装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析金小艳--中国期刊网

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装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析金小艳

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：金小艳

[导读] 摘要：随着近些年来建筑行业不断发展，建筑工程也在向着规模越来越大，对于建设精度的要求也越来越高的方向发展。

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        摘要：随着近些年来建筑行业不断发展，建筑工程也在向着规模越来越大，对于建设精度的要求也越来越高的方向发展。这也使得建筑工程在建设的过程之中所耗费的能源越来越多，而且很多建筑机构在对现场进行建设时，往往不注意卫生的控制以及其他方面的问题，这也为建筑工地周围的环境带来了非常大的威胁，甚至会影响到居民的日常生活和起居。而装配式建筑非常良好的解决了这一问题，在建设的过程之中会产生比普通建筑建设更少的污染物，而且总体耗费的能源更低。但是目前我国装配式建筑的发展仍旧处于起步阶段，比如在混凝土外墙的结构设计上还存在着一些问题，所以本文针对装配式建筑预制混凝土外墙结构设计之中存在的问题，进行了一定的研究分析。这样可以为装配式建筑的发展做出一定的参考和贡献。
        关键词：装配式；；建筑；混凝土；结构设计
        引言
        装配式墙体在建筑领域的广泛运用，使得相关施工技术开始成为领域研究热点内容。此种墙体的运用，可实现对外墙施工环境污染以及资源浪费问题的有效处理，能够为可持续性发展战略落实与推广提供有利支持，会对建筑领域发展产生积极影响。为更好展开结构设计，设计人员需要明确此种外墙结构优势所在，以便做好结构设计规划，将结构优势充分性发挥出来。
        1装配式建筑概述
        装配式建筑从本质上来说，就是将传统的建筑工程进行一定的模块分割，而后将特定的模块在工厂之中直接生产出来，运送到施工现场直接进行组装，这在一定程度上降低了建筑施工过程之中所带来的污染以及对施工场地的影响。另外由于局部的构建，直接进行模式化的生产，也可以在源头上节约，对于能源的利用。这是当下建筑工程发展的一大趋势。在装配式建筑的建设过程之中，最为主要采取的建筑模式就是内浇外挂体系。具体来说就是建筑的内部采用浇筑的模式进行构建，外部则进行直接的挂件组装。而在这其中非常重要的一个部分就是外部的混凝土外墙。预制的混凝土外墙对建筑整体的质量具有非常重要的影响作用。
        2装配式预制混凝土外墙结构优势
        2.1有利于工程建设效率、质量提升
        在装配式建筑施工的前期，最为主要的工作就是对建筑整体进行设计。设计部门给出的相应设计方案和图纸是后期进行施工最为重要的依据。而且装配式建筑各个零部件之间的连接往往都更为复杂，对于设计图纸的要求也就更高。另外由于装配式建筑仍旧为建筑行业之中的一种，所以相应地设计图纸还要包括其他更多部分的内容，比如建筑整体的防火设计，隔声设计等。但总体来说，通过前期的设计对整个建筑进行结构，而后将局部的构建设计图纸送往到生产厂家进行生产，这整个过程有利于工程建设效率和质量的提升。与传统的建筑工程建设相比，要提升装配式建筑建设的效率和质量，这也建设在前期设计图纸较为完善的前提之下。
        2.2有利于节能降耗目标落实
        传统的建筑工程在进行建设的过程之中，建设现场往往会产生大量的粉尘，会对周围的环境造成严重的污染，有的时候还会影响到周围居民的人身健康。所以装配式建筑在建设的过程之中，可以较为良好的解决这一问题，比如装配式建筑由于是在工厂之中进行局部构建的生产，所以可以使用更为多元化的原料，降低能源的利用和消耗。另外由于在施工现场，往往只需要对相应零部件进行整装与传统的建筑建设不同，所以产生的污染也较低。不过未来在装配式建筑建设的技术提升上还需要不断进行改进，比如对相应原料的使用相应技术的更新等，要不断向着节能降耗的目标进行落实。

