装配式住宅结构设计与施工研究

发表时间:2020/8/10   来源:《建筑实践》2020年第8期   作者:郝朝东
[导读] 装配式住宅形式在应用过程中,比传统现浇模式更具经济效益,
        摘要:装配式住宅形式在应用过程中,比传统现浇模式更具经济效益,但装配式结构构件设计难度较高,连接节点也较复杂,初期投资大。项目在建筑方案阶段时,设计师需要深入了解装配式结构拆分要点和施工安装工艺,做到统筹装配率和构件复用率,以强化项目的标准化程度。
        关键词:装配式住宅;结构设计;施工技术
        引言
        住宅工业化的建造方式具有环保节能、构件质量好、生产效率高、劳动力需求小等优势。装配式住宅形式较传统现浇模式的建筑在经济和结构上也有着明显的效益。但装配式结构构件设计难度大、连接节点复杂、整体性差、施工安装要求高、初期投资大。所以深入了解与分析装配式预制构件的设计拆分要点和施工安装工艺,统筹装配率、构件复用率,提高项目标准化程度尤为重要。
        1装配式住宅概念
        装配式住宅是指结构系统、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住宅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;3)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。装配式住宅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。
        2装配式住宅结构设计策略
        2.1构件拆分设计
        预制构件设计期间要参考生产单位生产工艺水平,确立最为合理的尺寸,最大限度减少建筑结构间的误差,努力避免因尺寸问题而造成的质量问题。同时,设计人员还要关注施工单位吊装工作水平,合理选择吊运方式、位置等细节。部分单位将构建进行拆分主要是为了降低工程建设成本和优化施工流程,利于对各个现场施工节点进行把控。另外,还要关注装配式住宅结构的安全性,确保建筑施工过程中具备良好的可靠性、安全性。而且,设计人员要考虑结构安全性及构件运输、安装等方面的问题,综合多种环节的需求,不断调整预制构件拆分设计,才可以使设计更为合理。对于预制构件的拆分需要以把握装配式住宅主体结构受力情况为前提,在掌握现浇与预制范围时,明确构件拆分位置,明确后浇区与预制构件间的关联。结构拆分时还要根据实际情况减少构件类型,确保建筑结构总体的合理性,必须掌握相邻构件拆分情况,合理选择构件接缝位置。例如:剪力墙结构拆分装配设计时,要尽量选择T型剪力墙,避免拆解得较为分散;对于需要增加翼缘的剪力墙,要保证翼缘长度设计合理,减少边缘构件浇筑长度影响现场施工。
        2.2框架结构设计
        装配式住宅框架结构应用非常广泛,特别是各类高层装配式住宅当中应用更多。因此,必须重视装配式住宅框架结构设计工作。在开展框架结构设计时,要注意“刚柔并济”,避免出现结构太柔容易变形或结构太刚容易局部受损的情况。设计时注意分清框架结构主次,分清不同构建部分的重要性及作用,确保重要构件的稳定性和可靠性。

若装配式住宅结构布局存在问题,需要根据实际情况对布局进行调整,同时关注框架体系结构的调整情况;若建筑所在区域的地下水位偏高,应注意在混凝土材料中添加一定比例的膨胀剂,若建筑框架结构体系长度无法满足伸缩缝间距标准时,需要提升配筋率或调节保温措施,若装配式住宅梁截面过大,设计过程中应注意对配筋率、变形情况进行分析、计算,必要情况下要采取有效的补强措施。对于入口位置的女儿墙需要考虑增加构造柱,做好加密处理措施。
        2.3剪力墙结构设计
        剪力墙是装配式住宅中主要承受风荷载、地震荷载的结构,具有防止结构剪切破坏的重要作用。剪力墙结构设计也是装配式住宅结构的设计要点,设计时需要把握以下几点:全面考虑空间与结构问题,对于装配式住宅而言,其剪力墙施工方式为对称样式;避免单方向的剪力墙设置,在地震概率较高的区域,需要根据装配式住宅的抗震性能确定剪力墙最有效的厚度;在设计纵墙时,应结合实际计算结果进行布置;注重剪力墙边缘构造设计,可在剪力墙边缘配置端柱,进而提高该部位的抗震能力,同时也要根据该部位实际受力情况加强端部与洞口两侧。
        3装配式住宅施工技术
        3.1预制窗体施工技术
        预制窗体施工技术属于非常重要的一项施工技术,有着非常重大的作用,因此,在此施工过程中,可以将螺栓吊耳的相似利用起来,有效连接窗体上预留的螺栓,连接的时候,找到聚合力的位置,全面连接窗体构件。但是在连接的时候,应当将窗体的方向对准调整方向,让窗体的螺栓准确地插入墙板连接的孔内,将预制装配式住宅施工质量提升,将此施工技术的优势全面展现出来。
        3.2预制叠合板安装施工技术
        预制叠合板安装施工技术属于常用的技术,在安装过程中,严格控制预制叠合板与作业层之间的距离,控制在30厘米以上,按照相应的施工要求,将叠合板的安装方向得以明确,根据实际情况,调整叠合板的安装方向,以免出现偏差。在施工过程中,为了避免叠合板受到破坏,为了避免材料浪费,必须要加强保护叠合板,确保它的安装质量。其次,一定要选择出合理的预制吊板安装施工方式,将吊装紧密度得以保证,在安装叠合板过程中,将临时支架设置起来,设置在叠合板底部位置,稳固叠合板,完成吊装施工工作之后,可以把临时支架拆除。最后,安装双层结构,考虑工程施工的实际情况,设置出双层支架,安装上一层叠合楼板结构之后,在施工混凝土浇筑,检测混凝土,让混凝土的强度达到75%左右,才能够将下一层的支架拆除,从而保证施工质量。
        3.3预制内剪力墙施工技术
        在应用预制装配式住宅施工技术过程中,将螺栓连接的形式利用起来,精密连接预制构件,在施工的时候,将相应的水泥灌入进去,固定螺栓,有效地连接建筑工程的剪力墙和建筑工程的各个结构,形成良好的整体。另外,在应用预制装配式住宅施工技术的过程中,放置剪力墙,连接螺栓时,应该放在整体结构的中心,从而顺利展开后续施工项目,不会影响剪力墙的稳定性,不会影响剪力墙的坚硬度,同时,在此施工过程中,可以有效地控制成本,对环境造成的污染也比较小。
        结语
        综上所述,装配式住宅结构设计和施工中,相关技术人员需要结合实际施工情况以及各种因素,确保设计工作的科学性和合理性。同时,技术人员也要提升对管线预埋、混凝土构件吊装施工等重视程度,强化技术交底工作水准。
        参考文献
        [1]吴繁超.预制装配式建筑结构体系研究与应用[J].绿色环保建材,2018(11):171-172.
        [2]齐晓文.预制装配式建筑施工技术的研究与运用[J].居舍,2018(32):58.
        [3]杨年喜.论述预制装配式建筑施工技术的研究与应用[J].绿色科技,2018(18):169-170.
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