预制装配式建筑结构设计及其施工的探析

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年20期   作者:林家成
[导读] 预制装配式建筑是指用预制构件在工地装配而成的建筑
        林家成
        泰安华盛建筑安装工程有限公司  山东泰安 271000
        摘要:预制装配式建筑是指用预制构件在工地装配而成的建筑,这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量等。基于此,本文阐述了预制装配式建筑的主要特点,对预制装配式建筑结构设计与施工要点进行了探讨分析。

        关键词:预制装配式建筑;特点;结构设计;施工要点

        预制装配式建筑结构的合理设计,对于保障其安全使用非常重要。并且随着科技的进步发展,使得预制装配式建筑工程施工技术得到广泛应用,其可以有效提高现场施工效率、控制施工成本以及提高施工质量。
        
        1.预制装配式建筑的主要特点
        1.1节约资源。装配式建筑主要运用预制外墙板材料,使外墙模板用量充分减少,据不完全统计发现,与传统建筑施工相比,装配式建筑钢材用量减少约20%~30%,木材节约了40%,而金属焊接工作量则减少至70%,同时使施工废弃物产生率降低。
        1.2工期短。由于在装配式建筑预制外墙板施工中对木砖进行了预留,待结构封顶后便可实施外围封闭,因此从施工时间上来比较,节约了大量时间。另外施工人员在室内室内砌筑与装饰层施工中采用了预制飘窗与预制外墙来完成装饰层与保温层,与传统建筑工程相比缩短了大量时间。
        1.3降低工程造价。我国在预制装配式建筑施工中通常会采取集中生产模式,利用流水生产方式来进行,并在工作台上完成拼接工作,通过这一手段使生产效率大大提高,并减少原材料消耗量,从而降低工程造价。
        
        2.预制装配式建筑结构设计的分析
        2.1严格预制装配式建筑结构的合理选择。随着城市建设节能减排、可持续发展等环保政策的不断推进,促进了预制装配式建筑的快速发展。根据预制装配式建筑结构的发展现状,可以将其分为一般结构体系和特殊结构体系两种类型,其中一般结构体系在建筑施工的过程中应用的范围最广,在结构类型方面和现行的现浇混凝土结构建筑是非常相似的,一般都是采用混合体系,框架结构、剪力墙结构等,而特殊结构体系在我国使用的范围相对比较少,在我国国内应用特殊结构体系来进行建筑工程建设的一般都是单一工业厂房、特殊行业。
    2.2预制装配式框架结构体系设计。由于预制装配式框架结构构件重量比较轻,运输难度较小,常可应用于大型的预制结构中。预制装配式框架结构体系是高层建筑结构中一种常用的结构形式,无论在国外还是在国内,都已应用于高层建筑工程中,这种结构中叠合梁及其它结构构件都在工厂中制作完成,节点处理、梁端键槽等节点一般在构件运输到施工现场后,在现场施工。在框架结构构件的装配过程中,当选择一个预制或现浇混凝土的方案时必须要结合项目的实际情况来进行选择。关于受力机理,在从结构的角度来分析,需要注意以下内容:
        2.2.1预制混凝土框架柱、混凝土板、预制梁等结构构件的混凝土强度,都需要保持在C30以上。
        2.2.2必须要保证结构面的一致,此外还需要保证纵向和横向梁柱中心线对齐,以保持对同一垂直面状态的调整。
        2.2.3进行梁柱节点的设计时,现浇的部分可以按符合刚性连接的要求。
        2.2.4预制梁柱节点区焊接施工过程中,必须保证焊接质量。
        2.2.5在设计、生产过程中,需要注意各种结构的预埋件设计合理、加工准确。
        2.3预制装配式剪力墙结构体系设计。结构构件的主要组成部分为板结构、剪力墙结构和梁结构,此外,它还可以由预制的混凝土构件组成,如层合板、预制墙板和叠层梁等。在预制装配式剪力墙结构设计中,须根据实际情况选择是采用半预制还是采用全预制剪力墙结构。

