预制装配式建筑设计实践及相关问题的研究

发表时间:2021/5/12   来源:《城镇建设》2021年4期   作者:鲍国华
[导读] 随着社会经济体制的不断改革,我国经济实现了突飞猛进的发展,同时也带动了各行各业的发展。
        鲍国华
        15043019750801****   北京市    100000
        摘要:随着社会经济体制的不断改革,我国经济实现了突飞猛进的发展,同时也带动了各行各业的发展。建筑领域作为我国的支柱性产业,对人们的生活品质影响对预制装配式结构的设计在建筑领域中的优势进行分析,探讨预制装配式结构在建筑中的设计要点,并对相关问题给出处理意见,促进预制装配式结构在我国建筑领域的发展。颇深。人们生活的水平越来越好,更注重生活质量,对建筑工程的要求也具备多样化。装配式建筑规划自2015年以来密集出台,2015年末发布《工业化建筑评价标准》,决定2016年全国全面推广装配式建筑,并取得突破性进展,在之后国家持续推进情况下,预制装配式建筑结构得到了行业的广泛应用。本文针
        关键词:预制装配式结构;建筑设计;实践;问题研究
        引言:随着新型技术化水平的不断提升,我国建筑行业已经进入科技化高速发展期,在建筑领域中,我国建筑企业多次采用预制装配式结构进行建筑施工,都取得了令人满意的成效。预制装配式结构一般指的是先在生产车间内对预制构件进行加工,然后直接将预制构件运送到建筑施工现场,通过对预制构件的拼装,搭建成施工建筑物,这种新型的建筑结构打破了传统建筑理念,改变了传统的施工工艺。具有经济、快速、环保、质优等诸多优点。有利于实现节能减排、推进绿色安全施工、提高住宅工程质量、改善人居环境以及促进产业结构调整,是住宅、公共建筑建设发展的趋势。
        在预制装配式建筑中,设计环节至关重要,积极探索预制装配式建筑的设计要点,分析预制装配式建筑的相关问题,并采取科学的应对措施,加强预制装配式建筑的安全问题。
1.预制装配式建筑的特点
        装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等。预制装配式建筑设计具有产品设计标准化、部品生产工厂化、现场施工装配化、结构装修一体化 、过程管理信息化、应用智能化等特点。
        1.1  产品标准化的前提是设计标准化,包括户型、预制构件、现浇模板、连接节点等。在建筑设计中执行模数协调原则,依据现行国家标准《建筑模数协调统一标准》和《住宅建筑模数协调标准》的规定,做到基本单元、基本间、户内专用功能部位(如厨房、卫生间、楼电梯间等)、构配件与部品等的模数化、标准化和系列化,按照“少规格、多组合”的原则,实现建筑的多样化。
        1.2  部品生产工厂化,一是将模数化的标准构配件如外墙板,内墙板,叠合板,阳台,空调板,楼梯,预制梁,预制柱等传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好,运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。
 
         二是精装修的主要标准构配件也以工厂化加工为主,如楼梯间、门窗洞口、厨房和卫生间的设计,按现行国家标准《建筑楼梯模数协调标准》、《建筑门窗洞口尺寸系列》、《住宅厨房及相关设备基本参数》、《住宅卫生间功能和尺寸系列》的规定进行设计。将户内专用功能部位(厨房、卫生间等)实现部品集成化,采用整体式厨房和卫生间。卫生间宜采用同层排水技术。厨房家具与设备产品的选用应符合《住宅厨房家具及厨房设备模数系列》的要求。并且按照建筑设计与装修设计一体化的原则,对户内管线、用水点及电气点位等准确定位满足装修一次到位要求,保证建筑设计与装修设计的一致性。

