摘要 装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑。当前,随着城市化进程的不断推进以及城乡一体化建设的快速发展,工民建发展极为迅速,为改善乡镇居民的居住环境奠定了基础。装配式结构以受力构件的装配;连接而形成混凝土结构,对我国建筑行业的发展具有重要的意义,更有效地提高了现代化建筑的施工效率同时降低了施工能耗,属于绿色环保建筑,对推动城乡绿色建筑发展有积极的促进作用,具有节能、节地、节材、节水和环保的特征。因此,装配式结构在建筑行业具有广阔的应用前景。
关键词:装配式结构;工民建;建筑设计;应用
引言
《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号)总体要求大力发展装配式建筑,坚持标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理,提高技术水平和工程质量,促进建筑产业转型升级。发展装配式建筑是推进新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源,减少施工污染,提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化融合。
1、建筑设计基本原则
建筑设计基本原则主要涉及到以下方面具体内容:设计模数化是建筑工业化的基础,通过建筑模数的控制可以实现建筑、构件、部品之间的统一,从模数化协调到模块化组合,进而使装配式建筑迈向标准化设计。在建筑设计中,要遵循预制构件“少规格、多组合”的设计原则,最基本的就是统一建筑的开间、进深尺度,形成标准的空间单元,从而减少构件种类。各专业在前期方案阶段就应介入,确定好装配式建筑的技术路线,依据标准化原则进行方案设计及创作。
2、装配式结构在工民建建筑设计中的应用
2.1 装配式结构概念
装配式结构是装配式混凝土结构的简称,是以预制构件为主要受力构件经装配连接而成的混凝土结构。装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一,它有利于我国建筑工业化的发展,提高生产效率节约能源,发展绿色环保建筑,并且有利于提高和保证建筑工程质量。与现浇施工工法相比,装配式PC结构有利于绿色施工,因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求,降低对环境的负面影响,包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源,遵循可持续发展的原则。
2.2 精密的工业化制造
装配式建筑是采用工厂化生产的构件、配件、部品,采用机械化、信息化装配式技术组装的建筑整体,其工厂化生产构配件精度能达到毫米级,现场组装精度要求也较高,从而满足各种产品组件的安装精度要求。总体来说,建筑工业化要求全面“精密建造”,要全面实现精细化设计、产品化加工和精密化装配。
新型装配式建筑是设计、生产、施工、装修和管理“五位一体”的系统化和集成化建筑,不是“传统生产方式+装配化”建筑。新型建筑工业化应具备五大特点:“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理”.
2.3 在工民建建筑设计中的应用
装配式结构在工民建建筑设计中的应用主要体现在细部构造设计方面,包括接缝、防水、防渗透设计等,尤其是上下相邻墙板拼接、空腔构造设计、上下侧接缝设计等内容。
(1).装配式结构在工民建建筑相关平面设计中的应用。在进行建筑设计过程中平面设计至关重要,包括建筑相关平面尺寸、预制构件规格、结构受力因素等,对具体的位置要求、门窗等环节进行合理设计,一般在平面设计中门窗设计采用成列分布或者上下对齐分布的方式,为提升建筑的整体美观性和降低施工成本有积极的意义。
(2).装配式结构在工民建建筑相关节点中的应用。节点设计的合理程度对装配式结构的受力状况和质量影响较大,一般涉及外墙几何尺寸、门窗安装等内容。对于装配式结构的工民建建筑中门窗设计而言,可采用无门窗副框安装方式,能够有效地提高预制板墙与门窗的连接性能,能有效防止外窗和外墙洞口的接缝渗漏有较好的效果。此外,装配式结构中节点设计需做好防水、防渗漏处理,能够显著地提升外墙节点的密实度。
(3).装配式结构在工民建建筑外墙立面设计中的应用。装配式结构在工民建建筑外墙立面中的设计就是将居住单元的立面进行标准化设计的过程,通过不同元素的拆分、组合,生产出各种标准化构件进行安装施工。
