混凝土的建构化在建筑设计施工中的应用

发表时间:2021/5/26   来源:《建筑实践》2021年40卷2月4期   作者:    孙铃铃
[导读] 随着我国经济的迅猛发展,建筑工程建设也开启了一个新的时代

         孙铃铃
         中国建筑第二工程局有限公司华东公司  上海市  200135
         摘要:随着我国经济的迅猛发展,建筑工程建设也开启了一个新的时代,新时代对于建筑施工也提出了新的要求和方向。建构化研究主要集中在建筑的构造搭接方式研究上,它不同于建筑的结构研究,而是一种空间的构成化研究。混凝土是建筑设计中或者施工中常用的一种建筑材料,可根据建筑需求进行相应的转化,但随着施工技术的进步以及建筑造型的多样化,混凝土设计也越来越偏向于建构化,可在设计与施工应用中更好地发挥混凝土本身的柔韧性与材料的牢度,也展示出混凝土建筑的形式与质感美学。         
         关键词:混凝土;建构化;建筑设计施工;应用
         引言
         随着工业化体系不断的发展,建构化的概念不断被提出,已逐步应用到各个领域。其中建筑建构化应运而生,将整个建筑根据结构和功能拆分为多个单体,每个单体通过可靠的构造连接,目前市场上主要分为混凝土建构化建筑和钢结构建构化建筑。。现场无混凝土浇筑,施工速度特别快,但由于是箱体本身受力,钢结构建构化建筑使用高度不宜超过100m。混凝土建构化建筑:目前市场上应用较少,技术难度较大,在实际使用中,一般作为框架结构、剪力墙结构或框架剪力墙结构中的填充,承担建筑的主要使用功能,模块本身不参与结构整体受力,故建筑高度不受限制,箱体之间通过现浇连接,施工速度较快。
         1建筑混凝土结构设计规划原则
         建筑混凝土的建构化设计与传统的建筑相对比,建筑对内部结构的稳定性要求更为严格。所以需要严格根据设计原则进行混凝土结构的设计工作。①安全性准则。要为重视建筑混凝土结构的质量设计环节,并且分析这个设计环节的安全性。在进行设计之前结合遵循“以人为本”的设计原则,建筑结构安全得到保障之后,建筑本身的价值以及意义才可以得到保障。设计人员在结构设计的过程中需要保障设计的安全性,设计要和规范要求相符。在标准化掌握以及行业安全掌握中,只有目标和要求相符才可以达到合理设计的目的。②适用性原则。在对建筑混凝土结构进行设计规划的时候,尤其是在进行结构预设的时候,通常都需要和多个方面的因素相结合,然后对建筑的功能进行分析,比如在结构的实际使用过程中,需要构思室内空间的布局,特别是在室内空间设计的时候,需要怎样的空间,选用怎样的设计模型等。在分析建筑功能性的时候需要保持较好的适应性原则,只有将建筑特点全面发挥到位,才可以获得人们的喜欢,从而得到可观的效益。③可靠性原则。在对结构进行设计规划的时候需要参考建筑的设计年限,在预设中要更加重视建筑结构的安全可靠性以及耐用性等多方面的情况,使用的技术以及材料等也一定要具备耐用性以及可靠性的特点。现在部分豆腐渣工程的出现,大部分都是受到了材料质量选用不合格的影响,有时候材料质量无法满足预想中的设计标准,所以在后面的设计阶段,要遵循“安全”的设计原则,在对结构进行设计的同时要对耐用性进行分析,从而提高建筑结构的优势。
         2混凝土的建构化在建筑设计施工中的应用
         2.1有效节约建筑建构化设计能源消耗量
         混凝土建构化运用于工程建筑设计最为明显的优势就是实现建筑能耗全面节约的目标,合理分配与规划建筑工程的各个组成部分能耗,展示混凝土建筑物的最佳节能设计综合效益。在浇筑混凝土的重要工程实践环节,设计人员应在混凝土的外部增加套管保护层,防止出现破坏光纤混凝土混合材料的后果。如果涉及密集程度较高的建筑钢筋布置形状与结构,那么工程设计人员必须准确计算工程材料机械性能及材料抗压强度,合理选择建筑结构钢筋或者型钢材料来完善建筑设计规划。建筑设计人员必须注意的是混凝土应被科学分配至各个建筑空间部位,尤其是针对混凝土墙体及建筑公共空间区域。但是实际上,某些建筑室内空间并不适合全面改造为混凝土结构,因此建筑设计人员需要考虑混凝土运用于建筑室内及建筑公共空间部位的适宜性,避免浪费建筑设计资源。


