装配式建筑结构设计浅谈 梁德

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:梁德
[导读] 摘要:建筑我国建筑行业发展至今,其建设技术已经遥遥领先其他发展中国家。
        湛江市建筑设计院有限公司
        摘要:建筑我国建筑行业发展至今,其建设技术已经遥遥领先其他发展中国家。为了提高建筑体系的综合效益,我们需要对装配式建筑进行一个结构体系的设计规划,从而调节建筑内部每一个环节的协调性,以此来实现对整个框架结构体系以及能够支撑体系等的优化系统,通过对这一系列的体系结构的优化,可以满足建筑施工的需要,还可以提升人们居住质量的环境。
        关键词:装配式建筑;结构设计
        引言
        随着科学技术的快速发展,我国建筑行业有了新的发展空间,很多先进技术运用到建筑行业中。伴随着建筑市场长期的粗放式发展,以现浇为主的传统房屋建筑方式已不能适应现代社会对建筑功能、品质以及节能环保等方面的要求。而装配式建筑相对于传统建筑在节约资源和能源、减少污染、提高劳动生产效率及工程质量等方面都有很多积极的作用。
        1装配式建筑结构设计的应用优势
        1.节能环保。装配式建筑使用的材料大多为绿色环保类材料,因此最符合环保建筑理念的要求。同时,在材料、施工方式、设备等层面的选择余地较大,因此不受材料单一性的束缚,进而更能全面凸显各项施工操作的环保性、节约性等方面的特征。2.操作简单。拼装形式最大的优势是操作简单,污染小、产生的垃圾也少,因此可以让环境的保护工作践行的更加完全。3.节约成本。因为节约人力、物力、设备使用等,间接地减少了建筑设计与建设中的成本。同时,机械化设备的参与度更高,故效率也较高。4.有政府层面的政策支持。其可推动装配式建筑结构的发展更迅速,进而更为全面地满足对建筑的需求,让人们的生活更便利、生活水平更高。
        2装配式建筑
        装配式建筑是指结构系统、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。从材料类别上来说分为三大类:装配式木结构建筑、装配式钢结构建筑、装配式混凝土建筑。目前我国建造的建筑类型以剪力墙住宅为主,而剪力墙住宅建筑材料又以钢筋混凝土为主,故本文所阐述的装配式建筑主要是指装配式混凝土建筑。装配式混凝土建筑是指建筑的结构系统由混凝土部件(预制构件)通过可靠的连接方式装配而成的建筑。与国内传统现浇混凝土建筑相比较而言,装配式混凝土建筑的主要结构构件均采用工厂预制而成,具有以下几方面的特点:1.设计精细化程度要求比较高,专业协同要求比较高,严禁后凿后开孔现象,构件一旦生产出来就难以再修改;2.工厂化生产能够提高混凝土产品质量,提高生产效率,实现节能环保的目标;.施工人员的工程实践经验以及技术水平、管理能力要求更高,安装误差以毫米为单位;4.要求建筑全装修,相比较现浇结构,装配式混凝土建筑的后期随意装修造成的结构破坏更容易引起重大质量事故;5.信息化程度较高,结合BIM技术,集成了建筑全寿命周期的重要信息。装配式建筑的特殊性使其能够将设计、生产、施工、装修、管理等建造环节全部打通,从而实现对建筑全产业链的协调整合。
        3装配式建筑结构设计与优化
        3.1管控整个设计流程
        传统的建筑设计以功能为导向,特别是在民用生活空间,力求实现基本功能和空间环境的目前。装配建设项目不仅需要依靠实施操作,还需要注意各个构件的生产和装配施工。由于组件工厂的制造、运输和装配要求,装配式建筑必须将结构设计扩展到整个过程。在设计的早期阶段,应考虑组件分割的要求和精细的设计。当前装配施工成本高,原因也是由于各个方面,但主要原因还是因为参与设计规划过程的公司管理不到位,导致设计、施工等环节出现漏洞,也导致了分体系统的组件和设计的节点结构增加了大量难度,使方案组件变得复杂化。

