装配式建筑结构设计浅谈

发表时间:2020/12/14   来源:《城镇建设》2020年26期   作者: 臧晓洁 许亚杰 吕 巍
[导读] 随着经济水平不断提高,为了满足某些特殊工程的需求和项目建设,装配式建筑逐渐扩展到建筑行业的应用中
        臧晓洁  许亚杰  吕 巍
        北方工程设计研究院有限公司  河北 石家庄 050000
        【摘要】随着经济水平不断提高,为了满足某些特殊工程的需求和项目建设,装配式建筑逐渐扩展到建筑行业的应用中。装配式建筑的特点是基本建设在车间内完成,然后再运送至施工现场进行装配。本文主要讨论了提高装配式建筑结构水平的有效方法,来使整体的施工效果得到保障。
        【关键词】装配式建筑;结构设计;关键点
        预制装配式建筑在设计的过程中,将提前预制好的构件运输至施工现场,然后在施工现场进行装配和组装。由于预制装配式建筑设计,有效的降低了工程施工人员的劳动强度,提高了工程施工的效率。所以,设计人员必须严格的按照预制装配式建筑设计图纸的要求设计预制构件,避免因为建筑的设计阶段出现偏差而影响预制装配式建筑的施工质量和效率。
        1、装配式建筑的基本原理
        装配式建筑的基本原理与现浇建筑的原理基本相同,在建造过程中,一些建筑物采用更加安全可靠的连接方式进行组合,并且配合一些特殊的装配方法,为了改善整个建筑物的抗震特性,有必要根据实际情况设计建筑物的节点。装配式建筑结构可以很大程度地提高建筑物的施工效率,也可以在设计和施工之间形成统一性。在实际工程施工过程中,对相关部件进行设计和预制,确保施工期间其他施工环节仍然有足够的时间和精力,这样可以大大的提升施工效率,提前做好相应的准备工作。然后,使用组装结构进行施工,进一步提高施工项目的建设效率,并增强施工建设各个阶段之间的协调性。此外,装配式建筑结构是标准化的建筑技术,可以将整个建筑业变得更加系统化。
        2、装配式建筑的优势
        装配式建筑由标准化设计、生产工业化、建筑装配、内部装修和信息化管理五部分所构成。事实上,装配式建筑物是在一个建筑工地上组装而成的,其零件是也现成的。考虑到可持续发展和生态环境这一阶段的战略,装配式建筑在这方面具有独特的优势,因此,成为新的建筑趋势。第一,可以节省建筑时间,避免浪费过多的人力资源,由于工厂提前预计的建造可以直接在工地上进行组装,所以大大提高了工作效率,建筑成本也得到有效地降低。第二,在装配式建筑中大多采用的是绿色环保材料,不仅可以有效地保证工作质量,而且符合我国可持续发展的战略要求。第三,建筑安全和建筑质量与工程进度和效率有关,因为常常需要在高空中进行工作。所以传统的施工理念很难排除建筑工人的安全风险,但是在新型的装配式建筑中采用机械化进行施工。所以,可以大大提高建筑的安全性和施工质量。        
        3装配式建筑设计存在的问题
        3.1 设计施工中的问题
        在实际的施工过程中,往往也会因为一些不稳定的外在因素产生各类问题,首先是装配式建筑最关键的接缝和节点问题,这两个问题不仅会带来建筑的安全性、可靠性降低,还有可能会出现不防水、耐久性与抗震不足等安全问题。另一方面就是建筑构件方面所产生的问题,建筑构件如果在运输过程中遭到损坏就会使得装配式建筑的设计质量严重不达标。
        3.2 较高的经济成本
        我国多用于传统的建筑,装配式建筑的规模尚处于一个还在发展的初始阶段,装配式建筑材料的不普遍应用大大提高了在材料方面的成本,其次就是人工方面的成本。装配式建筑中一些特殊的节点不但需要设计以及施工人员做到充分的了解,还需要在一些装备的使用上进行拆解设计,这在一方面限制了设计和施工人员的专业上限。


        3.3 专业人才方面的缺乏
        提到专业设计,就不得不说我国目前由于传统建筑行业的冲击,装配式建筑面临着专业设计人才、专业施工人才以及专业管理人才极其缺乏的瓶颈。在大多数的高校建筑类课程中,关于装配式建筑介绍寥寥无几,在已开设的高校课程中,也仅仅是做个简单的介绍一笔带过,关于实际问题如何解决并未有任何涉及。并且在实际施工上,由于要把许多人工环节去除,这就进一步减少了对人员的需求量,但是在对施工人员的专业素质上却并没有因此而降低,反而大大的提升了对施工人员的素质要求。
