装配式建筑结构体系设计要点及发展趋势

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年3卷9期   作者: 何怀敏
[导读] 随着我国经济的不断发展,经济快速发展促进了其他方面的发展,
        摘要:随着我国经济的不断发展,经济快速发展促进了其他方面的发展,建筑行业也是一样,在经济模式的快速转变下,这几年建筑行业的发展已经取得了巨大进步。但是完成了对于我国人民的生活产业而言,尽管其发展取得了进步,但仍然存在重大问题。例如,在传统的施工过程中,需要很长的施工时间,施工分散等问题。在此基础上,根据现阶段建筑业的发展情况,简要研究了装配式建筑的发展前景和结构设计要点。
        关键词:装配式建筑;结构体系设计;发展趋势
        近年来,我国城市化进程进一步加快,在这种社会背景下,建筑业获得了更大的发展动力。从经济的角度以及从遵守基本政策的角度来看,就建筑业本身而言,我们需要更新和改善建筑施工过程,以提高建筑的基本效率。但是在采用装配式建筑结构体系过程中可能会存在很多问题,但是这些问题会随着施工技术的不断提高得到解决,相信在未来建筑行业的发展过程中,装配式建筑结构体系能构成为主要的建筑方式,在未来我国建筑行业的主要发展方向就是装配式建筑结构体系。随着预制建筑的发展,行业专业人员和政府部门已经意识到了它们的优势。政府还发布了几项政策,以为安装和配置建筑物的开发提供良好的政策环境。该技术是绿色环保的并且非常有效,满足了我国工业转型发展的需要,与可持续工业发展趋势相吻合。与传统的建筑技术相比,该技术具有显着的优势,已成为行业和政府高度推崇的建筑技术。在这个阶段,人们对建筑业的需求越来越大,城镇发展迅速,建筑业具有广阔的发展前景,这也意味着预制房屋有足够的发展空间。
一、装配式建筑结构体系的优势
(一)对预制成本的控制
        当今,随着经济的飞速发展,各个领域的技术都有了一定程度的提高,建筑技术也是如此。在这一系列的施工方法中,预制方法对成本控制的影响更大。在预制方面,它在成本控制方面具有独特的概念,并从时间,材料和劳动力三个方面控制成本。根据以上分析,我们可以清楚地了解到,只要控制其中一个因素,成本就可以在一定程度上降低,但这不一定会对总体项目预算产生有利影响。物料在这一系列过程中也占有更重要的位置,但是很难通过传统方法准确估算当前操作过程中所需的物料量,因此要确保实际的物料量可以满足建设需求,通常情况才会买更多的材料,以避免材料不足。尽管这可以满足构造目的并满足构造要求,但是在节省成本方面特别不利。
(二)工期控制
        预制装配方法在当前建筑物的施工过程中具有明显的优势,可以大大缩短工期。 尤其是通过在同一时间将现场施工和工厂生产相结合来实施。尽管与传统方法相比,它需要更多的空间和资源,但与节省施工时间相比,这确实是值得的。
(三)质量控制
        对于整个建筑物的质量,具有双重含义。除了必要的设计质量和生产质量,它还包括建筑师自己作品的质量。 为了确保建设项目能够满足预制方面的预期要求,不仅要检查前者,而且还要对后者进行一定程度的关注。因此,为了确保后者在当前工作中具有更高的工作效率,有必要不断更新和完善相关的法规体系,以确保建筑师的工作质量也满足要求。
(四)提高安全系数
        无数的建筑案例证明,舒适的工作环境比严酷的室外环境对提高建筑效率更有用。不仅如此,还可以在一定程度上提高建筑工人的安全系数,以确保他们处于当前的工作过程中保证生命安全。相反,在露天场所时,除了面对恶劣的天气条件外,还容易遇到土壤条件不理想的情况,这不仅会大大延迟工人的施工时间,而且还会对工人每天的体力产生更大的影响,从而影响第二天的施工效率。
一、预制装配式结构体系的设计要点
        在这个阶段,我们的国家建筑行业使用了两种主要类型的预制结构系统。 一种是预制的预制混凝土结构系统和钢预制结构系统。随着城市化建设的不断发展,住宅建设项目越来越多,因此装配式结构建筑体系在建筑行业中有着非常重要的作用。接下来本文将围绕此方面简要讨论该技术的设计要点[1]。
(一)设计流程要点
