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摘要:目前在建筑工程施工中,预制装配式施工技术已经成为十分常见的施工形式和施工手段。为了能够有效推动建筑行业预制装配式施工技术的创新发展,本文详细探讨了该建筑结构设计方法的设计流程和基本特点,共同探讨了预制装配式建筑结构设计方法,以期能够促进我国现代化建筑的创新发展。
关键词:预制装配式;建筑结构;设计方法;
在传统施工方式中,施工人员需要首先固定楼房的框架,然后使用人力进行水泥混凝土的浇注。传统施工方式很容易受到周围环境和气候变化的影响,对于劳动力专业技术的要求,非常高,一旦出现问题,很容易影响建筑工程施工质量。预制装配式建筑结构施工方式,能够有效避免以上所有问题,通过规模化生产装配构架,能够有效提升施工效率,保障施工质量,减少各项资源和能源的消耗,促进建筑行业的可持续发展。
一、预制装配式建筑结构应用现状分析
预制装配式建筑结构指的是采用先进的预制装配式技术,进行施工建筑的一系列建筑物[1]。该建筑施工技术跟传统施工模式相比有很大的差别。预制装配式建筑结构设计,是在构建工厂中提前加工好施工构架,并把施工构件运输到施工现场进行现场装配的一种施工模式,相比,传统施工现场需要现场进行混凝土浇注的施工方式,有效减少了露天施工时间,并减少了周围环境因素和天气因素,对于建筑工程施工质量造成的影响,有效提升施工效率,实现了我国现代化建筑施工技术体系的创新。
预制装配式施工设计在我国国内的应用比较早,可以追溯到上世纪80年代,但是受到了当时经济因素和技术因素的制约,因此该技术的创新发展速度比较缓慢,直到2013年我国颁布了相关绿色建筑贯彻落实方案之后,重点强调了对预制装配式建筑施工技术的应用,这才引起社会各界对该技术的广泛关注,并有效促进了该技术的推广和普及。目前来说,我国装配预制装配式施工技术的理论体系还不够完善,尤其是在整体建筑结构,保温性能和抗震性能方面还存在不足之处。需要结合当前该技术应用现状,优化设计流程,提升施工质量。
二、预制装配式建筑结构的设计工作流程
1.前期准备阶段
预制装配式建筑结构的设计工作跟常规的建筑工程施工设计工作不同,该建筑结构的设计准备工作要更加复杂,需要工作人员能够提前做好充分的调研工作,了解建筑项目的建筑规模、建筑功能需求、建筑投资成本概算和建筑施工环境,工作人员还要全面地掌握项目施工各方面的文件资料,这样才能够为后续设计工作的开展提供更加全面客观的基础性信息资料。工作人员在前期准备阶段,需要针对于预制装配式施工技术的可行性、可靠性、安全性进行有效论证,详细的分析该施工技术的工作路线,从而确定出建筑工程预制构件的生产标准要求。
2.方案设计阶段
随着建筑行业的创新发展,当前建筑设计主要采用了三维设计手段,分别从立面和平面两个角度共同完成建筑工程设计方案[2]。立面设计,也就是采用垂直于地面方向的一种构件设计方案,在设计过程中工作人员对于构建加工和装配的难度要有充分的了解,这样才能够制定出可行性更强的施工方案,工作人员可以适当的在施工设计过程中,考虑建筑立面的个性化和多元化设计。平面设计则主要是建筑物楼板的设计方案,一般在该设计方案中,主要采用了标准化和系列化的设计手段,通过该技术的应用已达到减少施工成本消耗,提供设计质量和设计。
3.初步设计阶段
在建筑物结构设计当中,工作人员出于对设计效率的考虑,一般会采用协同设计方式进行,也就是分专业的按照不同的建筑区域进行结构设计,最终再把所有的建筑结构结合在一起成为统一的建筑施工方案。在预制装配式建筑结构的施工设计过程中,结合现代化信息技术的应用,可以借助于BIM技术优势,来发现建筑设计方案中存在的重叠问题和冲突问题,提前制定出有效的解决措施,提升设计效率和设计质量。
4.施工图设计