为了保证结构质量,设计过程中还需要考虑以下几点:
        2.3.1在横墙结构设计时,可根据情况,可采用预制的承重墙板结构或轻墙面板,两端山墙满足预制承重墙体,以满足侧向力计算结果和结构构件自身承重需求。
        2.3.2在对竖向抗侧力设计时,对于不同部位的结构构件要保证主要竖向承重钢筋注浆锚杆和现浇接头连在一起。
        2.3.3结构平面布置应力求简单规则,尽量采用和两个方向的动态特性接近且保持一致的形式。
        2.3.4在结构连接设计时,要确保机械完整性和连续性,保证预制件之间的可靠连接,同时满足结构抗震性能要求。
        2.3.5应尽量选用高强度钢材,在设计过程中考虑场地的条件,符合相关要求,预制施工钢筋应做好变形阶段的应力校核。
        3.预制装配式建筑结构的施工要点
        3.1预制构件施工。预制装配式建筑施工中,预制窗施工是一个关键环节,施工预制窗体,一般选择螺栓连接,连接窗体预留螺母,连接施工过程中对窗体方向适当调整,确保螺栓能够准确插入连接孔,提高预制窗连接质量和可靠性。预制构件吊装是预制装配式建筑现场装配施工主要过程,有干湿两种不同的吊装工序。其中实施墙板吊装是指楼板灌浆之前开始吊装墙板,墙板上部预留锚筋插入叠合现浇混凝土层中,浇筑楼板时,使用现浇混凝土将墙板上部和结构体连接成为整体。下部使用铁件连接,还预留了一定滑动空间,为建筑提供一定柔性。干式系统则在建筑主体结构施工结束之后吊装墙板,墙板叠合层没有连接预留锚筋,墙板上下部使用4个承重、调整的铁件连接。
    3.2预制叠合板安装施工。预制叠合板安装是预制装配式建筑施工中广泛应用的常用技术,安装预制叠合板,要注意控制预制叠合板和作业层之间的距离,根据施工要求实际情况,选择合适的叠放版方向,施工中叠合板安装方向还要适当调整,保证施工精度。安装预制吊板时,为防止损坏叠合板或者造成材料浪费。叠合板的安装施工方式也要合理选择,推荐选择模块化吊装方式,安装过程中,叠合板底部要设置稳固的临时支架,保证叠合板稳定性,吊装施工结束之后,要及时将临时支架拆除,避免影响后续施工步骤。安装双层结构时,需要综合考虑工程实际情况,双层支架,上一层叠合板结构安装施工结束之后,及时开始现场混凝土浇筑施工,妥善养护,定期检测混凝土强度,上升到设计强度的75%以上之后,拆除下层支架。
        3.3预制窗体施工。在预制装配式建筑工程中,预制窗体属于预制装配式建筑施工技术当中的关键环节,并且为了提升建筑施工质量,需要对此予以密切关注。此外,在窗体预制以及施工过程中,需要将螺母预留在窗体之中,以保证窗体与墙体连接的可靠性。此外,窗体与作业面需要保持合适距离,并且在连接窗体构件过程中,为了保证墙板连接孔可以和窗体螺栓准确对应,需要根据施工现场情况来对窗体方向予以及时调整,以此来保证预制装配式建筑的施工质量满足设计要求。
        3.4预制内剪力墙施工。预制装配式建筑施工过程中,为了进一步提高施工质量,提升建筑的抗震性能,要求预制构件之间要求紧密有效可靠的连接。预制装配式建筑工程施工过程中,可以使用螺栓连接的方式将预制构件可靠连接起来,同时也有助于控制预制构件之间的连接精度。另外,安装预制构件时要处理好下层板预留插筋问题,之后再将内墙预制预留板螺旋孔深入。安装预制构件时,首先要在螺栓孔中安装水泥浆液,之后使用螺旋固定连接,形成剪力墙和其他构件之间的可靠连接,另外,预制构件施工时,整体结构中心位置剪力墙需要设置连接螺栓,方便后续施工,保证剪力墙结构强度和可靠性。
        
        结束语
        综上所述,预制装配式建筑结构不仅能够提高建筑业的发展水平,同时还能够进一步提高建筑行业的使用性能,让人们对建筑的需求得到更好满足,因此对预制装配式建筑结构设计及其施工进行分析具有重要意义。
        参考文献
        [1]王有官.浅析装配式建筑的优缺点[J].山西建筑,2018(16)
        [2]张渊.预制装配式建筑结构体系改革设计与发展[J].北方建筑,2018(01)
[3]杨赪.某预制装配式住宅设计及施工技术[J].施工技术,2017(03)
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