装配式混凝土结构设计技术要点

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:田翠
[导读] 摘要:目前,装配式建筑处于技术发展初期,施工技术还不够不完善,工程造价对比传统建筑项目略有提高。
        北京构力科技有限公司  北京市  100013
        摘要:目前,装配式建筑处于技术发展初期,施工技术还不够不完善,工程造价对比传统建筑项目略有提高。因此,本文在总结部分装配式混凝土主体结构的设计和施工关键技术要点,旨在为同类装配式建筑工程项目提供参考建议。
        关键词:装配式;混凝土结构设计;技术要点
        1 装配式建筑的特点
        和传统建筑模式进行比较,装配式建筑属于一种具有单独系统的工程体系,施工单位在应用装配式建筑的过程中,具体的应用中只能将施工部分提出的要求做到满足,以至于设计部分所提出的要求无法得到满足,最终装配式建筑无法在建筑工程项目中实现一体化设计以及施工目的。应用管理水平的缺乏不仅对装配式建筑带来了实际应用质量的影响,而且使装配式建筑实现可持续发展遭到了阻碍。装配式建筑在创新和发展中发挥着促进和推动的重要作用,是经济实现转型以及升级的一种关键举措,在城市建筑行业实现现代化发展中具有强大的推动力,具备了以下几大优点。
        1.1 施工装配化
        所谓的装配式建筑,其关键作用是在工程中大量生产标准化的预制构件,接着将构件直接运输至具体施工现场完成施工安装,对于脚手架以及湿作业而言,施工现场非常少,尤其可以节省砌筑以及抹灰等环节,实现了施工效率的大大提高,不仅可以将现场施工时间在一定程度上进行减少,实现施工工期的缩短,项目计划能够提前顺利完成,而且还可以使施工得到预测性的提高,准确掌握实际施工进度。在提高施工工艺水平时,可以利用模块化设计,选择使用最先进化的装配施工手段,不仅可以让施工质量以及效果得到保证,同时还可以使工程材料得到节约。
        1.2 构件生产具备了一定的工业化
        装配式建筑在安装构配件过程中具有一定的质量标准以及施工技术,在外界环境相对稳定的情况下按照具体的作业流程展开生产工作,有效防止因为人为以及外界因素在构件质量上产生的干扰,确保构件具备优良品质,提高建筑整体质量,达到持续施工目的。现场所采用的机械化吊装以及节点施工形式,使劳动强度得到了降低,并且保证了建造期间的安全性。通过 BIM技术的有效使用,有利于优化构件以及模拟施工,实现了供给质量的提高,使供给得到有效扩大,进而实现社会生产水平的提高。在标准化构件的生产中,工厂可以对模板进行最大化的周转性使用,生产大批量的构件,实现资源的有效节约。
        1.3 功能集成化
        装配式建筑并非是将现浇简单的改变为预制,而是实现了集成性建筑系统。在构件的实际生产以及施工模式环节有效应用 BIM 技术是必不可少的,利用 BIM 技术所具备的协同一体化,使设计实现模块化,在实际设计中能够与业主之间进行适时交互,提供具有个性化的良好服务。装配式建筑所具备的集成产业链信息,为建筑的整体生命周期给予了基础数据的大力支持。在BIM 模型中融入装配式建筑全产业链条所具备的数字信息,无论是前期的设计和采购环节,还是后期的生产、施工以及运维环节,使全过程全部实现了信息交互,为互联网的有效应用,工厂智能化以及工地智慧化的部署给予了基础数据的有利支持。使建筑产品实现智能化以及数字化的供给。
        2 装配式混凝土主体结构设计关键技术要点
        2.1 预制竖向构件设计关键技术
        竖向构件对主体结构的安全性影响至关重要,预制竖向构件设计时着重考虑以下方面。
        2.1.1 预制竖向构件拆分设计关键技术
