预制装配式住宅的结构体系与设计

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:石炜
[导读] 摘要:目前我国的城市得到了快速的发展,并且相关的建筑物建设效果也在整体的提升,近年国家又大力推广装配式建筑结构,使得城市里的装配式建筑物数量在不断的提升,而在此过程中预制装配式技术已经得到了全面的发展,并且该技术已经更好的使用在很多项目当中。
        上海勘察设计研究院(集团)有限公司  200002
        摘要:目前我国的城市得到了快速的发展,并且相关的建筑物建设效果也在整体的提升,近年国家又大力推广装配式建筑结构,使得城市里的装配式建筑物数量在不断的提升,而在此过程中预制装配式技术已经得到了全面的发展,并且该技术已经更好的使用在很多项目当中。但是在实际的使用过程中预制装配技术还是存在一定的问题,这些都导致相关的使用效果无法满足具体要求,针对当前存在的问题需要进行更好的建筑结构体系研究,使得建筑工程能够向着可持续发展的方向开展。
        关键词:预制装配式建筑;结构体系;设计
        引言
        在当前的建筑项目建设施工过程中,在具体的开展上还是会涉及到各个专业环节,同时对于目前的整体建设施工来说,合理使用建筑项目建设技术能够保证建筑工程的质量、成本和进度都得到较好的发展。预制装配式技术在当前的建筑物建设过程中是一种全新的建筑方式,这些在实际的发展过程中都能够对建筑工程的效率和质量都进行正向的影响,同时也将安全隐患以及施工质量降到最低,确保建筑工程能够在规定的时间内完成建设,在具体的建设开展过程中具有较为重要的意义。[1]
        1项目简介
        项目以上海嘉定区某装配式住宅小区为例,本项目为高层为主的住宅小区。基础工程采用桩筏基础,桩采用预制管桩(28层高层采用灌注桩)。结构嵌固于基础顶部或地下车库顶板;地下车库采用钢筋混凝土框架结构,平面超长需要设置后浇带。本工程共12个单体楼,除6#8#10#为28层外,其余均为18层,18层结构高度为50m,28层结构高度为78.4m。考虑上部结构采用装配整体式钢筋混凝土剪力墙体系,单体预制率大于40%,个别单体由于28层的结构高度超过了预制装配式结构的高度限值,需额外增加超限审查。
        2预制装配式建筑定义
        在目前的建筑施工过程中,使用一种全新的建筑施工形式,在此过程中将各种需要使用的构件在工厂完成预制生产,之后通过交通工具运输到施工现场,在施工现场通过拼装机和吊装来完成实际的建设及安装,通过这种方式能够全面的提升建筑施工的效率,并且也提升了建筑物的综合质量,最大程度的满足其实际的发展需求。
        而在目前预制装配式过程中,其主要包括三种模式,第一为相关的钢结构,钢结构主要使用的材料是钢梁和钢柱,第二为混凝土结构,使用混凝土作为主要的建设材料,这两种类型,均是在工厂里通过各种模具来完成实际的构建预制,同样能够在运输完成之后运往施工现场安装施工,完成全面质量提升。最后为集装箱式的结构,对于这种结构来说,可以将其作为完整的集装箱,能够在统一的生产线上完成生产,之后在通过构件运输至施工现场,全面的结合实际的方式来完成具体的拼接处理。
        3预制装配式结构体系设计方式
        3.1连接设计
        不管是哪一种装配式的建筑当中,建筑物的连接方式和技术都要完成连接点的合理控制,并且对于使用方法要进行认真的选择,确保相关节点具有一定的合理性。各种连接的设计都要具有一定的可靠性和标准性。在进行连接设计时,需要根据实际的要求来完成技术和操作的全面规划,目前该项目的地下及地上下部三层依旧采用原常见的现浇混凝土施工方案,其上主要使用混凝土装配式方案,钢筋和混凝土是主要的材料,在实际的设计过程中需要充分的分析结构的实际受力情况,确保各个节点都要有较好的承载应力,保证建筑物的结构都具有较好的稳定性和安全性,全面的满足其实际的发展需求。[2]本项目后期的施工过程中,暴露出一些墙体节点安装的问题,需要不断的总结经验,确保在下次工程中考虑周全。例如:由于预制墙体仅预制两端暗柱之间的墙身部分,为了保证尽量少开模具,那么墙身长度宜上下相同长度,保持统一的标准,便于统一预制。但由于底部加强层有一两层也采用预制墙体,就造成了此类两端暗柱采用了约束边缘构件的墙的墙身长度,与上部标准层两端暗柱采用构造边缘构件的墙的墙身长度形成差异,造成墙身构件的标准件不能统一,为此,在满足规范的前提下,设计重新修改了此类有差异的边缘构件的暗柱,保持上下层墙身长度的统一,方便了预制构件的生产以及现场的施工。


