摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,装配式建筑是现代工程领域的重要应用形式,其具备效率高、质量好等多重优点。但装配式建筑对于结构设计的要求较高,必须全面掌握技术要点,形成与实际需求相适应的方案,这也是工程中的施工难点。基于此,文章结合具体工程实例,明确装配式建筑结构设计流程,针对其设计要点进行分析,涉及预制构件的连接、构造及防水等方面内容,并对构件特点及优劣势进行总结,旨在为类似工程提供参考。
关键词:装配式建筑;结构设计;预制构件;设计要点
引言
建筑工程施工技术逐步趋于多样化,在传统混凝土浇筑技术的基础上融入了多种新型技术形式,预制构件作为重要方式,能够有效优化建筑结构,提高空间利用率。以预制构件为基础所形成的装配式建筑形式引领了建筑行业的发展方向,可兼顾安全、质量和效益等多重要求。装配式建筑的顺利施工建立在科学设计方案的基础上,下面针对相关设计工作展开探讨。
1装配式建筑概述
装配式建筑是在构件预制厂将梁、板、柱、墙等结构构件预先生产,统一转运至施工现场经焊接、螺栓、浇筑等施工将这些预制构件连接在一起形成一个整体性的建筑。我国在20世纪50~80年代开始发展装配式建筑,其所具备的各类优势促使其成为未来建筑行业的重要趋势。当前,节能环保标准及人力资源成本的增加,推动了预制装配式住宅在我国的推广,装配式建筑研究、应用不断增加,在建筑结构设计方面已与初期存在较多差异。但由于装配式建筑产业体系不够完善,其应用受到一定阻碍,各地设计人员的装配式建筑设计经验欠缺,装配式建筑结构设计人员与生产厂家未能有效对接等问题,阻碍了装配式建筑的应用。因此,设计人员必须充分掌握装配式建筑结构设计要点,并加强各方沟通,结合我国经济、社会发展需求形成能够适应当前状况的建筑结构设计标准及经验,为我国装配式建筑推广应用奠定良好基础。
2装配式建筑结构体系设计要点
2.1管控整个设计流程
传统的民用建筑设计以功能为导向,特别是在民用生活空间,力求实现基本功能和空间环境的目前。装配建设项目不仅需要依靠实施操作,还需要注意设计的生产和装配施工。由于组件工厂的制造、运输和装配要求,装配式建筑必须将结构扩展到整个过程。在设计的早期阶段,应考虑组件分割的要求和精细的设计。当前装配施工成本高,原因也是由于各个方面,但主要原因还是因为参与设计规划过程的公司管理不到位,导致设计、施工等环节出现漏洞,也导致了分体系统的组件和设计的节点结构增加了大量难度,使方案组件变得复杂化。在设计上,要保证设计详细图纸能够与设计单位、预制厂家、施工单位保持密切沟通、配合工作,以此来确保参与规划的单位能够顺畅沟通,协调问题能够及时、合理地解决。
2.2预制构件的防水设计
建筑在建成使用时会不可避免地受到太阳照射、雨雪侵蚀、生活用水等多种因素的影响,不同程度地威胁建筑质量,因此在施工时应确保所使用的混凝土不仅具备较强的防水性,还应当具有稳定、耐久性。装配式建筑与外界环境接触最多的部位是预制楼板和外墙,这就说明与两者相邻构件的有效连接是整个建筑进行防水的重点工作。本工程所采用的预制三明治外墙板进行防水设计时为封闭型的类型,通过三道措施进行有效的防水密封。三明治外墙板第一道内侧防护以灌注砂浆的方式进行全面封堵;第二道防护是减压空间,并通过防水橡胶条对表面进行有效的压紧处理;最外侧的防护则是通过高弹力聚氨酯耐候密封胶及泡沫棒进行密封,从而实现有效的防水保护。
2.3预制构件连接设计
竖向与水平接缝处设置有适量钢筋,需达到有效连接状态,此处为套筒灌浆连接的方式,所得接头应与施工要求相符。
从预制剪力墙的整体结构来看,钢筋接头套筒处需要设置足够厚度的混凝土,以达到有效保护钢筋的效果,该处厚度至少为20mm,且各套筒间距至少达25mm。施工中,预制板、预制梁之间会形成叠合区域,该处需设置为粗糙面的形式。预制梁端面施工中,应形成键槽并带有粗糙面。相较于结合面,形成的粗糙面应达到总面积的80%。在展开预制板粗糙面的设置时,需确保凹凸深度至少达4mm,而关于预制梁端及墙端的粗糙面,该处产生的凹凸深度至少达6mm。需注意的是,预制构件连接处应具有足够的稳定性,该处座浆材料强度要得到保障,即至少达到连接构件混凝土强度等级。
2.4结合施工条件的改良结构初次设计
对结构进行初步设计是为了各结构的定性做准备,有了定性的结构,各项后期需用的原料便可以对应加以考虑,按照材料的关键程度和其经济性方面的因素,去考虑本地材料与外地材料哪种更适宜此项工程。这里便应该将二者的优缺点进行认真核查,按照对比结果,去定夺采购方案。此方面更是对设计师设计能力的考察,如果设计师对本地的动工条件不太了解和各项环节不能有效融合,设计方案超出施工能力范畴,会给后续动工开展造成极大的困扰;另外也会带来资源方面的浪费。结构初步设计作为最开始和起到主要用处的部分,初步设计好了,后续的动工材料、动工问题点就得以有效开展,工期也不会轻易受到各方面的制约,使得延期的现象不再出现。
2.5框架结构设计
装配式建筑框架结构应用非常广泛,特别是各类高层装配式建筑当中应用更多。因此,必须重视装配式建筑框架结构设计工作。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。若装配式建筑结构布局存在问题,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,若装配式建筑梁截面过大,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。
2.6构造节点设计
装配式建筑防水性能较差的构造节点要重点关注,做好构造节点设计。在设计前充分掌握建筑所在区域的气候、地理等条件,确保各个构造节点满足区域使用要求。还要掌握建筑所在区域的水文地质条件,做好装配式建筑的一般设计,重点考虑风荷载的作用。一般情况下,建筑在风荷载作用下,建筑结构会处于弹性状态,各个构造节点设计需满足内力标准动作要求。
结语
装配式建筑技术在现代建筑工程领域取得广泛应用,相比于传统现浇建筑施工模式,其在结构稳定性、施工安全性、经济效益性等方面都具有更良好的表现。但装配式建筑结构依然有较大的进步空间,鉴于设计工作中的不足之处,设计者需要正视问题,积极探索可行的解决方法,结合经验和理论,提高装配式建筑结构的设计水平,为正式施工提供正确的引导,助力于装配式建筑事业的发展。
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.
[4]匡德学,张超,徐靖.浅谈装配式建筑的结构优化设计[J].中国房地产业,2018,(18):78.
[5]方宁.浅谈装配式建筑的结构设计优化[J].中国房地产业,2018,(9):77.