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摘要:预制和装配是预制装配式建筑结构体系中的两大要素,其工艺在科技、经济发展中获得了质的飞跃,也是当前我国建筑工程的主要形式。同时还有效提升了建筑工程的质量和生产效率,具有显著的经济效益和社会效益。因此本文从装配式建筑设计的特征和重心来剖析,而后讨论了提高装配式建筑设计效果的举措。
关键词:预制装配式;建筑结构体系;设计
科技发展迅猛,建筑行业运用的技术也是不断推陈出新,如今建筑行业发展的趋势是更为节省、更为集成、更为装配化,装配式建筑发展速度非常快,而且推广范围越发宽泛。建筑行业蓬勃发展的同时,大家更为注重环保、节能,装配式建筑恰好拥有这些特征,为减少施工给环境带来的不良影响,装配式建筑的建筑垃圾不多,且能够自由搭配及迅速安装。
一、装配式建筑概述
随着信息化技术在各行各业中的广泛应用,建筑业中施工技术信息化、现代化已经成为发展的主要趋势。传统的建筑施工技术中存在资源消耗大、技术利用不集中、施工效率低下、质量无法保证以及污染环境等问题,无法满足当前建筑业发展的需求,亟待运用新型建筑技术来改善这一现状。在此背景下,装配式建筑技术的应用符合建筑业的发展趋势,通过结合建筑功能来设计不同的构件,并将这些构件在工厂进行整体生产,再将生产完成的构件运输到施工现场进行相关的安装,实现了生产工厂化和施工过程的分解,将其分为设计、生产和施工三个步骤,不再集中于施工现场操作,有效保障了施工效率。装配式建筑技术在结构上大体分为新型全预制装配结构和传统钢架结构;在建筑形式上分为单层、多层以及高层等,施工方式也是现场安装,其有效减轻了建筑的重量,提升了施工的质量。
二、预制装配式建筑结构体系的优势
1.施工方式更加高效
和传统施工相比,在工厂制造比较完整的构件,能使现场操作省略不少中间环节,简化流程,使施工过程更便捷。并且因为工厂预制,也能降低现场对施工人员数量和配备齐全技术工种的要求,节省大量人力资源,有利于成本控制,使施工模式更灵活。通过装配式工艺的运用,工厂的构件制造和现场的施工可同步进行,能在保障质量的前提下明显提高建设速度,缩短工期,节省时间和人力,提升企业的经济效益。而且该模式在现场施工更少,也有利于保证现场的安全防控。
2.施工的环保性大幅度提高
我国经济发展中,一贯坚持可持续发展的理念,在建筑行业中,也自觉融入以人为本的绿色发展观。在预制装配式的建筑模式中,由于主要构件均在工厂内完成,可大大减少现场工作量,避免大量的现场施工带来的环境污染和建筑垃圾,减少噪声、粉尘对周围居民的影响,让施工现场更为干净、整洁。且因为构件预制,现场不再需要大量的原材料堆放和制作。施工所需占地空间也能大幅度缩小,有利于对建筑工地周围环境和交通的维护。
三、装配式结构设计存在的相关问题
准确性问题装配式建筑相比以往的建筑形式,其在各个方面都提出了更高的要求,尤其在构件的准确性方面更是要求严格。由于构件都是由工厂生产,因此在设计时不仅要对施工技术进行深入的分析,还需要对生产工艺进行全面的考虑。首先,如果放线尺寸存在一定的偏差,不管偏大还是偏小都会对后期的装配施工造成影响,而此问题是作业时较为常见的问题。其次,在进行现场装配施工时如果出现叠合板与剪力墙之间存在缝隙的情况,就会对整体施工质量造成影响,埋下安全隐患。最后,进行预留孔洞操作时,也必须进行严格的控制,避免出现二次开孔的情况,这样不仅会造成成本的增加,还提升了施工的难度,影响了施工的质量和效率。设计施工中存在的问题在具体的设计施工过程之中,仍旧会存在着各种现实的问题,这会给后期建筑的质量带来一定的危害性,有的时候甚至会带来较大的经济损失,所以在设计施工之前就需要对相应的问题进行一定程度的预防。
首先装配式建筑各个零部件之间的连接往往会存在一定的空隙或者是其他的质量问题,这对建筑本身的质量有非常大的影响。比如连接性如果不强,就会降低建筑本身的抗震性以及稳定性。而各个零部件本身的生产以及后期的使用不存在任何问题,这就使得投入了较高的成本,但最后建筑建成的质量并不高,使得建筑本身整体的经济效益下降。很多零部件在生产完成之后,从生产合作方运输到施工现场或运输到仓库之中的过程,都面临着一个运输保障问题。这就使得相应的结构构建在运输过程中受到一定的损害,不能满足后期施工的要求。
四、装配式建筑设计要点
1.施工图纸设计要点
施工图纸的质量直接影响建筑工程后续的施工质量,是装配式建筑设计中的重点内容。通过科学合理的施工图纸设计,明确相关建筑材料、结构等,能够为后续施工提供良好的参考依据,实现对各个环节的管控。因此,在施工图纸设计阶段可利用BIM技术对装配式建筑进行立体建模,对不同的构件进行碰撞并且对吊装进行动态模拟,保证后续装配式建筑施工的有序开展。同时,加强各参与方之间的沟通交流,对设计方案和施工方案进行探讨,制订出多种方案并对方案进行模拟,判断方案是否可行,不断优化和调整方案,进而为后续施工奠定良好的基础。
2.预制装配式剪力墙结构体系设计
该体系主要包括板、剪力墙和梁三种结构,其他还有层合板、预制墙板、叠层梁等用混凝土组成的预制构件。在实际应用中,应结合实际需要来决定剪力墙是全预制还是半预制。同时应注意结构纵墙、横墙及连接等方面的合理设计。结构纵墙需贴合施工的实际需求,在横墙设计中,应在两侧端部山墙上设置承重墙板,并结合内力计算结果及抗侧力需求来预先布置承重或轻质填充墙板。在结构竖向抗侧力设计的过程中,应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起,并做好抗震设计与连接设计。
3.节点设计
预制外墙板的板缝处,应保持墙体保温性能的连续性,如果外页板有渗水现象,会破坏外页板的安全性。相对普通建筑,预制建筑更需注意外墙的防水性能,通过材料防水和构造防水两道防水措施,做好防水节点的构造设计。主要连接节点形式为L形、T形、一字形三种。在施工过程中预制构件与现浇混凝土间的缝隙采用发泡聚氨酯,先封堵密实后打胶。拼缝处密封胶打注必须饱满、密实、连续、均匀、无气泡,宽度和深度符合要求,胶缝应横平竖直、深浅一致、宽窄均匀、光滑顺直。施工方严格按此节点施工,方可避免渗水隐患。
4.对结构体系进行合理的选择
对于装配式建筑结构体系进行合适选择,这对于建筑本身整体的设计具有非常重要的指导意义。因为选择了较为科学的建立结构体系,可以在一定程度上提升建筑本身的稳定性。比如在对外墙进行设计时,可以更加灵活地使用相应的装饰和温度的保持,以及相应采光等各种功能于一体。
结语
总之,预制装配式建筑结构体系符合时代发展要求,在今后将得到越来越广泛的应用。因此,在进行装配式建筑设计时,设计人员必须提高认知和设计水平,保证各个环节设计的合理性,必要时可以借鉴西方在装配式建筑设计上的一些先进经验,融合到我国的建筑上来,为我国装配式建筑的发展作出贡献。
参考文献
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