装 配式建筑结构设计优化路径研究

发表时间:2020/12/14   来源:《建筑实践》2020年25期   作者:刘瑞浩 刘瑞特 肖莹莹 刘双
[导读] 随着建筑工业化的发展,我国在借鉴和总结国内外经验的基础上大力发展住宅产
        刘瑞浩 刘瑞特 肖莹莹 刘双
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        摘要:随着建筑工业化的发展,我国在借鉴和总结国内外经验的基础上大力发展住宅产业,大中城市大力推广装配式结构建筑,装配式结构的应用大大提高了建筑设计的建筑效率,并且保障了施工质量。本文对装配式建筑结构设计关键点进行讨论。
        关键词:装配式建筑结构;结构设计;路径
        引言
        对于建筑物质量,预制装配式建筑物的结构设计的很重要。特别是随着建筑业的快速发展,对质量和实用性的要求可以说越来越严格。预制装配式建筑物的结构设计增强了工程施工的安全性,同时提高了建筑项目质量,在一定程度上实现了节约能源和充分执行减排的技术要求。因此预制装配式建筑物的结构设计对关键技术要求非常严格。当前装配式结构建筑必须突破传统概念的局限性,迎接新时代到来的发展挑战,专注于关键的施工技术的提升,以达到提高建筑质量的目标。
        1装配式建筑结构设计思路
        在采用装配式结构进行设计的过程中,首先要明确设计思路,因为装配式建筑的结构构件具有独立性,合理的设计可以减少异形构件,从而保障装配式建筑整体结构的质量,同时也能降低建设成本。在设计的过程中,应该从尺寸、配筋等多个方面着手考虑,同时还要做好节点锚固、构配件拆分等工作。如果采用程序化的设计方式,会导致建筑外形过于单一,梁、板、柱等内部结构尺寸保守单一,不利于房间利用率的提升。所以,可以利用BIM技术来优化设计,从项目规划、概算、预算、物业等多个环节入手,实现全生命周期智能动态控制和管理。在BIM技术应用的过程中,可以采用revit+国内插件进行建筑的创建和设计。在结构设计的过程中,可以采用PKPM计算配筋量,同时也可以对层侧移刚度进行计算。以BIM技术为基础,进行装配式建筑结构设计,可以使设计思路更加清晰、合理。
        2装配式建筑结构设计优化路径
        2.1叠合板与墙体设计
        预制装配式结构设计是装配结构设计中的核心工作。在预制装配式结构设计的过程中,设计人员应当保证结构节点的稳定性与安全性,使预制装配式结构能够有效地连接各处区域,保障建筑的质量。这就要求相关设计人员对于预制结构设计进行科学论证,同时根据现场实际情况细化设计方案。设计师应当善于利用多种装配式施工技术,保障良好的施工效果,达到缩短工期节约物资的目的。在设计过程中受力构件是设计的重点内容,在叠合板进行设计的过程中,应当满足一定的设计要求,设计要求叠合板的厚度不得小于60mm,并且在采用150板时,应当采用PC层与RC层组合的形式进行设计,确保叠合板的质量。当叠合板跨度高于3m时,设计人员应当选用钢架混合叠合板,当跨度大于6m时,应当采用预应力钢筋混凝土预制板设计,增强叠合板的机械强度。从而更好地保障装配式结构设计的稳定性,提高建筑的整体机械强度。预制剪力墙在施工过程中由于结构件较多,导致预制构件之间出现了过多的缝隙,针对这一问题,相关设计人员在进行预制剪力墙设计时应当做好接缝的处理工作,同时保障施工的便易性,达到缩短工期的设计效果,在明确预制剪力墙的相关指标后,应当结合现场施工特点对预制剪力墙做出设计,设计要求中明确指出装配式结构在设计时应当保障承重构件竖向受力的问题,竖向受力要均匀,且受力程度要低,保证竖向承重构件上下对齐,并且没有转换。

