预制装配式建筑结构体系改革设计与发展研究

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月8期   作者:魏永水
[导读] 我国有一个庞大的建筑市场,为此预制装配式的建筑获得了更多发展机会
        魏永水
        枣庄市山亭区住房和城乡建设局,山东枣庄277200
        摘要:我国有一个庞大的建筑市场,为此预制装配式的建筑获得了更多发展机会,有着良好发展前景,已经成为未来建筑产业发展的方向之一。当下预制装配式的建筑结构体系还有一些不足的地方,需要强化设计,进行不断的完善;还要从满足绿色建筑的角度出发,合理应用预制装配式建筑结构体系,以促进建筑产业的长远发展。
        关键词:预制装配式;建筑结构体系;改革设计;发展研究
        最近几年,我国的城市化建设脚步不断加快,城市人口数量逐渐增多,人们对于建筑物有着更高的要求,所以建筑物的建设应有一些改变。此时,预制装配式的建筑结构出现,呈现工业化的建筑方向,可以让建筑物中一部分或者全部的构件在工厂内进行预制,接着运输到施工的现场,然后在施工现场进行组装,建成预制式的建筑物。此种建筑方式是对建筑思维的创新,虽然有一部分建筑构件需要进行预制,但是施工现场也需要进行浇筑施工,并不是简单的“搭积木”,为此建筑质量可以保证。下面就预制式建筑结构体系的设计改革与发展进行简要研究。
        1 预制装配式建筑结构体系的改革设计
        1.1 设计方向
        在建筑领域中,预制装配式的建筑结构体系是发展方向之一,因此,要关注其的改革设计。站在不同地区的抗震标准和节能标准出发,需要强调预制装配式建筑结构的适应性设计,另外,必须要确保预制效率以及质量的提升。基于此,针对预制装配式建筑结构的设计,应当遵循由简单至复杂、由低级至高级的设计思路进行,进而逐渐提升预制装配式建筑结构体系的设计水平。此时,设计人员必须要了解到此种结构体系的不足,思考怎样能充分展现该结构的优势,然后对施工技术进行优化,尽量减少劳动力的投入,改变建筑周期长的现状。针对结构体系进行不断的改革和优化,让更多的构件可进行自动生产。此过程中,必须要注意预制装配式的建筑结构体系有着非常多的要求,技术水平必须高,设计更加规范,这就要求设计人员必须掌握更多力学知识,并将其与结构体系设计融合到一起,知道每个结构特点,创新设计,必须保证建筑的质量;可以尝试一些新的制造技术,以求不断提升此类结构的安全性,建设可靠的建筑物,提高建筑水平,促进城市化发展[1]。
        1.2 框架结构体系的改革设计
        在建筑领域中,常见框架结构,对于其的组装,关键点就是预制叠合板和叠合梁部分。其中的部件生产,可在工厂之内完成,之后运输到施工现场实施浇筑以及焊接。但是要从施工质量保证的角度进行思考,需要注意以下几个方面:
        其一,总体结构组成应当足够规则和平整,才能将需要支撑的部份支撑起来,并有着较高的韧性和强度,具备足够承载力。并且,必须保证各梁柱结构之间的轴线处于平行状态。其二,处理好梁柱间节点位置,设计的框架必须稳定,刚性满足建筑设计要求,使用的混凝土强度超出C30,其三,建筑物所在地不同,具体的承载力要求更是不同,为此,应运用科学方式进行建筑内部结构的构件的焊接。如果是扭矩或者弯矩等一些承担剪力的地方,必须要详细计算其需要承担多大的力,然后制作符合要求的构件。
        1.3 剪力墙结构体系的改革设计
        预制装配式的建筑结构体系包括剪力墙、板结构、梁结构等,还有一些预制的混凝土构件组成,比如预制墙板、层合板、叠层梁等。以上这些部分,尤其要注意剪力墙的设计,一定要从实际情况出发,运用合适结构形成剪力墙。剪力墙可以分成半预制形式和全预制形式。想要确保结构质量,应从以下几个方面,考量预制装配式剪力墙结构的设计[2]。
        (1)着重设计承重墙板
        装配式的剪力墙结构中,承重墙是必不可少的部分,其在受力体系中占据着关键位置,所以一定要强化此部分的设计。

