设计标准做好墙体轴线控制,使结构受力完全可以满足墙体截面要求,可通过暗柱设置来提升整体结构的抗震性能和连接的合理性。第二,合理设计剪力墙配筋分布,其配筋率不得低于规范设计标准。第三,在进行钢筋焊接搭接设计时,应重点控制搭接的距离,选择合适的焊接和连接方式。如高层建筑,其剪力墙施工必然会需要大量钢筋,可能出现密集梁柱节点,为此需要合理控制梁柱节点位置和施工顺序,避免位置和顺序问题而影响工程质量。第四,在钢筋安装施工时必须充分考虑对整个框架剪力墙结构的影响,明确钢筋的规格、确定准确的焊接位置。
3.2预制构件设计
标准化、规范化、模式化是装配式建筑预制构件在其设计、生产过程中应当秉持的三大原则,构件的标准化得到保证,同类型的标准构件越多,项目成本造价越低。预制构件的设计应当以防火、隔音、节能的作用为大前提,使其功能性得到提升。在预制构件设计的过程中应当重视其稳定性、规范性与安全性,根据构件的实际情况对其设计进行优化调整,如大尺寸构件的应用要增加预埋吊点的数量,明确构件脱模使用数量等。在装配式建筑中应当遵循业主对隔热保温的节能需求,将外墙板的结构层、保温层、保护层、装饰层进行一体化设计,达到国家要求的传热系数。装配式建筑在应用标准化方法时应当根据不同项目的不同功能,对室内布局进行划分,合理划分结构体系中的标准化单元构件,使建筑、结构的美观性及安全性得到体现。
3.3装配式建筑立面的设计
装配式建筑立面的设计主要包含以下五方面:第一,需要进行立面拆分设计。设计过程中要对立面进行全面规划,然后对每一个部件进行拆分,进而完成设计;第二,对外墙进行拆分设计。首先要对建筑物进行细致分析,通过剪力墙的位置来确定拆分位置,同时为了控制运输成本,在进行设计时,可以将房间作为拆分的单位;第三,部件的设计。伴随部件生产工厂的水平愈来愈高,也可进行一些抽象立体化的设计,这样可以有效提升装配式建筑的美观度;第四,部件的运用。在对标准化结构单元部件设计时,可采用批量制造的模式,而对于装饰立面部件,通过定制生产形成建筑立面的装饰线脚,从而给立面设计提供更多的装饰选择。
3.4剪力墙结构设计
在高层剪力墙结构拆分设计时,不应选择底部加强区的墙体。因为底部加强区抗震能力要求较高,设置了约束边缘构件,配筋也比较大。在底部加强区以上部位,往往就到了标准层阶段,墙体构造配筋较小且比较规律,可选择这些部位进行预制墙体拆分,此外,尚应注意优先选择剪力墙外墙进行拆分。值得一提的是,预制外墙安装时可以采用简易构件安装支架即可,可避免大型施工爬架或整体脚手架的应用,从而达到很好的经济效果。在拆分带洞口预制剪力墙时,洞口两侧的墙体宽度不应小于200mm,当洞口为门洞时,则需要设置临时型钢安装件进行固定,保证墙体在脱模、运输、吊装过程中的安全稳定。在预制装配式建筑的结构计算过程中,虽然一般结构软件可以对预制墙体水平接缝的承载力进行计算,但因为设计师在实际配筋时可能会对配筋率进行相应的调整,此时设计师应按规范进行手算校核,以避免出现设计结果与软件不符的情况,影响结构安全。
3.5节能设计
要想提升装配式建筑的节能性,在设计时就应对墙体保温层的厚度及保温层外保护层的厚度进行充分考虑,仔细对墙体的热工性能进行节能计算,做好墙体的围护结构设计,保证围护结构的热工性能,减少房间热量的散失,以此达到节能目的。对于施工单位来说,预制构件越标准,施工难度越低,施工现场对于维护结构构件之间的搭接、密实等细部处理越理想,因此建筑维护结构的节能性能才能得到充分保证,更易实现建筑节能目标。
结语
综上所述,装配式建筑发展的重要前提是实施标准化设计,标准化设计同样也是标准化生产的核心。装配式建筑标准化的设计不仅能够节约建安成本、降低环境污染,还能够提高建筑施工效率与质量,随着装配式建筑设计的愈发成功与成熟,与其有关的生产与施工工艺将更加现代化,以期引导建筑及建造技术的科学发展。
参考文献
[1]杨楠.装配式建筑标准化设计分析[J].建材与装饰,2017(20):87-88.
[2]任乐民.装配式混凝土建筑建造技术[M].广州:华南理工大学出版社,2019.