在一般的情况下护剪力墙结构应当进行优先的设计选择,便于预制结构件的现场安装,内部剪力墙设计由于施工安装较为困难,所以应当予以排除。在进行墙体底端加固作业时,应当对竖向受力构件进行水泥的浇筑工作。在设计过程中应当采用现浇施工技术对混凝土进行安装施工工作。通过合理的装配构建结构设计降低预制构件的制作成本,提高了装配式结构设计的水平,同时现浇结构设计还能够应用于电梯结构、楼板结构之中,设计师应当保障墙体结构达到抗剪力的要求下,适当采用少量的PC墙,确保预制力墙体的可靠性。叠合板与剪力墙是装配式结构设计中最重要的部分,在设计时应当根据现场情况进行有针对性的设计工作。
        2.2预制剪力墙结构
        将预制剪力墙结构与预制其他结构部件相结合的建筑技术,可以确保工程和施工质量,同时还可以提高建筑项目的抗震性能并节省建筑材料。用承重预制墙板,部分代替或全部代替为混凝土,通过对于节点部位的后期浇筑,确保墙体的传力机制可靠,承载力和变形机制都能满足要求的结构。剪力墙结构在预制房屋结构施工中的应用特别广泛,其关键点主要在于螺栓之间的连接,注意预制螺栓构件之间的精度。特别是在建设工程施工中,要及时固定螺栓孔,确定剪力墙结构与其他建筑结构之间的距离,以保证整个建设工程的稳定性。预制剪力墙需要用到以下技术:套筒连接技术:需要准备钢筋材料,并在插入套筒的同时为高强度套筒提供凹入的套筒凸面,然后灌浆。灌浆完毕后,将钢筋套筒整合在一起,以实现剪力墙的输送应力目的。泥浆锚固连接技术:此连接技术也称为间接锚固搭接技术。主要材料是钢筋,将钢筋拉至要求的标准,由钢筋连接产生的剪切力进行灌浆传递,剪切力作为处理灌浆和混凝土结构的载体来使用。机械连接技术:该技术以机械耦合的方式处理钢棒和连接器,以承受钢棒的压力。由于由钢筋产生的力被连续地传递,所以可以确保建筑工程结构的整体稳定性。
        2.3设计精确的施工图纸
        建筑企业应正确运用BIM技术的三维建模功能和图纸整合功能精确设计三维施工图纸,不断增强图纸的可视性效果,将直观化图纸呈现给施工技术人员。与此同时,设计师应注意将大型装配式建筑工程项目群的分部分项建筑工程项目设计所需要的材料直接标注在直观化图纸与模型中,以便于施工技术人才、采购人员和供料管理人员了解用料状况。需要注意的是,初步完成图纸设计作业后,必须做好技术交底工作,审核通过后,图纸方能使用于装配式建筑工程项目施工建设中。
        2.4优化路径
        要实现设计优化,就要从多个方面入手:首先,保障设计资料完整可靠。设计人员要做好资料的收集和管理工作,根据相关的规范要求进行资料的审核和存储,明确外界因素、人文因素、技术因素、计算误差等条件对项目的影响,同时采取有效的预防措施,确保设计的合理可靠;其次,加强生产厂家管理工作。从目前的发展情况来看,要提升装配式建筑结构的设计质量,强化生产厂家管理力度十分重要。只有落实有效的管理工作,才能保障厂家严格按照规范要求进行设计和生产;最后,做好设计监管工作。企业管理部门要明确自身职能,采取有效的管理措施,建立完善的管理机制,确保设计人员有足够的能力和职业素养,进而保障装配式建筑结构设计的合理性。
        结语
        通过对装配式建筑结构的简述中可以得知,装配式建筑结构有四种结构模式,这四种模式应用极为广泛,并且各具特色,推进了装配式建筑结构设计的发展;通过装配式建筑结构设计的探讨可以得知,在进行装配式结构设计的过程中应当首先厘清装配式结构设计原则,加强平面图纸与立体图纸的设计质量,在叠合板设计的过程中应当结合设计要求选择合适的叠合板材料,并且注重剪力墙的设计,确保墙体的机械强度,在进行楼体设计时应当注重楼梯的吊装原装孔道设计,加强对装配结构的细节设计,确保装配结构建筑的适用性。
        参考文献
        [1]赵中宇,郑姣.预制装配式建筑设计要点解析[J].住宅产业,2015,(9):10-16.
        [2]廖华刚.装配式建筑结构设计的要点探究[J].建筑工程技术与设计,2020,(26):692.
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