        1.3  现场施工装配化,不需要进行大模板的架设,大大减少了施工材料的消耗;对预制装配式结构的预制构件进行生产时,由于生产车间对比施工现场来说较为整洁,所以也省去了抹灰找平的施工环节;在传统的现浇筑施工过程中,对混凝土的运输工作结束后还需要对混凝土罐进行冲洗,而采用预制装配式结构施工时,省去了混凝土罐冲洗的环节,减少了水资源的浪费现场大量的装配作业,减少了脚手架的使用量,降低了施工成本,从而提高施工效率。对于传统的现浇筑施工而言,预制装配式结构的应用节省了大量的建筑材料,降低施工成本。因此装配式结构的施工具有较高的推广和应用价值。
        1.4  结构装修一体化,采用建筑、装修一体化设计、施工,理想状态是装修可随主体施工同步进行。
        1.5 过程管理信息化、应用智能化。 设计的标准化和管理的信息化,构件越标准,生产效率越高,相应的构件成本就会下降,配合工厂的数字化管理,整个装配式建筑的性价比会越来越高。
2.预制装配式建筑的设计要点
2.1总平面设计要点
        在装配式剪力墙结构工业化住宅的规划设计中,一要考虑构件生产及运输的条件选址距预制构件厂运输距离不宜超过200千米,而且要有适宜构件运输的交通条件。二要考虑预制构件的现场临时存放条件,三考虑预制构件的吊装设施的安全、经济和合理布置。
        平面设计要点(以主体结构形式采用装配式剪力墙结构住宅设计为例)
        装配式剪力墙结构工业化住宅宜选用大空间的平面布局方式(方式之一),合理布置承重墙及管井位置,满足住宅空间的灵活性、可变性。公共空间及户内各功能空间分区明确、布局合理。主体结构布置宜简单、规整,应考虑承重墙体上下对应贯通,突出与挑出部分不宜过大,平面凸凹变化不宜过多过深。平面体型符合结构设计的基本原则和要求。另外,装配式剪力墙结构住宅平面设计应考虑卫生间、厨房的设备和家具产品及其管线布置合理性,宜优先采用标准化的预制盒子卫生间(整体卫浴)及标准化的厨房整体橱柜。
         立面设计要点
         通过规律性的立面设计手法,控制立面构件的类型数量。采用多样化的门窗洞口、阳台、空调板及立面装饰构件的有机组合,结合饰面材质、色彩的变化,形成丰富的立面效果。立面装饰材料宜选用高耐久性和耐候性的建筑材料,如涂料、面砖反打、石材反打、混凝土肌理等工程做法。

3.预制装配式建筑的设计技术问题
3.1接缝处理技术
        装配式建筑结构的接缝和节点处设计十分重要,由于预制装配式建筑构件的节点受力、防水以及防震比较薄弱,如果对这些环节的设计不合理,在遇到外力或者水灾、地震等在还是,就会对建筑造成严重的影响,甚至引发安全事故。一般情况下,预制装配式结构的节点和接缝都采用焊接方式进行安装,然后在外侧用高等级的混凝土进行浇筑和捣实,从而达到预定的抗震性和防水性,满足建筑的使用安全,为了避免质量离散问题,拆分预制构建链接钢筋的设置应该稍长一些。
水平方向连接:通过现浇墙将预制墙板连接在一起。
 