        3.2管线设计
        在当前的建筑施工过程中,管线施工都是较为复杂的,并且也是建筑物的主要内容,所以为了能够保证建设效果可以满足具体的要求,在实际的开展过程中需要对管线的走向都要进行合理的布置。通过多种技术能够完成系统的规划,而在管线的实际设计上,第一应当为管线排布空间上预留多种可能的空间,第二就是对各种功能都进行实际的管理规划,这些都能够保证所在位置可以满足具体区域,以此满足其实际的使用需求。比如说穿墙留洞之处,图纸设计时,结构设计师应及时与建筑设备等相关专业进行沟通协调,讨论明确,并在结构设计图纸中注明具体位置,不可遗漏,否则管线设计的内容如不能落实到预制构件内,造成现场无法施工设备管线只能后期开孔处理等,会造成相关构件的质量大打折扣。
        3.3预制构件设计
        在开展预制构件的设计工作时期,需要将标准化及模数化的基础性原则落实到实处,不断的减小构件的类别,让其构建的精准性以及标准程度变得更强,进一步的降低工程造价的金额,通俗的说,就是相同的构件越多,就越易于构件的标准化,那么造成的开模成本等就越少,经济性就越高。
        举例来说,在预制装配式建筑设施当中的异型板以及降板的施工过程中,可以优先采取现浇施工的形式,分析当地的加工生产能力及运输等能力,保障预制构件的耐久性以及耐火性。[3]在预置构件时,其还需要考量成品的便捷程度以及生产的安全性。
        若该预制构件的尺寸规格会比较大,那么就需要适当的增加构件脱模的数量以及预埋吊点等,同时需考虑是否与该地区的隔热保温标准等建筑要求达到一致,合理化的设计预制外墙板,满足空调安装以及散热器等的需求。在安装非承重内墙的过程中,要优先选择重量比较轻,安装流程比较简单且隔音性能比较好的隔墙板,让集合使用的性能更好的融合在一起,灵活化的划分室内的空间。
        同时还需要确保非承重隔墙和主体结构使用的安全性能,让其可以更为可靠的衔接在一起。在开展设计工作之前,设计人员应多了解施工的现场情况,及时的开展项目施工环境的检测工作,分析预制构件的生产以及运输等问题,这样可以更好的保障预制构件的安全性能。在规定的时间内,将施工材料运输到施工的现场。对建设单位所供给的数据图纸开展二次检测等的工作,就其与施工现场不符合的位置,和建设单位重新沟通商定,对预制件的规格尺寸进行统一。[4]
        在设计卫生间时,要合理的使用防水等施工材料,优先选择高品质的浇筑楼板,避免墙体连接位置出现缝隙,提升其楼板的契合性。要进一步的缩短供电的距离,让其后期的维护工作开展的更为便捷。降低公共区域各设备及管线的交叉现象,提升公共区域空间的使用效果,一般来说,考虑上诉设备及建筑的要求的复杂性,在涉及有水的此类房间周边的结构构件,一般不考虑采用预制构件,而采用现场现浇混凝土进行施工,更能保证工程的质量。
        3.4采用BIM优化整体设计
        对于BIM技术来说,其最大的优势就是能够提升整体的设计效果,在实际的使用过程中其有着较为明显的优势和特点,通过对BIM技术的整体使用,能够保证建筑工程得到更加有效的优化,同时传统设计工作以纸面为主,但是在使用BIM技术之后能够将二维的设计图升级为三维设计图,观看更加的立体,查错补缺的功能性更强,因为通过对各种模型的观察,能够更为容易的发现各种问题,结合相关的问题来对其进行解决和修改。最后在BIM技术的使用上,能够更好的使用可视化和模拟特点,总结后明确给出一种对建设施工中较好的设计和安排,最后使得整体的效果得到提升,将各种可能出现的问题都降到最低,全面的让其满足整体设计要求。[5]
        4总结
        综上所述,当前在我国的预制装配式建筑施工过程中,需要更好的考虑好建筑结构体系的设计和安排,而对于预制装配来说,结构设计是重要的一环,所以针对具体的设计工作需要制定有关规划,合理使用科学管理计划,充分的把握设计要点,切实的提升设计水平。
        参考文献
        [1]选择预制装配式建筑结构体系与设计研究[J].卢鹏.建材与装饰.2019 (18)
        [2]预制装配式建筑结构体系与设计[J].韩小青.建材与装饰.2019(33)
        [3]预制装配式建筑结构体系与设计[J].高红耀.四川水泥.2018(02)
        [4]预制装配式建筑结构体系与设计[J].孟皓.四川水泥.2018(02)
        [5]预制装配式建筑结构体系的分析[J].朱江.住宅与房地产.2018(25)
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