在初步设计完成之后,就需要进一步进行详细画的施工图设计,工作人员要结合初步设计方案,作为主要的设计框架,进一步进行各个施工部位的详细化设计工作,收集在建筑施工过程中需要使用的设备、装置等各项设施参数,考虑不同设施的布置位置、安装位置等内容,从而制定出更加科学合理的预留预埋施工设计方案,满足施工阶段,对于施工图纸的设计要求,对于施工图纸起到一定的指导作用[3]。
5.构建加工图设计
在预制装配式建筑结构设计当中,构件加工图纸设计属于非常重要的工作环节,要结合施工图设计内容,针对于建筑物使用的构件尺寸和构建性能进行详细设计,这是后期构建加工的主要数据来源。在该设计工作开展阶段,设计单位和加工厂家单位的意见要融合,其中,在设计中详细地考虑后期预埋连接的安装、吊装等施工需求,保障构建加工图设计更加精确精准。
三、预制装配式建筑设计的基本特点分析
1.精度较高
预制装配式施工技术跟传统的施工形式相比,差距性比较大,对于各个施工环节的时候,协同性要求非常高,要求需要按照步骤有序地开展构建加工工作、共建装备工作,优化施工资源配置,不断地提升构件的加工质量和装配精确度[4]。正是因为对于施工技术和施工形势的要求,非常高,预制装配式建筑结构设计的基本特点是高精确度。
2.模块化
在建筑施工过程中,由于采用了预制装配式建筑结构,在施工中构建尺寸和构建形态都是按照特定的空中空间,按照顺序装配而成,也因此在施工过程中工作人员需要具备模块化思想,不管是建筑构件的施工设计、施工图纸、施工管理工作要求,都包含有十分突出的模块化特点。
3.信息化
预制装配式施工技术具有信息化特点,主要是由于近些年来比较流行的BMI术应用[5]。该技术具有协同设计和仿真模拟等功能,还能够通过碰撞设计检测,来了解建筑结构设计方案当中存在的问题,有效地起到优化建筑结构设计方案的结果,避免在设计方案中存在建筑施工问题和管理问题。
四、预制装配式建筑结构设计分析
在方案设计中,需要严格遵守模块化设计原则,优化建筑设计中的模块设计尺寸和设计种类,提升设计的标准化特点。在突出模块化原则的同时,也要考虑建筑物个性化设计,要求,借助于色彩和纹理的变化,以及阳台的位置和阳台的形状变化,为建筑物设计赋予个性化特点。预制装配式建筑结构设计中,要在满足施工质量的前提条件下,尽可能的减少各种构件的种类设计,增加同类构件的设计数量,能够帮助实现批量化的建筑构件生产,减少加工成本。该设计对于协同性要求也非常高,除了常规的孔洞、预埋件设计要求之外,还对于构架的装配有十分明确的要求,需要工作人员在设计中尽可能的减少该施工技术,对于整体建筑结构,力学性能、保温性能的影响。
结语
综上所述,在建筑施工过程中,应用预制装配式建筑结构设计技术,要详细的了解该结构设计的特点和设计流程,实现建筑施工技术的创新,促进我国建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]艾菲玛·艾合塔木,陈国新,翟新铭.装配式混凝土结构设计方法研究[J].四川建筑科学研究,2020,46(02):63-68.
[2]顾云凡,陆志祥,刘扬,陈强,杨思远.基于BIM的装配式建筑结构设计研究[J].建材发展导向,2019,17(04):22-25.
[3]王海峰,王春杨.装配式建筑结构设计方法浅析[J].居舍,2018(26):128+252.
[4]闫朋,高程.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法探析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(15):120-121.
[5]汤清平.论BIM技术下的预制装配式混凝土结构设计方法[J].山西建筑,2017,43(06):60-61.