垂直方向连接:采用套筒连接技术,预制构件按设计设定的状况参与受力,实验数据和实践检验证明其工况等同于现浇。

3.2平面不规则部分的处理
        在预制装配式结构设计中,经常会出现平面不规则的现象,并且这些构件的数量是仅有的,通过制定模具来制作平面不规则构件,不但耗费大量的设计时间,同时制作成本也比较高,利用率比较低,不利于建筑企业的发展。为此,对于平面不规则的部分来说,应该将非装配式建筑施工的特点融合进来,采用现浇混凝土施工的方式进行施工,例如一些建筑中间规则部分可以采用装配式结构进行设计与施工,而两侧不规则的平面结构就采用传统的先浇筑方式来完成施工,有效的解决了不规则形状构件制作困难的问题,同时也提高了建筑的整体效果。
3.3装配式结构开裂问题
        对于装配式建筑结构来说,通常都是在加工后运到施工现场,在运输过程中很容易出现开裂和破损现象,其次,在现场施工的吊装环节中,也极易出现预制构件变形和开裂的现象。因此,开展预制构件受力模拟分析至关重要,如果模拟受力值与实际运输和吊装受力情况相近,就不容易出现开裂和破损等问题。但是运输方式和环境因素的影响不确定性,无法确保受力与模拟实验完全相近,因此,为了更好的避免预制构件开裂问题,应该采取加大被拆分构建的构造配筋技术。
3.4外墙—防水、防火做法问题
防水
自防水:竖缝现浇混凝土浇筑,结构自防水。
构造防水:水平缝反槛构造,防止水流入室内。
材料防水:外墙缝均用“改良硅酮胶”做材料防水

防火
由于有50厚的钢筋混凝土墙体保护,构造上又在板缝间采用了A级不燃材料阻断,预制墙板主要保温材料采用B1级的聚氨酯保温板,满足消防要求。

4.预制装配式建筑设计的优化策略
4.1加强建筑企业对预制装配式结构的认识
        在现代化建筑领域的发展中,我国建筑企业应该高度重视预制装配式建筑在建筑施工中的价值,并积极引入预制装配式结构的应用。同时,我国相关政府部门也应该鼓励建筑企业采用这种先进的建筑技术,完善相关的扶持政策,保障建筑企业的科技研发进度,降低企业的成本压力,从而实现装配式建筑的快速发展,相关部门还应该对采用装配式建筑的工程进行优先处理,开设绿色审批通道,激励建筑企业参与到预制装配式建筑的设计中,从而促进我国建筑领域的发展。
4.2不断培养装配式建筑设计人才,提高工作人员的专业素养
        在进行预制装配式建筑的设计工作中,设计人员在其中起到了关键性作用,设计人员自身的专业水平和素质决定了预制装配式建筑的设计效果。所以,企业应该高度重视设计人员的培养机制,积极提升企业设计人员的专业素养和理论水平,我国相关部门也应该高度重视这一问题,从校园入手,在高校建筑专业课程教学中,合理的融入预制装配式建筑专业知识,并实现校企合作,提高高校学生们的专业技能,从而更好的融入社会,也为企业提供专业的人才。在建筑企业进行设计人才的聘用时,也应该对人员进行全面考核,从设计人员的专业水平、业务能力以及设计理念等多个方面进行仔细考量,并在录取后进行认真的岗前培训,为后续的预制装配式建筑设计打下坚实的基础。此外,企业还应该做好设计人员的业务考核,引导设计人员树立终身学习的李康年,从而在工作中不断完善自己,提高设计水平,从而促进我国建筑领域的发展。
        4.3完善监管体系,提升监管力度
        在建筑领域中,质量是重点内容,质量不但影响着建筑后续的应用体验,也保障着人们的安全。所以,提升预制装配式建筑结构的质量监管力度十分重要,建筑企业应该从相关的噶律法规入手,对招投标、造价以及设计等环节进行严格管理,全面贯彻质量的重要性,对生产、经验、施工、验收等过程进行完善的监管,完善监管体系,明确各岗位职责,细化分工,将质量和安全作为监管的核心内容,强化每一个人的质量和安全意识,加强预制构件的生产质量监督,提高装配式结构每个预制构件的质量,从而提高建筑质量,保障施工安全。
5.结束语
        综上所述,在我国建筑领域中,预制装配式建筑结构将是未来重点的发展方向,能够缓解传统施工的高能耗、高排放以及高污染等问题,满足我国可持续发展战略目标。为此,建筑企业应该积极探索预制装配式结构的设计要点,并结合现阶段装配式建筑相关问题进行分析,加强人才培养和质量监管制度,促进我国建筑领域的蓬勃发展。
参考文献:
         
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