在设计上,要保证设计详细图纸能够与设计单位、预制厂家、施工单位保持密切沟通、配合工作,以此来确保参与规划的单位能够顺畅沟通,协调问题能够及时、合理地解决。
        3.2精细化设计降低装配式建筑的设计误差
        因为预制构件结构设计的复杂性,施工图经常遇到墙、管等情况,以往结构设计方法设计的图纸,即使是二维图纸,上面的问题是不容易找出来的。在施工的时候,问题就会暴露出来,结构碰撞发生后,建设单位不得不要调整施工方案,避开碰撞的地方,这样就会导致使用的建筑材料增多,拖慢了施工进度,最终导致项目不能按时完成。BIM软件就不会出现这个问题,有了三维模型后,模型会被软件自动检测、评审,模型设计中存在的问题归纳为一起,设计人员收到问题信息后对设计方案进行整改、修正。整改、修正完毕,BIM软件又重新检测、评审三维模型,并再次提示错误,如此反复多次,直到所有问题都得到解决。例如,在预制房屋的结构设计中,经常发生管线布置自身及与结构构件碰撞,这是因为建筑管线种类多,有给排水管、强弱电线等,装配式构件又具有预制性及模块性,管道与结构的协调是很难实现的,但BIM软件可以检测管道位置是否正确,如果软件检测到有碰撞等异常情况时,系统就会有出错的提示,在监理人员的充分参与下完成分析过程,能够促使管线更加优化、结构构件更加安全合理,降低装配式建筑的设计误差。
        3.3结构设计中的混凝土构件装配施工
        在混凝土构件装配施工中,需要重视的部分是明确构件的承载能力,确定浇筑与预制的范围;对构件的接缝位置进行科学定位。如在进行拆分装配式剪力墙结构设计时,设计人员一般会采用T型剪力墙,这种墙体设计的优势是可以让墙体的拆解更加规整,防止出现零散或突发状况。需要时,可以选择添加翼缘的剪力墙结构形式,有效避免浇件过程中可能出现的质量问题。同时,结构安全问题也需要得到专业人员的重视,应尽量从构件的运输、储备、安装等环节入手,进行方案优化,为后续的施工操作提供基础保证。
        3.4根据实际情况合理选择结构形式
        一般在施工过程中,为了保障工程结构体系的健全制度,必须要满足所设计建筑的抗侧力和它承载重力的要求,结合现场吊装的实际施工要求,设计人员对房屋结构的各个薄弱处环节进行优化设计。在通过对每个结构构件的相关处理当中,以此来促进解决这些难题。优化提升后有利于让建筑空间得到一个有效的应用,还能够大大提升这栋建筑的实用性和功能性。
        3.5构件施工图设计审核
        构件施工图是最终的构件生产图,它决定着最终构件是否能达到既定的设计目标。但绘制构件施工图的往往不是建筑设计单位的设计人员,而是由工艺生产单位的设计人员,这些设计人员又大多都不是结构专业出身,根本不了解结构,仅仅能起到绘图员的职责,这就需要原建筑设计单位对构件施工图进行严格的审核校对,审核合格后才能形成最后的构件加工图,从而进行生产施工,以避免出现较大的质量事故。
        结语
        目前由于我国的装配式建筑物的成本过高,没有一定的经验。所以,要投入较大的力度去实现企业的内部建筑设计标准和投入更多的精力在结构优化设计上面,以此来提高建筑工程的安全与质量,促进装配式建筑的可持续发展。
        参考文献
        [1]马锋.浅谈装配式建筑结构设计[J].建筑工程技术与设计,2018,(27):605.
        [2]顾文浩.浅谈装配式混凝土建筑结构设计技术要点[J].建筑工程技术与设计,2018,(31):161.
        [3]侯建民.浅谈预制装配式建筑的结构设计优化[J].建筑工程技术与设计,2018,(27):3063.
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