装配式建筑结构设计要点分析 刘蕴哲

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:刘蕴哲
[导读] 摘要:随着社会经济的发展,我国的装配式建筑有了很大进展,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。
        北京市燕通建筑构件有限公司  北京市  102202
        摘要:随着社会经济的发展,我国的装配式建筑有了很大进展,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。但是在装配式建筑发展过程中,要注意重点掌握其设计要点,只有这样才能让装配式建筑有一个稳定的发展空间,有效规避在建筑过程中的安全隐患,提高施工效率。
        关键词:装配式建筑;技术应用;结构设计
        引言
        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。
        1装配式建筑常见的结构体系
        针对房地产工程项目,我国房地产工程项目在建造过程中采用现浇建筑模式。因为国家及地方政府想要争取早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标,所以在科研技术、现代信息化技术的助推下,建筑行业必须调整建造方式,以绿色建造方式实现节约资源、降低成本、保护环境等短期目标,推进建筑行业高质量发展。随着城市化进程的不断深入,对建筑物的需求量显著增加,对于建筑行业而言,是一次良好的发展机遇,建筑行业应当考虑以及预测未来很长一段时间内的住宅类建筑工程项目发展的主流趋势;应当及时调整住宅建造方式,尽早填补房地产市场的大缺口,满足人们的购房需求。装配式住宅建筑完全可以满足房地产市场的大缺口,它可以利用工业化的生产方式大批量制造房屋构件,在施工场地仅需要完成构件的组装工作,这种方式既可以提高住宅类建筑工程的建造速度和质量,又可以减少不必要的资源损耗,对生态环境起到保护作用。历经多年,经过数百上千位优秀设计师的努力,装配式建筑的应用更具多样性、灵活性,促使装配式建筑拥有多种结构体系。比较常见的结构体系有巨型框架结构体系、钢筋混凝土板式结构体系、剪力墙高层住宅体系等。这三种结构体系的优势和劣势如下:(1)钢筋混凝土板式结构体系的优势是建造速度快、抗震性能好、相关施工技术比较成熟;劣势是投入成本高、连接方式多、连接难度大;(2)剪力墙结构体系的优势是技术成熟、应用范围广;劣势是现场安装工作量大、造价成本过高;(3)巨型框架结构体系的优势是增加建筑物的使用空间、适用于大空间建筑,劣势是应用范围受限。一般情况下,住宅类装配式建筑使用剪力墙结构,商场类建筑使用框架式结构。
        2装配式建筑结构设计要点
        2.1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。


        2.2预制剪力墙结构竖向受力钢筋的连接设计
        1)就目前而言,工作人员在工程建设过程中使用预制装配式结构竖向钢筋连接的方法主要分为机械连接、浆锚连接、套筒灌浆连接这三种类型。现阶段我们在施工过程中使用最为广泛的是连接类型为套筒灌浆连接法。在对采用套筒灌浆连接法的预制构件进行试验过程当中,采用套筒灌浆连接方式能够提高钢筋之间连接的稳定性,这就使得这种方式在装配式混凝土结构施工过程中被广泛地推广和应用,在一定程度上能够提高建筑施工的质量以及建筑内部结构的稳定性。此外,对于灌浆套筒连接方式而言,其与现浇混凝土的结构之间存在较强的相似性,同时,在竖向钢筋剪力墙安装过程当中也能提高建筑资源的使用效率。2)在对预制构件设计过程当中,施工人员要选用直径较大的钢筋。在安装套筒过程中要选用间隔交错方式安装方法,这样不仅能够降低安装过程中套筒使用的数量以及钢筋的用量,还能提高竖向钢筋之间的连接性,从而在保证施工质量的基础上提高施工的效率。此外,如果钢筋的结构刚度较大,那么在预制剪力墙体上下层安装过程当中,要采取半刚性连接设计法,同时,如果墙体自身的结构受到预制构件整体结构刚度的影响,那么就要将前期的两排钢筋布置方案改变为一排布置,这样才能提高钢筋连接筋的抗震能力以及连接稳定性。
        2.3结构节点设计要点
        (1)注重装配式结构各个连接节点的安全性能,确保使用过程中受力均匀和传力合理,保证节点部位的计算分析结果与装配式结构实际受力情况一致;(2)节点位置的防水与防火均是需要重点考量的问题之一,结合建筑结构合理应用防水与防火材料,降低施工质量风险,开展一系列的功能性设计;(3)装配式节点的连接需要给予充分的重视,目前来看,预制装配式建筑结构的节点连接技术主要有螺栓连接、浆锚搭接、套筒灌浆连接及抗剪键槽,设计时根据实际需求加以选择;(4)对于预制装配式建筑结构设计来说,其关键在于构造节点设计,要求外墙板的门窗洞口及接缝等部位均需要满足建筑装饰需求、物理性能及力学性能。
        2.4通过具体的建筑构件优化设计方法
        建筑基于装配式建筑的特点要求,比普通住宅更重要的是规范化的设计体系,让我们更加严格。装配式建筑的需求日益增长。不仅注重内部功能,而且对外部设计提出了更高的要求。传统的有序规范的建筑结构正逐渐被这种趋势所淘汰。有意识地在建筑中添加不同种类的预制构件,使整个建筑看起来更加丰富多彩。层次化的外观形象可以得到更多消费者的青睐。例如,对于走廊式或厅式组合,需要根据实际匹配调整空间构件模块。同时,根据建筑空间利用率和区域的不同特点,对原有的设计布局构件也要求进行修改和调整。
        结语
        综上所述,时代发展过快会给传统行业造成较大的影响,建筑行业要想避免被快速发展的时代所淘汰,应当加速改革、创新工作。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:
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        [4]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.
        [5]杨晓玲.装配式建筑结构设计要点分析[J].中国标准化,2019(20):55-56.
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