在立面设计中应注意以下几方面内容:
①.必须确保建筑立面的功能性,由于设计中建筑内部功能可对立面效果、建筑造型等造成一定的影响,因此一般采用平面组合的方式进行设计;
②.可以满足立面多样化设计目的,如立面可以拆分为预制外墙、预制阳台等,同时根据不同构件组合形式可以丰富立面的造型。此外,在立面设计中,涂料、面砖、石材等易选择环保型的材料。
2.4装配式结构结合BIM技术在建筑设计中的应用
首先是图纸设计阶段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。其次是施工组织阶段。建筑工程的施工需要许多人力资源的参与,尤其是一些大型建设工程项目,在实际施工过程中,需要做好施工组织工作。在实际应用过程中,需要做好设计方案内容的落实工作,同时制定合理的施工管理计划,其内容包括施工各环节劳动力应用数量、不同岗位人员需求情况、施工人员操作能力要求等。BIM技术在该过程中,主要负责数据信息采集工作,将整个施工活动进行精细化管理,同时还会借助BIM技术应用优势,搭建施工材料综合管理体系,明确施工材料采购的先后顺序和具体采集量,从而提高系统推进的有序性,提升工程项目的施工质量。
2.5 叠合板施工技术在工民建建筑中的运用
叠合板是关键环节,钢筋桁架结构是目前国内最为流行的预制底板,叠合板可根据预制板接缝构造、支座构造、长度比单向板设计。在预制板内设置钢筋桁架,可增加预制板的整体刚度和水平界面抗剪性能。PK叠合板是一种新型装整体式预应力混凝土楼板,它可以以倒“T”形预应力混泥土预制带肋薄板为底板,肋上预留椭圆形孔,孔内穿置向非预应力受力钢筋,然后浇筑混合层混凝土从而形成整体双向受力楼板。单向板双向板可根据不同的需求针对性设计。肋板的存在,增大了混凝土的接触面,板肋预留孔洞内后浇筑混凝土与横向穿孔钢筋形成的抗剪销栓,能保证叠合层混凝土与预制带肋底板形成整体协调受力并共同承载,加强了叠合面的抗剪能力。SP预应力空心楼板是采用高强度、低松弛预应力钢绞线及干硬性混凝土冲捣挤压成型的大跨度、高承载力、高平整度、抗震、防火、保温、隔音性能具佳的预应力空心板。在工业及民用建筑中具有广泛的应用前景。
叠合板运输过程中叠加技术标准要求低于6层,这样,才能确保运输安全距离,实际运输过程中,各个叠合板之间往往需要加装一个方木,保证垫木效果。叠合板面积大、主体薄,运输时容易出现损坏,那么,就需要严格控制好运输环节,运输的时候特别注意,合理设计好路径,保证快速运输,为了保证运输可靠性,需要提前做好路线的侦察,对周边情况了解,因为道路宽度和转弯半径均会对运输造成影响,对于特殊路线,需要进行特殊处理,确保运输顺利安全。叠合板吊装的时候,要严格设计,不能速度过快,导致板材变形,可以做好水平吊运,避免发生磕碰,损坏叠合板的性能。到达指定位置后需要确保垂直下落,根据安排好的位置做好堆放。要对进入现场的板材进行验收,这是一个关键的环节,分三步进行,一是厂家验收,对叠合板制作模具和材料验收,确保生产的板材质量与规格符合建设要求。第二步是现场验收,也就是说叠合板进入施工场地后的验收,对构件必须要有出厂证明与许可,确保尺寸和外观符合施工用途。第三步是工程验收,工程结束后,要对所有的部件进行验收,确保施工质量,保证正确操作。
结语
综上,随着我国经济水平的快速发展以及城乡一体化建设的不断推进,促进了我国建筑行业的快速发展,尤其是装配式结构建筑的广泛应用,不仅提高了建筑施工效率,而且减缓了施工过程中对环境的污染程度。因此,发展装配式建筑具有长远的意义。工民建建筑是发展城乡经济的基础,也是改善乡镇居民居住环境的前提,将装配式结构应用于工民建建筑设计中,为推动乡镇发展奠定了基础。此外,装配式结构在管线设计、结构设计和建筑设计中具有良好的优化设计空间,对提升装配式建筑结构的品质具有积极意义。
参考文献
[1]崔文彬.《装配式建筑与传统建筑的比较分析》,工程技术(引文版):0028.
[2]王爽,王春艳.《装配式建筑与传统现浇建筑造价对比浅析》,建筑与预算,2014.
[3]吕嫣,周文宁,孟泽江.《浅谈装配式模块化住宅在建筑设计方面的研究和应用》,建筑知识,2015.
[4]焦柯,陈剑佳,杨新等.《基于BIM的装配式高层住宅设计关键技术研究》,土木建筑工程信息技术,2018,10(1):27-36.
[5]方伟国.《装配式建筑工程施工质量控制研究-以万科某装配式高层住宅为示例》,赤峰学院学报(自然科学版),2017,33