        4装配式建筑结构设计
        4.1结构设计中的钢结构施工因素
        建筑结构的风荷载影响较为深远,因此必须配合适宜的设计方案。在设计中必须遵循相应的设计需求,全面考虑建筑的局部稳定情况,同时结合装配式构造的极限承载能力落实设计。在实际施工中,要保证梁塑形时的各项性能作用稳定发挥,防止侧向弯矩失稳情况。同时对各个支撑点的间距数据进行明确,并根据宽度设置侧向支撑点。在钢结构节点设置过程中,要尽量避免出现层状撕裂问题。同时在对构造节点进行接缝宽度设置时,要全面考量建筑自身承受的地震荷载与风荷载,并根据不同部位连接点的安全性与承重情况选择技术,配合最为合适的连接方式。通常情况下,高层建筑的框架结构形式应用最为常见,框架结构的设计会采用刚柔并济的方式,在保证硬度的同时使其具备一定的韧性。因为过硬或是韧度过高都可能导致结构受损。根据现有布局设计框架构建体系结构时,要明确建筑的承重需求,而后精确配合构件的厚度,防止结构的稳定性受到构件质量的影响。
        4.2根据实际情况合理选择框架结构
        一般在施工过程中,为了保障工程结构体系的健全制度,必须要满足所设计建筑的抗侧力和它承载重力的要求,这需要设计人员对房屋结构的薄弱处环节进行优化设计。在通过对框架的相关的一个应用当中,以此来促进解决这些难题。在建筑框架的每个具体的方向上设计人员都要进行相应的接模。在这个过程当中,如果没有其他的抗侧力体系,就可以把它叫做纯框架结构。这种结构的抗侧力和它的承载力都是需要实现对刚接框架的有效控制。在工程建设当中承重墙这个地方也是需要优化提升的,优化提升后有利于让建筑空间得到一个有效的应用而不是做无用功,还能够大大提升这栋建筑的实用性和功能性。让建筑的空间功能变得有实用价值,还可以提升建筑多面设计环节的优化性。以此方便建筑结构的一个有效的控制,也方便优化实施建筑设计环节。
        4.3贯彻以人为本的可持续发展思想
        贯彻以人为本的人文原则。要知道,建筑是通过满足人们对于生活的品质追求,是我们社会发展进步的标志之一。所以在进行建筑物设计时,要达到建筑物与大自然的有机结合是非常重要的。还可以帮户主利用能源来节约资源,目前来说,太阳能、水能、风能潮汐能和地热能等等都属于可再生能源。如果能将这些能源很好地利用起来,那可以为我国资源问题提供许多帮助,省去很多烦恼。利用太阳能解决我国某些地区生活当中的水源的提供问题,尽管一开始可能会花费大量的人力、物力和财力,但是经过长期的验证可以得出能够为人们的生活提供巨大的帮助,在一定程度上,利是大于弊的。风能也可以为人们提供很好的资源,许多偏远城市没有大城市发展的快,许多资源问题跟不上,比如夏天没有空调,电风扇风力太小,就可以在房顶安装风能发电机。通过这种方式对将自然风力利用起来,这样既节约了电能,还为居民解决了问题,这同时也代表了不可再生资源能够被再生的风能所代替,这都是能够帮助户主有效节约资源。
        参考文献
        [1]杨燕英.分析与探讨装配式建筑结构设计关键点[J].中国建筑金属结构,2020(10):86-87.
        [2]刘涛.装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析[J].绿色环保建材,2020(10):65-66.
        [3]胡晓莹.某装配式建筑结构设计方案分析[J].低温建筑技术,2020,42(06):77-79.
        [4]姜再君.装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析[J].建材与装饰,2020(18):103+106.
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