        预制建筑物的设计过程增加了设计的深度。除了原始设计内容之外,新的设计要求也在不断提高。在方案设计过程中,设计人员应熟悉项目的规模和成本控制要求。必须严格按照相关文件的要求选择建筑结构的类型,剪力墙,立柱和其他组件的连接和位置必须合理设计。例如,剪力墙的相对尺寸必须满足预制构件的设计要求。在预制建筑物的设计过程中,设计师应与建筑物单位一起定义设计和施工的细节,并共同讨论技术实施计划,以为后续设计提供有效参考。在设计施工图时,设计人员在进行结构设计时应熟悉预制建筑物中构件生产的技术要求。设计施工图时,必须按照合理强度的原则合理选择预制构件的类型,并协调其配合以及预埋管设计要求。在深化结构过程中,设计人员应积极注意与加工厂的联系。双方共同制定了配料加工图。必要时,他们应进行结构脱模并考虑吊钩之类的工件保留。
(一)框架结构体系的设计要点
        框架结构系统是现阶段在建筑行业中广泛使用的一种连接形式,由于该结构比剪力墙结构轻,因此在实际运输过程中会更加方便。另外,框架结构是建筑安装结构的重要组成部分,因此对于框架结构的设计和实现至关重要。框架结构中的叠层梁和叠层板将在工厂制造,然后将框架结构运输到施工现场后,可以直接进行施工。
        在设计结构的过程中,必须确保结构平面的规则性和平坦性,框架的垂直和水平结构要尽可能保持一直。梁柱的中心线必须位于且始终位于同一垂直线上。在设计过程中,当前框架结构应连接到接头。梁柱及其他类型混凝土柱的强度等级不少于C30;在当前的设计过程中,必须使用适当的焊接技术保护工具来保护施工过程中的焊接过程。建筑物的嵌入式部分的设计应受到高度重视,因为嵌入式部分是在整个结构中传递力的原理,并且其设计应根据其所处的位置进行不同的设计。
(二)剪力墙结构体系的设计要点
        在剪力墙结构系统上承受载荷的主要部件是剪力墙,楼板和其他部件,或某些由混凝土制成的部件。根据制造的程度,该结构可分为剪力墙结构系统和半预制结构系统。在设计过程中,除了要满足《建筑物抗震设计规范》的有关规定外,还应考虑以下问题:
        (1)设计结构的水平应规则而平整。
        (2)在布置结构侧壁的过程中,两侧端部的管道应放置承重墙板。
        (3)在布置垂直墙的过程中,可以根据当前的计算结果布置垂直的内墙和外墙。


        (4)建筑结构的竖向横向阻力需要进行必要的设计计算,并在抗震设计过程中加强结构连接,提高其当前强度的完整性。
        (5)预制构件之间的连接过程必须满足相关的抗震要求,应用于结构之间的连接的钢筋的强度和直径必须要高于该位置处间断钢筋的强度和直径[2]。
(三)重视对建筑的整体性规划
        在当前的设计过程中,必须遵循完整性原则 一方面,在设计过程中必须考虑稳定性,透气性和透光性,这些是最基本的要求;另一方面,建筑物的设计成本应降低到尽可能低的范围,降低预算,并尝试尽可能少地投资以获得质量相对较高的优质建筑,此外,对于所使用的预制构件的运输,提出了科学的道路优化计划可以使建筑工作效率最大化。利用装配式建筑体系可以有效提升建筑物的整体质量。
(四)构造节点的设计
        必须加强预制建筑物的节点设计,例如防水性能差的门窗。结构节点的设计应基于项目所在的气候区和地理区域,以满足建筑物的防水需求。例如,预制外墙板的水平缝可以使用高低缝来提高防水性能。在设计中,当预制房屋不考虑抗震要求时,结构的主要荷载为风荷载,当风荷载作用时结构主要处于弹性状态,因此结构节点的设计通常只需要满足受力要求即可。当建筑物必须考虑地震要求时,建筑物结构的主要荷载就是地震荷载,如果地震载荷太大,则结构可能会进入塑性状态。因此,结构节点设计的创建有特殊要求。根据构造缝最终承载力的模型,必须考虑到在塑料制造过程中的局部耐久性,并且必须确保在塑料制造过程中梁的横向稳定性。为了尽可能防止侧向弯曲失稳,弯曲构件的塑性区域的设计应基于两者相邻的粘合点之间的空间,并在侧面支撑点上放置压缩法兰的宽度。在设计和构造接缝时,接缝结构应简单,以利于定位和调整。在设计钢结构接头时,必须注意避免厚钢板的层状破碎。同时,应考虑结构节点的接缝宽度以及地震荷载和风荷载的影响。在设计施工缝时,设计人员应注意不同连接缝的安全性能和受力情况,并根据不同的连接方法采用不同的技术要求。
(四)预制构件的设计与拆分
