浅谈装配式建筑设计的注意点 高大伟

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:高大伟
[导读] 摘要:近年来,随着社会经济的快速发展,我国的建筑事业正在不断崛起。
        泰安市联强远大住宅工业有限公司  山东泰安  271000
        摘要:近年来,随着社会经济的快速发展,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。同时,装配式建筑也打破了传统建筑施工时间长、效率低的局限性,在建筑工作上获得了更广阔的发展前景。
        关键词:装配式建筑;设计
        引言
        随着现代科学技术在建筑领域的广泛应用,建筑行业得到了快速发展,建筑设计也呈现出多元化的趋势,其中就包括装配式建筑。区别于传统建筑,装配式建筑具有施工过程简单、结构安全性高、绿色环保、成本低等优势,这为装配式建筑的推广奠定了基础。然而,作为一种创新的建筑形式,装配式建筑在结构设计方面的要求也显著提升,相关结构设计要点更加明确,这对于装配式建筑整体质量与安全性的提升有着积极的影响。
        1装配式建筑的发展
        装配式建筑是指预制构件在工地装配而成的建筑。在信息化时代,现代信息技术给建筑行业注入了科技的力量,正在逐步推动传统建筑行业转型升级,争取早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标。很早之前,英、法等发达国家开始率先尝试在建筑工程项目中采用装配式建筑的方法,并取得了不错的成效。装配式建筑经过大量的真实案例得出结论,其具有建造速度快、建造质量良好、投入成本低、建材损耗低、绿色环保等优势。因为我国建筑垃圾占城市垃圾的份额比较大,所以建筑垃圾在得不到有效处理的前提下会给城市生态环境造成影响。建筑行业要想从源头上彻底解决产生的建筑垃圾问题,需要贯彻落实绿色节能建筑理念,装配式建筑模式是一种有效途径。现阶段,装配式建筑已经深受国家、当地政府、人民群众的青睐,在推动建筑行业的升级转型中起到重要作用,可以说,装配式建筑的发展前景非常乐观。
        2装配式建筑设计要点
        2.1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。
        2.2预制装配剪力墙的结构设计
        预制装配剪力墙结构主要是以剪力墙和梁板作为建筑物的主要受力结构。预制剪力墙可以分为全预制剪力墙机构和半预制剪力墙结构,具体的结构体系设计一定要满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)这些标准规范。在结构体系设计中一定要遵循以下几点。一是剪力墙在横纵布置的安排上一定要根据实际情况进行,最好是在端部山墙结构的俩侧设置预制承重板。

内部墙体可以用预制承重板和预制轻质填充物进行设置。第二点,竖向的抗侧力构件可以利用浇筑连接带与受力钢筋浆锚融为一体,以确保结构的整体性。三则是在构件连接间的设计上,一定要传力明确、结构稳定,使装配式建筑结构具备良好的抗震能力。如果在同一层的建筑施工中出现了现浇剪力墙和预制剪力墙,在这种剪力墙结构当中,抗震设计应该通过VuE=0.6fyAsd+0.8N这样的计算方式来施工。其中VUE代表剪力墙水平接缝受剪承载力,N:fy为钢筋垂直穿入结合面的强度设计值,N:Asd为钢筋垂直穿过结合面的抗剪面积。
        2.3立面设计
        (1)拆分设计。设计预制建筑立面时,设计人员需选择合适的布局方式,重要结构采用水平分割设计,不得拆分制作要求高且制作难度大的构件。(2)拆分预制外墙。拆分预制外墙是工程中不可忽视的结构体系。因此,在工程设计的过程中,应结合剪力墙结构拆分墙板,为便于运输构件,可将任意一间预制墙予以拆分,之后结合工程规划设计,将该拆分部分同其他墙体进行组装,最终形成一个整体。为提高组装环节的效率,减少出错,可将拆分构件做好编号,方便安装。(3)科学利用标准件。现阶段,建筑行业对建筑工程的质量安全有着较高的要求,对建筑整体美观性也具有一定的标准条件。这使得装配式建筑中的标准件设计精细化和多样化趋势明显加强,且构件的造型也更具独特性。设计人员在实施组装作业时,需考虑到美观性的要求,注重构件造型和色彩的搭配,突显建筑艺术美感。(4)合理应用非标准构件。预制装配式建筑工程中,梁、柱和剪力墙等常见的标准件可批量生产,但室内装饰装修和室内结构设计施工则需运用非标准构件,以突显建筑的个性化造型,这些非标构件需实行小批量定制生产。
        2.4预制外围护墙体的设计
        预制外围护墙体一般可采用PC填充墙、轻质条板、ALC组合大板等。PC填充墙为目前预制外围护墙最常见的做法,底部采用螺纹盲孔连接方式与主体连接,顶部采用预留钢筋,侧面采用预留接驳螺栓的方式与主体连接。此连接方式对主体结构刚度影响较大,且计算时无法准确考虑此影响,对结构有一定的安全隐患,此外PC填充墙的造价比较高。优势是PC隔墙防水性能较好。轻质条板,目前常用的为ALC条板,可以在主体结构完成后安装。常规采用钩头螺栓法或滑动S板法与主体结构连接。优势是安装方便、造价低。缺点是防水性能较差,一般仅用于防水要求不高的区域。ALC组合大板是要求在工厂里由条板拼接成满足设计要求尺寸且施加预应力的整板,ALC大板条板平接缝方向需满足设计正常使用、运输吊装的抗裂要求。ALC大板与主体同步施工,底部采用坐浆加预埋件的方式与主体连接,顶面和侧面采用预留接驳螺栓的方式与主体连接。由于和主体同步施工,且有连接件相连,故防水性较好。ALC组装大板的优势是本身为轻质、自保温墙体,对主体结构刚度影响较小,且造价大幅低于PC隔墙板。
        结语
        装配式建筑是一种新型的建造模式,要想不被建筑行业边缘化,就必须解决建筑结构设计、建造中存在的问题,比如施工成本过高、结构体系不统一、设计标准不一致等。解决上述弊端问题的有效策略有深入分析装配式建筑结构设计,掌握影响装配式建筑结构设计的因素,有针对性地筹划并建立统一的业界标准等。只有同时进行多元化措施,才能在提高装配式建筑结构整体性能和质量的前提下节约投入成本、保护生态环境,早日实现绿色建筑、绿色建造的目标。
        参考文献:
        [1]李亚楠.基于装配式建筑结构设计要点分析[J].工程建设与设计,2020(11):54-55+59.
        [2]汤兰,汤宇.装配式建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究,2020,5(10):216-217.
        [3]刘翔青.预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点分析[J].安徽建筑,2019,26(10):235-236.
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