         2.2混凝土建构化的结构方案和结构选型
         在对剪力墙平面布置的预设问题中,要将新标准作为预设基础,通过设计经验以及实践数据进行预设的工作。由于高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中会有较多的限制性因素存在,在结构设计中要明确其中存在的限制性因素,从而设置嵌固端。高层建筑钢筋混凝土结构设计中必须了解其具体的位置。在建筑结构中可能还会存有部分超标的情况,因此在对高层建筑结构预设的时候严格按照相关规定进行。依据我国现在已经出台的规范标准得知,现在结构预设中限制性的条件较多,在新规范中针对一些不合理的设计方案不会被使用。在预设后期,要尽可能地达到结构设计要求的标准,降低设计后期中的变动。
         2.3构建化建筑空间的采光效果及建筑外观视觉效应
         建筑设计领域运用混凝土构建化的重要实践价值是优化建筑物的室内空间整体采光效果,对于建筑物的外观视觉效应予以全面的优化。工程设计人员选择与应用混凝土材料时,基本思路是改造墙体外观效应,美化建筑墙体外观的视觉效应。工程设计人员要最大限度地利用建筑室外的自然光源,借助混凝土特有的建筑光线透射性能来利用自然光源。建筑设计过程中混凝土材料实践应用要点建筑附近区域的广场与道路覆盖范围,进而达到合理节约建筑采光能耗的目标,并提高建筑外观美观程度。
         2.4建构化建筑设计注意事项
         建构化建筑的设计有着构件复杂性、相互关联性、精确度高等要求,以本项目为例,主要存在以下注意事项:①连接部位:主体结构为框架剪力墙结构,模块的设计需要避开梁和剪力墙的位置,在一定程度上提高了模块的复杂性,尤其是模块棱角处的预留凹槽尺寸处理,需要兼顾模块相互之间的安装和与主体结构的连接。②内部构造:6个模块单独组成的一个房间具有成套的生活设施,在卫生间部位就需要对降板进行周全考虑,不仅需要考虑自身构造的防水性,还需要考虑模块自身底部构造是否能准确的与顶部构造相连接。③方便加工:本项目在深化阶段,通过对单个房间的合理拆分,并考虑后期模具的制作难度、模具的共用性、车间的生产方便、构件运输的难易,将单个房间的复杂部位单独作为一个模块,如MIC1和MIC2,在设计阶段进行机电管线和水管的预铺设,预留孔洞,尽量避免不规则表面和后期现场开洞的情况。④准确性:单个模块的安装精度要求高,生产成本大,在设计阶段需要详细的考虑到建筑、结构、机电、暖通、给排水等专业的互相匹配性,避免因细节错误导致后期无法安装或安装后无法进行下一步工序的问题。
         结语
         随着混凝土建构化建筑应用的深入推进,深化设计还将在技术体系、结构体系和部品体系环节等方面进一步发展和完善。在技术体系层面,将完善相关标准和规范体系,进行标准化、多样化和工业化结合的标准设计。在结构体系层面,将会不断研发和应用新型结构体系,如新型连接处理的装配式受力体系、装配式预应力混凝土体系等。在部品体系方面,将开始施行部品生产系列开发、规模生产和配套供应。而随着深化设计的不断完善优化,会给装配式建筑在质量保障、生产施工效率、建筑物寿命、造价成本、绿色能耗等方面带来更优异的效果,为混凝土建构化建筑的发展提供更加广阔的空间!
         参考文献
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         [3]张宏.基于BIM的轻型结构房屋系统模块化设计研究[J].建筑技术,2019,50(5):566-569.
         [4]张远平.建筑设计视角下的大型医疗设备发展趋势[J].中国医院建筑与装备,2020,21(5):86-89.
         [5]曾昭敏.基于BIM的装配式混凝土建筑构件系统设计分析与研究[J].建筑技术开发,2019,46(23):1-2.
         
        
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