装配式建筑结构设计方法探讨

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年3月9期   作者:巫峰
[导读] 本文主要分析了此类建筑设计的特征,并探究了结构设计的主要方法。

        巫峰
        佛山市顺德建筑设计院股份有限公司  
        摘要:装配式建筑结构设计方案符合建筑行业的绿色环保发展需求,既能够帮助提升施工管理效率,也能够优化施工资源应用,促进我国建筑行业的创新发展。本文主要分析了此类建筑设计的特征,并探究了结构设计的主要方法。
关键词:装配式;建筑结构;设计方法;
        我国建筑行业不断创新发展,近些年来装配式建筑政策大力贯彻落实,在各个领域当中,此类建筑的数量逐渐增多,满足现代化城市的绿色环保发展要求。但是据施工项目实际开展情况调查可知,施工中一部分施工单位受到传统施工观念的影响,采用的设计方法并没有真正满足建筑创新发展需求,甚至于对施工稳定性也会产生影响。因此加强此类建筑结构设计方法的研究工作很有必要。
一、设计理念
1.特征分析
        传统的建筑设计自身具有较大的缺陷,例如开间比较小,建筑承重墙比较多,无法把建筑空间有效地利用起来。装配式建筑则主要是利用大开间,用户能够更加灵活地通过墙体的分割规划出各种空间环境,提升设计的多样性。相比传统设计,其构件图设计更加详细,这在一定程度上能够有效地提升构建生产加工质量。该建筑设计当中,包含的整体构建类型比较少,相对来说构建的形式更加统一,能够确保施工现场更加规范[1]。该建筑设计的外墙主要是采用了混凝土外墙施工方法,在构件厂的生产过程中,外墙以及外墙瓷砖和窗框等结构都是共同生产完成的,能够有效解决窗框漏水或者是墙面渗水的情况。该建筑设计手段是以标准层的每层每户为主,按照建筑结构的整体特性和基本的施工原则,拆分施工结构,把施工结构分为不同的构件组成,然后绘制出整体结构的拆分图,该拆分图能够为构建的标准化生产和后期的施工安装提供重要数据依据。
2.设计内容
        装配式建筑设计需要设计企业单位能够完成现浇设计之后,构建的预制场坝结构构件拆分为不同的装配,在拆分过程中根据地方政府的政策规定,以及建筑项目合同约定好的预制率,融合建筑企业单位的成本控制要求,开展此项设计工作。现浇和预制装配属于不同的两种建造手段,因此针对于这二者的产品设计逻辑和评价体系也存在较大的不同。设计方案的合理性和完善性,对于工程施工质量会产生直接影响。
2.1立面设计
        装配式建筑立面设计时设计工作人员需要结合建筑物的平面功能布局,采用单元式拆分的设计方法,把建筑工程的阳台以及外墙版等多个构件进行有效拆分。工作人员需要针对于工艺相对比较复杂的预制构件加强重视,杜绝进行强制性的拆分。在外墙单元的拆分中,要根据住宅建筑物的建设形式,通过使用结构柱以及剪力墙边界拆分方式进行拆分。也可以把每一间的预制墙板进行拆分,能够为后期工作提供便利。一般情况下,工作人员会把外墙和其他位置划分为一个整体,并针对不同的构件进行编号处理。在预制阳台拆分设计过程中,工作人员要结合建筑平面内部的楼板进行拆分,而相邻的两个楼板之间能够形成完整的整体。
2.2专业配合设计要点
        在设计当中,尤其是施工现场需要进行现场拼接和组装的建筑施工,为了能够提升现场的组装效率和质量,要求专业人员要在工作中积极配合,保障建筑构件受力合理,建筑构件的规格尺寸能够符合质量标准要求。
2.3严格遵循一体化原则
        建筑构件的设计需要有利于规模化的生产,严格遵守结构模数协调原则,以及多组合或者是少规格的施工原则,在设计当中以标准化为核心,通过系列的组合以及模数的协调方式,能够确保产品生产质量符合要求。