        预制构件的设计应基于生产单位的技术水平,合理设计尺寸,最大程度地减小尺寸误差,并避免因尺寸不符合标准而引起的质量问题。同时,设计人员还必须根据诸如建筑单元的安装水平之类的因素进行设计。一些单元共享预制组件,主要是为了降低建造成本。从控制项目工程成本的需要出发,一些施工单位分配预制构件进行安静的施工,优化了施工过程,也有利于联合设计的科学性。建筑物在建造和后续使用过程中会受到人为因素,自然因素和特征因素的影响,建筑物的可靠性和安全性也是行业和用户最重要的指标之一。因此,有必要确保建筑结构的安全组装。划分预制构件的目的是进一步了解预制建筑物主要结构的应力,并了解预制构件的承载能力。例如,在组装混凝土结构时,应确定预制和预制场所的范围,结构构件的分离位置,构件之间的分离位置以及后浇筑区域与预制构件之间的关系。在划分结构时,应根据当前情况尽可能减少组件的规格。有必要考虑结构是否合理,了解相邻组件的分离以及合理选择组件中组件的位置。例如,当划分剪力墙结构的样式时,应放置更多的T形剪力墙,以免在拆下剪力墙时发生分裂。对于需要添加法兰的剪力墙,应合理设计法兰的长度,以免边缘件太长。除了考虑结构安全问题外,设计人员还应考虑运输和组件安装问题。有必要综合考虑这些连接的需求,并不断调整预制构件的分离模型,以使设计更加合理。
二、预制装配式建筑发展趋势
        我国预制建筑施工技术的发展始于1960年代,当时,我国掀起了建筑热潮,并努力推动中国的建筑业朝着标准化和工业化方向发展。因此,我们开始开发预制房屋。但是,由于当时我国科学技术的不完善发展以及发生大地震的经验,地震中许多建筑物被摧毁,因此暂时停止了对该技术的研究。当时,几乎没有防水建筑和反序列。由于技术落后,房屋建设质量不高,性能差。逐渐地装配式建筑结构在我国市场上推出。与我国的情况相反,该技术在国外被广泛使用并取得了非凡的成果。
(一)未来主要的建筑方式
        全球化经济的不断发展,各国之间的经济竞争非常激烈,科学技术的成就能够有效提升我国的竞争力,技术是第一生产力。因此,对于建筑业有必要不断改进建筑技术。为了在竞争中保持足够的竞争力,我们必须继续学习并不断提高建筑技能。装配式建筑结构体系有着非常重要的作用,能够有效促进我国建筑行业的发展。现在,装配式建筑适用于许多外国。因此,对于我国必须顺应时代潮流,在建筑业中进一步实现装配式建筑。到20世纪中叶,欧洲许多发达国家已经开始对建筑业进行研究。研究的重点是墙体创新,各种新材料墙体都得到了证明,最终结果都取决于装配式建筑的发展方向。
(二)建筑过程简化
        对于过去的传统类型的建筑物的特定形式,施工过程非常复杂,劳动力在资源分配方面效率低下,并且容易受到客观因素的影响。如果在夏季进行施工,那么炎热和难以忍受的环境将不可避免地给施工人员带来很大的困难,但是如果在冬季进行施工,则可能会受到较大天气的影响。然而对于装配式建筑物,所有部件都是在制造厂中完成,从而最大程度地减轻了施工人员的压力,并进一步解决了北方冬季通常无法进行施工的相关问题。装配式建筑结构体系的抗震性能非常突出,整个建筑物是依靠构件进行连接,在发生地震时不会产生坍塌现象。并且装配式建筑结构体系拥有出色的隔音效果,即使在靠近外界的地方进行嘈杂的工作,内部人员也不会受到太大的影响[3]。
(三)降低能源消耗
        改革开放之后,我国实现了快速实质性的发展,国家可持续发展的重要原则。但是,传统的施工方法不仅消耗大量资源,而且还会影响污染。装配式建筑结构体系与可持续发展的理念是一致的,将大部分污染物转移到工厂,减少了粉尘的不稳定性,减少了空气污染并减少了工业废物的排放。此外,可以在项目内实现协作,并且可以充分利用所有连接中的资源来优化资源分配并减少资源消耗,施工期间产生噪音不会对周围居民的日常生活产生太大影响。
三、结束语
        综上所述,装配式建筑结构体系是一种具有明显优势的建筑技术,可以大大提高整个施工过程的效率,与传统的施工方法相比,这种施工方法更安全,但是,从其发展历史的角度来看,其在我国建筑业中的应用还不长,许多施工环节还不成熟,例如,预制组件与实际安装过程之间的连接仍然存在许多问题,但这并不会掩盖这项技术的优势尽管在现阶段的应用中仍然存在一些问题,但是建筑工人仍然必须采取所有施工步骤。
参考文献
[1]严俊杰.论预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点[J].房地产导刊,2017(12)
[2]黄雷.预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点探究[J].引文版:工程技术,2016:36.
[3]张鑫,隗鸢翀.预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点[J].绿色环保建材,2019,148(06):82.
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