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摘要:装配式建筑属于新型的建造模式,具有环保、工期短、质量好等优点。建筑行业的快速发展,对建筑结构设计提出了更严格的要求,为了迎合行业及时代发展步伐,应加强对装配式建筑结构设计的研究,结合建筑发展趋势,将装配式建筑理念融入其中,不断优化建筑结构设计,以充分发挥装配式建筑的特点和优势,从而提升建筑生产效率,促进建筑行业的稳步发展。
关键词:装配式建筑;设计;要点
引言
项目设计阶段是装配式建筑实际应用的前端环节,当前我国装配式建筑种类多样,如砌块建筑、板材建筑等,不同类型的装配式建筑有其一定的适用范围,因此在项目设计阶段需要预先确定装配式体系。同时,当代公众对于房屋建筑的外观、功能、质量等提出了更高的要求,因此装配式建筑设计要综合考虑多种因素,以保证技术性、经济性、美观性与节能性的统一。
1装配式建筑设计存在的问题
1.1建设完成的工程存在一定的质量问题
在目前我国建筑单位在进行装配式建筑的施工中,由于施工单位没有建立完善的质量管理体系,所以就会出现许多这样那样的作业问题,比如没有严格按照建设设计要求去进行施工,使得建筑工程存在一些隐患,大大降低了其安全性和耐用性。由于没有建立完善的质量管理体系,还会导致工程的建设质量无法有效的提高。其问题最主要的是因为材料构件没有按照既定的标准去制作和施工。比如说在进行一些灌浆浇筑作业时,一些施工人员没有完全按照作业标准施工,所以其施工质量无法得到有效的改善和提高。
1.2受到了传统施工模式的制约
在我国传统建筑工程施工中,施工模式到施工技术,再到工程管理,各个部门的工作人员协作都相当的成熟,工作经验和技术也相当丰富,所以设计单位,施工单位和监理单位三者之间能够进行有效的相互协作。促使建筑施工工程能够有序进行。而在应用装配式施工模式中,不仅需要打破传统的管理方式和建设理念。更为重要的是能够广泛吸纳有先进经验技术的人才。除此之外,在企业施工中还需要引进一些先进的设备和技术。才能提高装配式工程建设的质量和作业标准。所有相关人员都要进行技术理念的专业培训,提高作业人员的工作能力和认知能力。使其有的放矢的去进行施工工作。从而确保装配式建筑工程能够顺利有序的进行。因此,承建方前期是需要投入大量的时间和资金在技术培训上,这就造成了有许多企业难以接受,他们一般不愿意摒弃原来的建设模式。由此使装配式建筑工程无法进行更好的发展。
2装配式建筑设计要点
2.1注重装配式建筑经济性与技术性的统一
不同预制构件生产工艺、生产周期等具有较大的差异性,因此其成本费用也不尽相同。同时,预制构件从工厂运送至施工现场也需要花费较多的运输费用。为此,在项目设计阶段需要合理选择预制构件材料及生产厂家。例如可用本地生产的钢材与墙体材料,如果项目规模较大,也可以由建设方投资成立专业生产公司,可以有效降低预制构件生产成本。同时,在装配式建筑结构设计阶段,需要保证建筑物具有较好的性能,如部分地区属于地震多发区,可采用钢结构装配式建筑,其上部重量低,具有较好的抗震效果。在经济算量时需要明确列出预制构件的信息,利用计算机统计与分析技术形成预制构件经济算量清单,套用相关的公式或方程式对装配式建筑项目进行概算,以确定预制构件的数量、单价等,为后续预制构件的生产、施工等奠定良好基础。
2.2利用BIM进行结构设计优化