二、设计措施
        结构设计在前期需要充分考虑工程建设规模、项目定位、施工目标以及成本控制要求等,确保提升建筑构件与治的标准化水平,优化建筑成本管理,形成更加科学合理的技术方案,真正提升该建筑工程施工质量。
1.前期规划设计
        在该项目前期规划阶段,工作人员需要综合分析施工技术可行性和经济性,统筹安排好前期的规划设计工作开展,提前进行预制构件生产,和施工建造设计等工作[2]。在规划过程中工作人员需要充分的掌握该工程的建设规模、项目建设定位、装配化建设目标,以及成本管理控制要求,能够确保建筑工程设计方案更加科学合理。要采取有效措施保障预制构件的生产符合标准化要求,减少建造成本的消耗。项目的建设方要共同明确出施工目标、施工结构和施工技术配置,让技术方案能够更加详细,这样才能够为后续设计方案的进行提供参考依据。
2.户型组合设计
        户型组合设计也就是灵活地把建筑空间更好地组合在一起,属于比较常见的一种设计手段。单元定型的组合方式,也就是利用固定的单元模块进行空间组合,或者是分成两种不同的户型,然后把两个独立的单元结构共同组合在一起,形成相对来说比较大的户型。在设计中可以把中间位置的储藏室打通,作为室内的通道。建筑当中的厨房空间则可以压缩成为卧室,形成一种可以三代共同居住的整体户型。在结构单元当中需要确保楼板流动保持原有位置,能够实现比较自由开放的住宅理念,满足多元化的空间规划要求。
3.一体化设计
        在结构设计中采用一体化设计,能够有效地提升整体建筑设计平面布局的转换性和灵活性,帮助延长建筑的使用寿命[3]。装配式建筑受到了预制构件生产施工的影响,因此该建筑设计需要延伸到全过程。也就是从建筑设计初期阶段,就需要明确构件的精细化生产要求和拆分要求。设计工作人员要联合结构设计、装修设计和机电设计,确保满足一体化设计要求。工作人员要积极提升个人的设计能力和协调能力,并在设计当中统筹兼顾预制构件的生产质量和机构整体布局。
4.标准化、模块化设计
        设计人员要明确建筑工程设计空间,是由多种空间单元相互组合而成的,标准化的空间方位也分为若干个不同的构建组合方式,通过标准化和模块化的设计,能够有效地减少设计难度和管理难度,帮助提升工作效率和建筑整体经济效益,避免出现预制构件过度输出的情况。
5.预制部位
        装配式建筑拥有比较明确的装配式施工目标、工艺生产要求、施工建造要求和经济性要求等,因此在施工中需要具备合理的装配率,明确预制构件的种类和施工位置[4]。一味地片面追求预制率的最大化,反而会给建筑工程,留下更多的安全隐患。建议采用预制装配的位置,首先是具有规模效应,能够进行统一标准的施工位置。技术上难度不大,并且容易标准化施工的位置,也可进行预制生产[5]。除此之外,在施工现场施工难度较大、集成度比较高的施工位置也可以在工厂进行预制生产,提高施工效率。
结语:
        综上所述,跟传统建筑类型相比,装配式施工拥有十分独特的设计特点,需要设计人员能够站在工程实际施工情况和施工特点出发,积极优化建筑项目工程效率,在工厂内部产业化生产各种类型的预制构件,运输的施工现场进行直接安装施工,满足我国建筑行业的节能环保发展需求。统一的构建标准还能够让施工现场管理更加规范,为建筑工程施工管理工作的开展提供便利。
参考文献:
[1]安昊嘉,董丽,张宇,宏伟.传统聚居建筑的装配构件及其语汇设计研究——以蒙古包为例[J].建筑技艺,2021,27(02):122-123.
[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]刘涛.装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析[J].绿色环保建材,2020(10):65-66.
[4]国秀英.预制装配式建筑结构设计与施工关键技术研究[J].建材发展导向,2020,18(16):84-85.
[5]高鲁甲.预制装配式建筑结构设计与施工关键技术研究[J].四川水泥,2020(05):96.
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