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        3装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析
        3.1细节设计
        实施建筑物理要求与环境影响因素分析，做好建筑物理要求与建筑学要求研究，保证固定件连接以及节点连接等设计规划合理性，保证室内温湿度以及太阳照晒等内外部影响因素的影响程度可以被控制在最低，强化外墙板保温、防风防雨以及防潮功能水平。设计人员需要加大对防潮隔热功能设计的重视程度，应做好防潮隔热层设计，并要对有特殊物理要求的建筑，展开针对性功能设置，以便保证材料使用质量。在满足物理要求后，需要做好窗外框设计，应按照建筑平面，设置窗框尺寸以及板材。设计人员需要通过对BIM等技术的合理运用，完成设计参数试验与推算，以便保证建筑实用性与外观美观程度。在此设计过程中，需要做好接缝、斜面以及凸出部位等设计分析，需要将主体结构和外墙有机连接在一起，避免出现设计与实际情况不符状况，导致实际施工受到影响。
        3.2预制混凝土外墙的材质设计
        通过预制混凝土外墙的材质处理外观的方法非常多，但主要可以将其分为两种，一种是直接采用预制混凝土板来呈现混凝土独有的特点，另一种是直接涂刷颜料或与其他材料结合。第一种方法主要就是把混凝土材料自身的颜色以及生产模具所留下的纹路当做立面外观，可以为人们带来最为淳朴的自然感受。因为混凝土这种材料自身就具备一定的表现力，所以在处理混凝土的材料时所使用的手法有所不同时，最终所呈现在人们眼前的立面效果也会有所不同。例如：在北京市某区中一装配式建筑，所采用的就是预制混凝土的外墙挂板，呈现出来的外形主要是由横向与竖向的窗间板与立柱所形成，完全呈现出混凝土这种材料独有的特点。第二种方法主要就是在生产预制混凝土外墙时，在其表面上粘贴石材与瓷砖等装饰材料，或者是在预制混凝土板上涂抹彩色的颜料，也可以在制作混凝土板时填入颜料变成彩色混凝土板，这些都可以呈现出较为充实的立面效果。
        3.3规格设计
        按照实际功能，干式连接外墙主要分为装饰板以及维护板两种，其中维护板又可细分为整间板、横条板以及竖条板三种体系，在实施体系设计时，需要按照外墙规格，有针对性展开设计要求分析，进而完成相应设计任务。在具体展开规格设计时，需要做好以下几点设计：如果立面设计以横向方式为主，需要通过对横条板的运用，完成楼层墙板划分；如果以竖向方式为主，则要运用竖条板展开开间楼层墙板预制件设计；需要做好窗洞和墙板关联区分，可通过在外墙板中预留窗洞的方式，将整间板作为开间标准外墙板，对其展开使用；如果窗洞和外墙板保持分开状态，需要运用竖向或横向窗台板，展开标准外墙板设计。
        3.4预制混凝土外墙的组合设计
        通常在设计预制混凝土外墙的组合方法时，都会选择同一性或是复合性这两种重复方法。同一性主要是由标准的外墙挂件所组成较为简洁的立面效果，通过标准外墙板的材质与色彩，根据叠加或是错动的形式所组成各不相同的外形，这种组成方法较为简单，但却存在一定的限制性。而复合性则是由几个材质、尺寸各不相同的标准外墙挂件，通过有所规律或是无规律的组成，所形成的立面外形。
        结束语
        综上所述，如今我国在装配式建筑中设计预制混凝土的外墙结构时，会因为目前的施工工艺与施工设备等因素有所限制，而且PC挂板在耐久、防水与保温等多方面问题也是解决难点。由于我国在建筑方面的发展一直处于不断加速的状态，而在发展的过程中具体应该怎样处理装配式建筑中，预制混凝土外墙在限制性、灵活性、多样化、标准化之间所产生的矛盾，就会成为建筑行业在发展过程中需要共同处理与讨论的重点。
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