装配式结构设计应用与优化策略探讨 高阳

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:高阳
[导读] 摘要:伴随着市场不断改善劳动力成本,普及节能环保理念。
        天津市房屋质量安全鉴定检测中心有限公司  天津市  300060
        摘要:伴随着市场不断改善劳动力成本,普及节能环保理念。在这种环境下装配式建筑就此诞生,装配式建筑有效地解决了长周期、大工程、多材料的一系列问题。不过,因为我国的装配建筑还有待改进,许多开发商不了解装配式建筑的特点,建筑设计、施工和抗震设计还存在许多不足,导致结构设计和实际施工出来就会存在较大的差异,从而就提高了建设成本。所以在进行施工之前,要先进行科学有效的设计规划,然后按照设计规划进行分配和部件生产、装配。因此,为了保证建筑结构的实用性和安全性,是非常有必要优化建筑结构的装配,以此来确保建筑最终的安全与质量,促进整个装配建筑行业的可持续发展。
        关键词:装配式;结构设计;优化策略
        引言
        随着建筑业的不断发展以及人们对建筑设计需求的持续增大,中国建筑业进入新的“工业化革命”时期。众所周知,装配式是建筑工业化的代表,可有效降低施工成本。然而,由于对预制装配式建筑设计存在认识误区,导致建筑工业化发展进程迟缓。装配式结构是指预制构件在工地通过可靠的连接方式装配而成的结构。装配式设计方法是建筑、结构、设备共同参与对装配式结构进行设计,最终由设计人员进行深化设计的过程。设计方法需要遵循的原则除了应满足装配式结构使用要求,还应遵循“一体化”、“标准化”、“模块化”、“通用化”的设计原则,通过少规格、多组合的方式提高建设效率,降低成本。
        1装配式建筑概念
        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。目前我国建筑类型主要以剪力墙住宅为主,而剪力墙住宅建筑材料又以钢筋混凝土为主。
        2装配式结构设计应用与优化策略
        2.1规范设计流程
        如果不能在设计过程中,保证设计流程的标准和规范,将会造成设计与实际产品之间的脱节现象,更加有可能影响后续的施工进度。所以在进行设计的过程中,设计人员必须要不断的进行创新,根据一种大局观念去看待整个装配式的建筑设计,之后将可能会遇到的问题进行解决,此外在进行设计中,因为构件在生产的过程中成本比较高,将会导致出现超过预算的情况,也将会对其施工企业的利润带来影响。同时在设计的同时,如果装配式的构件生产工艺相对比较复杂,根据无法可以进行批量的生产,这样也将会导致其整个施工的进度受到影响。所以必须要提高设计流程的规范化,不仅可以保证其装配式建筑施工过程中的承上启下,同时也还可以实现工程项目的高效建设。
        2.2应用BIM技术
        2.2.1结构参数调整
        在装配式结构设计方案完成之后,便需要进入到数据进一步校核的应用阶段。装配式结构涉及到的内容繁多,如钢筋结构、混凝土结构、钢制品结构等,这些材料的应用效果和当地气候条件、生产过程中的误差等因素有着直接关联,这也是后续校核过程中,需要重点关注的内容。BIM技术在该阶段,主要的作用是依托于信息技术组建数据共享平台,同时借助BIM技术对相关数据信息进行采集,在对参数合理性进行评价时,还会客观分析目前的施工管理制度,这也是进行参数评价的基础。根据评价结果,对方案中的相关参数进行调整,随后再次进行方案的评价,在多次循环之后,得出最优的设计方案,提高方案本身的实用性。


        2.2.2图纸设计
        施工技术体系的不断完善,加快了建筑工程的施工速度,与此同时,建筑工程的施工规模也在不断扩大。这也意味着,利用装配式结构进行施工时,需要做好充分的准备工作,提高结构设计参数的合理性。BIM技术在图纸设计阶段的主要工作是进行数据信息的快速采集,同时还对设计参数的准确性进行评价,内容包括结构强度、所使用材料种类、材料尺寸、钢筋结构的耐压情况等。借助BIM技术还可以将设计图纸中的二维数据信息,直接生成三维立体图像,这也使得数据信息的直观性更强,加快了问题的发现速度。对于部分存在争议的数据信息,也可以借助云计算技术重新进行计算,以此提高图纸设计内容的合理性。
        2.2.3建立、分析及优化模型
        在装配式结构设计过程中,应当要充分利用构件库,根据实际设计需求在构件库中选择既合适而又性价比较高的构件,并利用所选构件来数字化模拟装配式建筑的整体结构,建立出相应的结构模型。若是没有在构件库中找到比较合适的结构构件,则需要结合设计需求而重新设计专门的构件,并记得将新设计的构件也及时补充到构件库当中,从而使构件库中的可选构件素材不断丰富,为以后的设计工作提供更大的便利。再者,为了确保设计的安全性,在应用BIM技术进行装配式结构设计之时,还应当要全面分析所建立的模型,充分利用BIM技术的可视化功能而不断调整和优化模型,这样才能够确保设计方案的可靠性。需要注意的是,如果在分析模型的过程中发现了所选用构件不太合适的情况,则还要重新寻找、选择或者设计构件,直至其适合于本装配式建筑工程为止。
        2.3贯彻以人为本可持续发展思想
        在进行建筑物设计时,要达到建筑物与大自然的有机结合是非常重要的。还可以帮户主利用能源来节约资源,目前来说,太阳能、水能、风能潮汐能和地热能等都属于可再生能源。如果能将这些能源很好地利用起来,那可以为我国资源问题提供许多帮助,省去很多烦恼。利用太阳能解决我国某些地区生活当中的水源的提供问题,尽管一开始可能会花费大量的人力、物力和财力,但是经过长期的验证可以得出能够为人们的生活提供巨大的帮助,在一定程度上,利是大于弊的。风能也可以为人们提供很好的资源,许多偏远城市没有大城市发展的快,许多资源问题跟不上,比如夏天没有空调,电风扇风力太小,就可以在房顶安装风能发电机。通过这种方式对将自然风力利用起来,这样既节约了电能,还为居民解决了问题,这同时也代表了不可再生资源能够被再生的风能所代替,这都是能够帮助户主有效节约资源。
        2.4根据实际情况合理选择框架结构
        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,这需要设计人员对房屋结构的薄弱处环节进行优化设计。在通过对框架的相关的一个应用当中,以此来促进解决这些难题。在建筑框架的每个具体的方向上设计人员都要进行相应的接模。在这个过程当中,如果没有其他的抗侧力体系,就可以把它叫做纯框架结构。这种结构的抗侧力和它的承载力都是需要实现对刚接框架的有效控制。在工程建设当中承重墙这个地方也是需要优化提升的,优化提升后有利于让建筑空间得到一个有效的应用而不是做无用功,还能够大大提升这栋建筑的实用性和功能性。让建筑的空间功能变得有实用价值[4],还可以提升建筑多面设计环节的优化性。以此方便建筑结构的一个有效的控制,也方便优化实施建筑设计环节。
        结语
        在建筑业发展新趋势下,装配式建筑设计得到了越来越多的关注和更加广泛的应用,构件设计和连接节点设计是装配式设计技术的关键所在。建筑业正在积极推动新型预制装配式结构体系的大规模推广应用,加快建筑工业化发展进程。
        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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