主要从两个角度着手,一方面是承载墙内力的计算,另一方面是承载墙抗测力的设计。针对竖方向的抗测力的设计,必须确保承重墙的水平与竖向的连接关键部分有效连接在一起,强化连接设计和抗震设计,进而提升装配式承重墙板的整体性能。
        (2)预制构件的连接模式和连接点
        剪力墙结构的设计之中,一定要确保预制的构件间有着良好连接性,每个连接位置够处在稳定状态之中。此外,还要让各个点的传力良好,强化结构的可靠性。如果在具体施工的时候,检查出剪力墙连接点的抗震性能不良,必须及时改进此连接点,具体措施有换成直径更大的钢筋,以提高强度,才能保证此部分预制构件合乎建筑要求[3]。
        (3)强化预制构件的预制加工和现场拼装
        针对剪力墙的结构来说,每个部分的设计都要考虑到后期的实际施工,让每个结构和拼接位置都在合理范围内。以竖向的拼缝为例子,尽量减少受力较大部分的出现,尽可能应用一些标准构件,这样才能方便前期的预制加工以及后期的拼装施工。设计的过程中,必须依照标准进行预制构件的加工和运输,还有后期的吊装,针对这些环节进行验算,从而保证每一个环节都不会让预制件受到影响,避免开裂或者弯折的问题出现。
        2 预制装配式建筑结构体系的发展趋势
        国家已经针对建筑领域中的预制装配式建筑结构体系,给出发展方向。在国家的相关文件中已经指出,装配式建筑结构体系的装配过程不需满足国家规定,选择的装配构件必须达到质量标准,方便安装与施工。当下,预制装配式的建筑需要运用浇筑刚性节点以及叠合技术的方式实现各部分的连接,而应用太多浇筑,就不能显示出装配式建筑优势,所以,应积极尝试全铰接框架结构的使用,在低层建筑或者以竖向荷载力为主的建筑之中,更多使用此连接方式。除此之外,建筑物需要考虑到抗震性能,也可优先选择铰接方式的框架结构,此种结构还被称作混合连接结构。而针对高层的建筑,可以试着运用节点连接方式,也就是铰接加刚接的方式,不但能够体现出预制装配式的建筑结构体系优点,还能让建筑物具备更强的抗震力和抗风力。而就高层或者超高层的结构而言,应用预制装配式技术可具备更高的经济性[4]。
        工程师设计房屋以及建筑师建筑房屋的时候,应当做全面综合考虑,将预制装配式的结构特征和优势凸显出来,但是不可过度的应用。虽然此结构可以提升施工的速度,也可以保证建筑质量,可是前期投入成本也比较很高,特别是预制装配剪力墙结构,必须使用数量非常多的钢筋,施工过程也较为复杂,每个构件的边缘一定要进行现场的浇筑,并不适合每一种建筑工程的施工,所以,设计时应当考量实用性。当使用预制装配式建筑结构可以节省投入成本、方便施工、保证质量的时候,才应该极力推荐此方式。另外,随着建筑形式越来越复杂,实际所用到的预制装配式结构会对设计师提出更高的要求。不但要保证设计理念高出原有水平,还应当不断提高施工标准,运用新兴的结构概念以及力学知识去设计预制装配式结构的建筑物。此时,设计师需要不断学习新的知识,创新设计理念,进而把握预制装配式的建筑结构体系的要点,设计出符合建筑要求的建筑物。
        3 结束语
        综上所述,预制装配式的建筑结构体系有着突出的优点,施工方便、施工速度快、建筑整体性能良好,为此,在未来的建筑工程项目中,应结合具体情况使用预制装配式结构,从而实现绿色建筑,节省施工成本,促进建筑产业水平提升。
        参考文献
        [1]张渊.预制装配式建筑结构体系改革设计与发展[J].北方建筑,2018,003(001):25-27.
        [2]徐立伟,杨如茵.预制装配式建筑结构体系改革设计与发展[J].住宅与房地产,2018,No.503(18):18.
        [3]安怀元.预制装配式建筑结构体系和设计探讨[J].建材发展导向,2020,018(004):183.
        [4]杨丽.预制装配式建筑结构体系与设计研究[J].冶金丛刊,2018,000(009):231-232.
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