装配式建筑结构设计 曾维求

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:曾维求
[导读] 近几年,随着现代科学技术在建筑领域的广泛应用,建筑行业得到了快速发展,建筑设计也呈现出多元化的趋势,其中就包括装配式建筑

        湖南方圆建筑工程设计有限公司  湖南长沙  410007
        摘要:近几年,随着现代科学技术在建筑领域的广泛应用,建筑行业得到了快速发展,建筑设计也呈现出多元化的趋势,其中就包括装配式建筑。区别于传统建筑,装配式建筑具有施工过程简单、结构安全性高、绿色环保、成本低等优势,这为装配式建筑的推广奠定了基础。然而,作为一种创新的建筑形式,装配式建筑在结构设计方面的要求也显著提升,相关结构设计要点更加明确,这对于装配式建筑整体质量与安全性的提升有着积极的影响。本文主要对装配式建结构设计进行了简单的探讨,以供相关人员参考。
        关键词:装配式建筑;结构设计


        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、预测在未来很长一段时间内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。
        2、装配式建筑结构设计要点
        2.1、剪力墙结构设计
        剪力墙结构是装配式建筑结构的重要组成,主要指支撑上部楼层的墙体,主要用于承载各种荷载,具有防止结构剪切破坏的作用。装配式建筑结构设计中要重视剪力墙的设计,应当全面考虑空间与结构的问题,如注重剪力墙边缘的构造设计,同时也应当结合装配式建筑结构特征,将双面叠合剪力墙结构、纵肋叠合剪力墙结构、叠合剪力墙技术体系等先进剪力墙结构融入到装配式建筑结构中,以便减少各种荷载对墙体结构产生的压力,提升装配式建筑结构的整体性能。
        2.2、框架结构设计
        装配式建筑框架的结构应用非常广泛,涉及PC框架体系、预制剪力墙外墙模板体系、PS结构体系、装配式剪力墙高层住宅体系、木结构体系等,且这些不同的装配式结构体系各自有着不同的优缺点,如PS结构体系施工周期短、节能环保,但是其工程造价相对较高,装配式剪力墙高层住宅体系建筑性能较为稳定,但是安装工作量却相对较大。图中,该装配式建筑结构设计结合装配式建筑、经济成本等因素对框架体系进行选择,选择木结构作为主要体系,同时也注重装配式建筑框架结构体系的设计与优化,对结构材料配筋率、变形情况进行了科学设计。
        2.3、构造节点的设计
        装配式建筑结构设计要注重构造节点的设计,这是因为传统建筑结构设计往往会将重心放在建筑结构的连接功能,而忽视相关的结构节点的设计与优化。在这样的工程背景下,应当结合装配式建筑对于内力要求满足、抗震要求满足等工程条件,考虑地震荷载、构件塑性时局部稳定、节点构造安装与调整的便利性等条件,对构造节点进行个性化设计,进而提高装配式结构的抗震性能,满足建筑物防水防震的要求。
        2.4、预制构件设计
        在构件加工图设计时生产工厂与设计单位要加强彼此间的沟通交流,共同设计预制装配式建筑构件加工图纸,建筑单位可以结合项目的实际需求,向设计单位提供预制构件的类型和尺寸。


在构件加工图设计过程中,需要注意一点,即不仅要对机电管线和门窗洞口作精准的定位,而且要考虑到构件生产运输的方便性,提升加工图设计质量。在预制构件时重点做好以下几点工作:(1)设计预制构件过程中严格遵循两项原则,即模数化和标准化,尽量减少构件类型,以此来保证和提升构件应用过程中的精确性和标准化(图3);(2)对于预制装配式建筑施工所存在的异形、降板及开洞,均可以考虑采用现浇施工的方式;(3)对当地的构件吊装、加工及运输能力作全面的考量,同时保证预制构件有充分的耐火性和防水性,设计工作应确保成品有足够的生产可行性、使用便利性;如果生产过程中发现预制构件的尺寸较大,则可以依据施工特点适当增加预埋吊点和构件的脱模数量;另外,结合建筑物的隔热保温需求设计合理的外墙板;(4)对于装配式建筑结构中的非承重内墙来说,为提升整个建筑的质量和舒适性,应尽量选用便于安装、重量轻及隔声性能好的隔墙板。同时可以结合具体的使用功能,灵活处理和分配室内空间,确保非承重隔板与主体结构之间有良好的连接性,可满足预制装配式建筑结构对安全和稳定的需求。
        3、装配式建筑结构设计的优化举措
        3.1、统一装配式建筑结构体系
        由于我国装配式建筑结构设计处于发展初期,很多方面存在不足或漏洞,一些装配式建筑结构设计在实践后出现不可预知的后果,在很大程度上影响装配式建筑结构的应用和发展。建筑行业要想响应国家绿色建造、绿色建筑的号召,必然会革新现用的装配式建筑结构体系,同时将统一装配式建筑结构设计标准作为首要任务,促使装配式建筑结构设计越来越趋近于标准化、规范化。建筑行业需要同步进行的工作任务是对现有的装配式建筑房屋的类型、建造方式、户型规格进行统一。
        3.2、提升装配式建筑结构设计水平
        建筑结构设计师要想提高装配式建筑结构设计方案的完整性、可行性,需要不断提升设计能力和水平,确保可以在装配式结构设计期间合理规划建筑整体结构,将其划分成若干个装配个体,再对个体进行升级优化,多方面提高装配式建筑结构设计水准,提高装配式建筑物整体建造质量。建筑结构设计师要想保证结构设计方案的合理性、实用性,需要根据实际情况选择适宜的结构体系及建造模式,同时需要精细研究各个构件的图纸,确保专业的生产厂商所生产的成品构件与实际需求一致,降低出现设计失误的可能性。
        3.3、注重研发结构设计方法
        建筑企业要想提高装配式建筑结构质量和性能,需要自主研发更多新的结构设计方法,确保新型结构设计相关技术可以满足装配式建筑工程项目实际建造需求。比如,重点研发如何提高剪力墙的内力及抗侧力,采取适宜的构件连接方式,以达到增强剪力墙性能的目的。
        结束语
        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。解决上述弊端问题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:
        [1]马倩.装配式建筑结构设计要点分析[J].居舍,2021(08):84-85.
        [2]赵新安.装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素[J].建筑技术开发,2020,47(23):15-16.
        [3]刘靖,魏秀瑛.装配式建筑结构设计优化路径研究[J].江西建材,2020(10):76+78.
        [4]岳啸.装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].建筑技术开发,2020,47(17):16-18.

 

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