        预制竖向构件拆分设计应根据相关指导文件的装配率要求,明确预制竖向构件占比,进而确定其选择范围。根据JGJ1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中 6.1.8 条规定,受力复杂区域、核心筒区域宜采用现浇,设计基于综合因素考虑,楼梯间附近以及承受拉力的竖向构件均不建议采用预制。造价方面,预制竖向构件与预制水平构件相比造价普遍较高。因此,进行预制竖向构件拆分设计时,减少拆分制构件的规格和数量,通过“少规格、多组合”的拆分方式提高模数化、标准化比例,减少针对不同类型构件进行深化设计导致工作量增加以及构件模具生产数量增加的情况,降低预制竖向构件的成本。
        2.1.2 预制竖向构件深化设计关键技术
        进行预制柱和预制剪力墙深化设计时,可将纵向配筋等面积置换为大直径钢筋[2],JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》要求替换钢筋的直径宜≥ 20 mm。该做法可减少灌浆套筒的数量,进而减少灌浆料的用量,在降低建造成本的同时降低施工难度。
        2.2 预制水平构件设计关键技术
        2.2.1 预制水平构件拆分设计关键技术
        1)基于满足主体结构指标要求的预制水平构件拆分设计。预制水平构件的拆分范围受到预制竖向构件的影响。以GB/T 51129—2017《装配式建筑评价标准》中 4.0 装配率计算为例,若政策文件要求项目装配式等级评价为A级及以上,则预制竖向构件得分最低为 20 分,水平构件可不采用预制方式,即可满足评分表中主体结构部分的最低分值要求。若按政策文件要求项目装配式等级评价为满足最低 50% 的装配率要求,且竖向构件不采用预制时,则预制水平构件的比例需超过 80%,才能满足评分表中主体结构部分的最低分值20 分要求。2)基于满足生产运输要求的预制水平构件拆分设计。预制水平构件的选取范围同样需考虑标准化和模数化设计,以简化设计和施工相关工作。预制板拆分设计,尚需考虑道路运输条件限制,具体需结合当地法律法规相关要求,建议预制叠合板宽度不超过 2.7 m,长度不超过 6 m。
        2.2.2 预制水平构件深化设计关键技术
        预制水平构件连接主要采用后浇混凝土连接技术,包括预制板与预制梁的连接,预制梁和预制竖向构件的连接等。
        其主要技术原理为:后浇混凝土连接技术是在预制构件吊装完成安装后,在预制构件搭接连接的部位后浇混凝土封闭连接的施工技术。后浇的混凝土需比预制构件混凝土强度等级高一级。
        其主要技术特点;目前,装配式建筑项目主要采用的后浇混凝土连接技术安全性能较好,符合学界主流认同的等同现浇原理,且该技术对连接部位精度要求较低,适用范围较大,施工速度较快,符合降低装配式建筑施工造价的需求。部分装配式建筑施工连接采用干式工法连接技术,但案例较少,尚有较大验证空间,如图 1 所示。
       
        图 1 后浇混凝土连接
        结束语
        综上所述,我国社会经济的快速发展为装配式建筑提供了良好的发展环境,装配式建筑逐渐扩大了应用范围,建筑类别随之增多,建筑行业也渐渐发生了变化。目前,装配式并不能对所有问题做到解决,随着城市的不断同质化,装配式需要与多样化设计的建筑进行长期磨合,为城市建设提供更加经济和环保以及更具美感的建筑成品。为国家大力发展装配式建筑事业增砖添瓦,也为同类型的装配式建筑项目提供参考建议。
        参考文献:
        [1]杨一俊,刘晓伟,邹文月,等.基于房屋建筑装配式混凝土结构的建造技术[J].砖瓦,2020(07).169-170.
        [2]谢力进,谢力分.关于装配式混凝土结构建筑的设计与施工——评《混凝土结构设计》[J]. 碳素技术,2019,v.38;No.221(02):171-172.
        [3]刘玉龙,韩啸.基于房屋建筑装配式混凝土结构施工技术分析[J].中国室内装饰装修天地,2020,000(008):279-280.
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