装配式建筑结构设计要点与应用分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下第6期   作者:周玉梅
[导读] 随着社会经济的高速发展,我国的建筑事业正在不断崛起
        周玉梅
        身份证号:45033219850426****
        摘要:随着社会经济的高速发展,我国的建筑事业正在不断崛起。人们对建筑物的要求已经不再是简单的遮风挡雨,而是对环保和舒适度等方面提出了更高的要求。装配式建筑的诞生从多种角度满足了人们对多样化建筑物的需求。作为传统建筑业与先进制造业跨界互动的建筑技术,装配式建筑改变了传统建筑的生产方式与性质,使得建筑如同搭积木一般,拥有节水、节能、节时、节材等优势。因此,应当重视装配式建筑结构的设计与优化。基于此,本文详细分析了装配式建筑结构设计要点与应用策略。
        关键词:装配式建筑;结构设计;要点与应用;分析
引言
        当前,人们的生活质量得到了明显的提升,对建筑的各方面也都提出了全新的要求,安全、稳定、节能、环保成为人们追求的目标。对此,建筑业在进行建筑设计时必须满足人们的实际需求,顺应时代发展,灵活应用装配式建筑设计,进而达到降低污染、节约资源、提高效率的目的。建筑结构设计就是建筑设计人员将自己的想法和创意体现在施工建筑当中,设计者在建筑结构设计过程中要考虑建筑场地地质、抗震防裂能力等因素,将这些外界因素融入最终的设计图纸当中。
        1装配式建筑的概述分析
        简单来讲,装配式建筑就是将房屋建筑的各个部分提前加工完成,而后利用运输车运载到施工现场,工人开动机器进行拼接处理。装配式建筑相较于传统的钢筋混凝土施工,无论是整体环保性、节能性还是安全性均有着相当显著的提升。随着现代科学技术的飞速发展,建筑行业逐渐转变为制造产品,建造周期日渐缩短,在整个装配式建筑施工过程中,需要充分联合建筑数据和互联网信息技术,开展建筑构件工作,包括建筑所需要利用的骨架、墙体、地板等,成批量地完成生产并将其运输到实际施工现场,施工现场的工作者只需要结合前期设计图纸进行拼接安装即可,有效地完成装配工作。在此过程中,由于几乎全程应用机械设备操作,因而施工准确度更高,施工效率也更高,建筑安全效果更为良好,这样便能够切实地降低人力资源的投入,此外建筑残留垃圾的数量也将会有效减少,施工速度将会因此而飞速增加,由于装配式建筑所具备的诸多优势,完全可以说装配式建筑的出现是对传统的建筑结构的颠覆[1]。
        2装配式建筑存在的问题
        2.1运输问题
        装配式建筑相关构件都是由工厂直接进行生产,这就涉及构件运输的问题,在运输过程中常常会受到各种因素的影响而引发风险,对构件的质量造成不同程度的影响。一旦构件在运输过程受到破损,那么其规格、尺寸就会出现偏差,并且质量也会降低,进而无法满足相关设计标准,将对整体施工进度和质量造成极大的影响。框架吊装是工程施工中的关键环节,如果没有合理的设计,很容易出现立柱倾倒和横梁倾倒的问题,对装配部件造成损坏。
        2.2施工管理水准相对较低
        装配式建筑工程所应用的主要材料为预制构件,此类预制构件的生产通常需要由专门负责的生产厂进行,并且在开展构件制造工作的过程中往往需要配备专业的施工技术人员,在对构建配送的时候也需要拥有足够专业的运输团队的帮助。此外,在安装的过程中还需要拥有与其相互配套的安装器械;因而在预制构件的设计、运输直到后期到施工现场进行安装都需要拥有良好的施工管理的支撑。而对于传统建筑来讲,几乎都是在施工现场进行施工,无论是管理技术还是管理水平都被局限在场地以内,对于场地外的管理则存在诸多缺陷,因而传统建筑业在由传统的钢筋混凝土施工向崭新的装配式建筑施工进发的时候,有必要重点提升管理水平和技术高度[2]。
        2.3平面不规则问题
        装配式建筑设计必须以用户的实际需求为基础进行相应的设计。为了能够满足不同用户的需求,工厂在模具的生产上要更加严格,而这无疑增加了装配式建筑的建设成本,还会影响实际的使用面积,产生平面不规则问题。