(1)场地建设①建筑中常用的BIM模型基于三维数字技术,创建用于数字空间测量和站点高度计算的数字高程模型。以“分析位置”模型为例,设置“绝对高度”值,读取DVG或DGN格式的3D轮廓数据,最后将其读取到read文件中以创建地理位置。②空间分析的内容包括海拔分析和空间分析。具体包括高度分析、边坡分析、形状分析、排水分析。绿色建筑的设计可以使用BIM架构软件Civil3D分析高度。坡度分析根据坡度将站点与不同位置分开,并为道路设计提供了基础。(2)总进度表。在设计的初始阶段,BIM技术用于科学分析项目的天气情况,以及建筑物的光、风和热效应,以确定建筑物的最佳结构。设计者可以考虑使用太阳能,以实现绿色节能目标。在分析冷空气时,将依据建筑物相关数据来确定。在建筑物的热分析结果中,蓝色是冬天,红色是夏天。
2.3预制剪力墙的拆分与设计
预制剪力墙拆分时,可采用调整后浇段长度的方式,尽量减少预制构件的规格,节约模具费用。边缘构件建议采用现浇的方式,边缘构件为重要的受力部位,从现阶段看,现浇连接更为可靠,且边缘构件往往有梁搁置,采用现浇连接方式更简单合理。预制剪力墙宽度不宜太宽,一般建议不大于4m,一是考虑塔吊的吊重能力,二是剪力墙太宽竖向连接钢筋较多,现场校准出筋的难度加大,容易出现局部出筋不准,使预制墙板安装不上的问题。预制剪力墙设计时,水平钢筋的间距应根据不同连接方式满足《装配式混凝土结构技术规程中》的钢筋间距要求。水平钢筋采用与后浇混凝土钢筋搭接的连接方式。竖向钢筋一般采用大直径钢筋,同侧钢筋的间距不大于600mm,两侧钢筋梅花状布置。中部增设直径6的分布钢筋。竖向钢筋连接方式一般建议采用套筒灌浆连接方式。预制剪力墙的顶部和底部应设置粗糙面,侧面一般建议设置键槽,也可设置粗糙面。
2.4框架结构体系设计
框架结构体系仅限于应用大空间建筑,如商场、展厅、博物馆等,这种结构体系具有明显的优势,如成品构件质地较轻、抗震性能好、长途运输比较便捷、结构比较稳定。因为装配式建筑所使用的框架均是由专业工厂成批成套生产的成品,所以部分框架成品可以直接运输到施工场地,如叠合板、合梁。当部分成品框架进入施工场地之后,安装人员需要通过多种方式对其进行处理。只有保质保量地完成对部分框架成品的处理,才能进行下一阶段的设计工作。设计师要想大幅度提高装配式建筑物的受力,在设计装配式建筑建造方案时应重点关注以下方面:首先,需要科学控制钢筋、混凝土构件的强度,务必保证构件强度等级在C30左右;其次,需要高度重视预埋件处理工作,保证不同区域的预埋件均可以用不同的连接方式更好地连接在一起;最后,需要始终坚持平面设计原则,确保梁柱中心线可以做到对称。
2.5预制楼梯的拆分和设计
预制楼梯拆分时,应注意同规格的预制楼梯的数量,由于预制楼梯模具费用很高,单同规格的预制楼梯数量较少时,楼梯宜采用现浇楼梯。当有多个单元时,楼梯尽量设计成平移关系,不要设计成镜像关系,以节约楼梯模具费用。预制楼梯设计时,支座一端采用固定铰支座,一端采用滑动铰支座。预制剪刀楼梯如采用板式楼梯,单个构件会比较重,一般会超过5t,考虑到塔吊的吊重能力和现场施工的方便程度,建议优先采用梁式楼梯,如需进一步控制楼梯重量,可采用梁式轻型楼梯,楼梯重量可控制在2.8t以内,可以满足普通塔吊的吊重要求。如预制楼梯处有剪力墙时,应注意预制楼梯不能作为剪力墙面外的支撑点,需单独复核剪力墙的平面外稳定性。
结语
相对于传统建筑来说,装配式建筑具有施工周期短、施工质量佳、经济与生态效益兼具的优势,是当前国家倡导的建筑形式。在装配式建筑项目设计阶段,需要综合考虑装配式建筑的装配率、结构体系节能形势、面积计算范围、经济性与技术性,并且需要应用现代科学技术。
参考文献:
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[2]胡晓莹.某装配式建筑结构设计方案分析[J].低温建筑技术,2020,42(6):77-79.