摘要:随着人们对建筑 要求的不断提高,如今传统的建筑形式已逐渐不再能够满足人 们的要求,在此背景下,装配式建筑得到了越来越广泛的应用。相较于传统形式的建筑而言,装配式建筑的最大优点体现在其 的施工速度快、施工效率高、施工质量好以及环保性能佳,但是 装配式建筑的结构设计是一项较大的难题,其必须要把握住关 键要点,才能够设计出符合要求的建筑结构方案。本文主要基 于装配式建筑结构设计要点进行了分析,希望能给相关工作带 来一些启发和助益。
关键词:装配式建筑;建筑结构;设计要点;分析
1、引言
当前随着我国建筑行业的高速发展,人们对建筑各方面的 要求都在日益提高,特别是对建筑结构形式方面提出了很高的 要求。近现代的建筑形式正在日益呈现出多样化趋势,一些新 的建筑形式渐渐出现在人们的视野当中,装配式建筑就是其中 之一。就建筑行业的发展形势来看,装配式建筑将成为未来的 主要发展趋势。但是就我国的装配式建筑发展现状来看,由于 我国在这方面起步较晚,所以目前尚处于初级发展阶段,无论在 建筑高度、功能、施工技术还是运输条件等方面都仍有诸多限 制,在装配式建筑结构设计方面亦有诸多不足。所以,当务之急 是要改善这些问题,尤其要改善结构设计。以下就结合实际来 谈谈装配式建筑结构设计要点,仅作抛砖引玉之用。
2装配式建筑结构设计要点
2.1设计流程
在装配式建筑结构设计的过程中,首先要把握好的一项要 点是其设计流程,只有对设计流程进行不断优化,才能够设计出 符合要求的结构方案。装配式建筑本身就与传统形式的建筑存 在很大的差异,所以在具体的结构设计过程中也有所不同。在 对装配式建筑进行结构设计之时,仅考虑建筑自身的功能、质量 及美观是远远不够的,还需要充分考虑到各类预制构件的工厂 生产、运输及现场装配等问题。在整个装配式建筑的施工过程 中,无论哪一项环节的工作都必须要做好,否则任何一项环节出 现了差错,都会直接影响到建筑质量。尤其是装配式建筑结构 设计需要贯穿于建筑施工全过程当中,而非仅仅在前期进行设 计。再者,还要在保证装配式建筑结构设计方案可行性的同时,对各个部分的构件进行进一步细化设计,并根据实际情况适当 简化生产工序,以尽可能地降低施工成本及现场装配难度。
2.2布局方式
就现状来看,由于受高容积率的影响,我国很多建筑都在规 划布局上面受到许多限制,特别是对于装配式建筑而言,其不但 要考虑到规划布局问题,还需要考虑到工艺流程的问题。例如 预制构件的运输车流线、塔吊位置以及构件堆场等的布局,均是 重点内容。布局设计上必须要易于装配,这样才能够优化施工 流程,降低施工难度。并旦还应当要对套型的组合拼接方式和 体型系数等进行合理设计,在保证装配化与功能性的同时,尽量 避免对立面的影响。由于装配式建筑的整个布局过程往往会涉 及到很多方面的协调,所以必须要多方协调妥当,这样才能够保 证后续工作的良好配合。
2.3标准化类型
在装配式建筑结构设计中,只有尽量达成更多的标准构件,才能够有效缩短施工工期、减少模板用量以及降低建筑成本。由于我国的装配式建筑起步较晚,目前尚处于初级发展阶段,所 以在施工工艺等方面尚不够完善,这导致了部分主要的承载构 件还不能实现装配化生产。而现阶段的装配化主要指的是两部 分:现浇和装配。在具体的结构设计过程中,只有保证结构空间 规整,才能够满足建筑要求。这需要不断提升其标准化程度,如 将多个标准单元通过拼合复制的方式组成标准层平面。还要提 前根据具体的户型模块和交通核模块等来规范空间结构设置;一般对于户型模块的设置,可以参考室内空间结构,对客厅、卧 室开间等进行合理的布置;而对于交通核模块的设置,应当重点 对楼梯、走道、电梯井、机电管井等进行合理的布置。再者由于 现代人对建筑空间的个性化需求越来越高,所以在设计时还应 当要考虑到业主的个性化需求,应用不同的平面组合类型。
另 外,在设计中还需要注意的几点问题是:门窗洞口应保证上下对 齐,有水房间应进行集中布置,外墙要做好防水处理。
2.4平面模数化
现阶段在建筑行业内多是以300为模数来统一建筑各方面。不过,随着近年来装配式建筑的不断发展及广泛应用,根据装配 式建筑的实际需求,模数的实际意义又有了更多的拓展。一方 面,相同构件数量决定了具体的模板数量;另一方面,模板数量 又影响着项目周期和整体投资。可见,这一过程是互相影响、环 环相扣的。在装配式建筑结构设计过程中,应当尽量采用相同 模数,因为这样可以有效提升模板的重复利用率。同时还要配 合好插座和设备开口等要素,以方便后期的施工安装。
2.5结构技术体系
在装配式建筑结构设计中,结构技术体系是一项非常关键 的问题,也是必须要把握好的要点之一。只有对结构技术体系 进行不断优化,才能够满足实际设计要求。所谓“结构技术体 系”,可以泛指为所有与结构设计有关的技术体系。结构技术体 系的合理与否,直接关系着装配式建筑结构设计的成败。一般 情况下,在我国的装配式建筑中最常用的结构技术体系主要有 三种:一是整体框架结构,二是装配整体式剪力墙结构,三是叠 合剪力墙结构。在具体的设计过程中,应当要充分考虑到实际 情况,进行合理的选择。例如,如果在装配式建筑中应用平面构 件,则可采用叠合板和叠合梁;如果在装配式建筑中应用剪力 墙,则可采用单面或双面预制的叠合剪力墙。另外,连接形式也 要进行合理的选择,有时需要采用逐根连接,有时需要采用集束 连接,这些都很关键。
2.6预制构件
预制构件是装配式建筑中十分关键的一项环节,预制构件 质量的好坏直接决定着装配式建筑的成败。在预制形式和预制 部位的设计过程中,都应当要根据建筑的特征、结构体系以及预 制装配率等进行合理设计。最先要考虑的是叠合梁、楼梯、阳台 等水平构件的预制问题;再就是预制式外墙的设计,一般外墙保 温都是与装饰为一体,但注意在施工过程中应当尽量减少使用 外部脚手架。
2.7预制构件节点
在装配式建筑结构设计中,预制构件节点的设计是一项重 难点问题。预制构件节点主要影响着建筑的功能和结构抗震性 能等。通常在预制构件节点的连接方面,都是采用的钢筋、套筒 或者预埋件等。在预制构件节点的设计中,应当先对现浇混凝 土结构与预制构件之间的节点连接进行优化,再对预制构件互 相之间的节点连接进行优化,同时控制好成本问题。
3 结语
出综上所述,现如今,随着建筑行业的不断发展,装配式建筑 在我国得到了越来越广泛的应用。装配式建筑与传统建筑形式 相比,具有施工速度快、施工效率高、施工质量好以及环保性能 佳等优点,因此具有很好的发展空间和前景。但是,前提是要对装配式建筑结构进行优化设计,保证其结构的科学性与合理性。
在具体的装配式建筑结构设计中,主要需要把握好设计流程、布局方式、标准化类型、平面模数化、结构技术体系、预制构件以及预制构件节点等要点,这样才能够设计出符合要求的装配式建筑结构方案。
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