因此在装配式建筑的设计中,应结合传统建筑的特点,运用现浇等方式保证整体的质量和水平。
        3装配式建筑设计科学的要点分析
        3.1分析预制装配式框架结构设计
        从预制装配式建筑结构总体来看,框架结构体系占有重要地位。与剪力墙结构相比,框架结构的质量相对较轻,而且在材料的运输过程中也比较方便。此外,类似的框架结构在楼层偏低的建筑施工中应用较多,迎合了目前绿色环保的基本理念。框架结构在施工过程当中的预制叠合板和叠合梁都是提前从工厂生产出来的,之后再通过运输到施工现场通过焊接和浇筑最终完成施工。框架结构的设计环节应该重点包括以下内容。一是要在框架结构中的焊接设计上要重点关注,充分考虑其能够承受的抗压情况,针对位置的差异也要采取不同的焊接方法。同时轴力和剪力都是影响框架内部载荷能力的重要因素。所以在结构设计的计算工作上可以分步进行。第二点就是要保证框架的整体设计一定要有平整性,尤其是要保证框架内部支柱的稳定程度。这里需要注意的是,框架内部结构中的梁柱中心线一定要处于同一平面内,并且方向一致。第三点,对于装配式建筑中的梁和柱来讲,在交接处要以刚接点的方法进行,使底部筑基更加牢靠,混凝土的等级一定要在C30以上[3]。
        3.2模数化
        模数化是装配式建筑的基础,科学拆分是实现装配式建筑结构标准化的关键点。由此可见,构件结构的科学拆分是装配式建筑结构的重中之重,也是装配式建筑结构设计的初步阶段,对装配式建筑结构受力状况影响较大。其既要保证生产与运输过程能够顺利进行,考虑构建的安装工序、难度与施工成本,同时也要确保能够被装配式建筑结构所适用,促使装配式建筑结构标准化设计。在该装配式建筑结构设计中,以标准化与模数化为设计原则,依据实际应用中的使用要求,并将BIM技术应用到装配式建筑结构构件的拆分过程中,对于关键部位的受力点结合力学进行分析与计算,设计出尺度合适、耐久性较高的构件模型,使其满足抗震与使用需求,进而减少了装配式建筑结构间的误差,提升装配式建筑结构总体的合理性[4]。
        3.3技术体系的完善优化
        虽然装配式建筑在我国的发展不够成熟,但是在国外的发展时间已经是相当长远的,许多发达国家都拥有独属于自己国家性质、状态的装配式建筑结构技术体系,所以针对性地研讨发展独属于我国的装配式建筑结构技术体系也是相当重要的,通过具体化、配套化和系统化的设计来完成对产品的主要结构的设计工作,包含系统设计装配式建筑的施工设备、主体结构和厨卫等部件。保证研发出的结构体系能够更好地推动工业化生产和施工活动的建设。此外,我国部分单位面临着模数不协调的问题,所以应该形成崭新的集成技术,用于推进针对构件的制作处理,此举可以促使建筑产品部品构建体系朝向更为完整的方向建设与发展[5]。
        结束语
        综上所述,装配式建筑在现代化社会中满足了“绿色建筑”的环保要求,是我国建筑行业持续发展的必然选择。因此在装配式建筑的设计过程中,设计人员要充分掌握设计流程,对整体布局和技术等重点内容进行保障,最终使设计出来的建筑结构能够满足装配式建筑的基本要求。
        参考文献
        [1]刘畅.建筑结构设计中存在的问题与解决对策[J].居舍,2019(35):95.
        [2]李萃.分析与探讨装配式建筑结构设计关键点[J].绿色环保建材,2019(12):101.
        [3]孙雄.试论房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺[J].建材与装饰,2019(34):106-107.
        [4]嵇蕾.装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素分析[J].河南建材,2019(06):240.
        [5]王军.装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素[J].智能城市,2019,5(20):67-68.
       
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