装配式建筑设计方法的分析及应用

来源 :科学导报·学术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangyuan1984
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  摘要:在社会发展过程中,我国城市建设水平在不断提高,同时随着人们生活水平的改善,也对自身的居住环境提出了新的要求。在这种情况下,传统的施工方式当中的不足也就引起了人们的重视,而预制装配建筑结构开始成为了新时期建筑工程施工中的重点技术。这种建筑形式有着更不快捷的施工速度,同时也由于实现了工厂化制作,所以构件的质量也得到了保证,在新时期针对这种建筑结构进行分析,探究其施工要点有相当的现实意义。
  关键词:预制装配建筑;体系发展;设计要点
  中图分类号:TU318  文献标识码:A
  引言
  在一般的建筑形式中,現浇混凝土是施工建筑结构的主要方式,这种方式具有一定的限制性,使得建筑工程的施工与设计应用效率较低,施工应用时间较长,此外,在施工中产生的污染以及浪费的现象较为严重,与资源节约的原则相违背。
  1预制装配式建筑概述
  预制装配式建筑是指建筑构件在工厂完成加工制造,并运输到现场按照设计连接方式拼装组成的建筑产品。预制装配式建筑在日本欧美国家又被称为工业化建筑,其设计和生产过程具有显著的工业化特点[1] 。从目前的建筑工程应用情况来看,预制装配式建筑可以分为以下几种类型:(1)砌块建筑,具体包括实心砌块建筑、空心砌块建筑等,建筑高度一般在3~5层,生产工艺和施工技术简单,造价低廉,但工业化程度较低;(2)大板建筑,具体包括外墙板、楼板、屋面板等,其建筑空间利用率和防震性能较好,但对造型和布局设计有较高限制;(3)模块建筑,包括整体模块式、板材模块式、核心体模块式、骨架模块式等,工程化程度较高,可以通过不同组合方式使建筑呈现丰富的立面形式;(4)框架轻板建筑,建筑结构设计较为合理,有利于减轻建筑自重,内部分割较为灵活,在高层建筑中应用较多,其设计关键是构件节点连接方式;(5)升板/升层建筑,属于板柱结构体系,在施工方法上有所不同,可以减少高空作业,加快施工速度。
  预制装配式建筑主要具备以下几方面优势:(1)设计多样化;(2)功能现代化;(3)制造工厂化;(4)施工装配化;(5)时间最优化;(6)建筑可持续化。因此,积极促进预制装配式建筑的应用发展,有利于提高建筑设计和建设水平,缩短建设工期,提高工程建设效益。
  2装配式建筑设计方法的分析及应用要点
  2.1一体化的设计方法
  具体的一体化设计方法,在实际的运用中,主要目的是要确保建筑设计时的平面布局,能够更加具有灵活性与转换性。并确保平面的布置设计,能够满足建筑的长寿命周期的要求。更好地去满足不同的使用者的需求,使其能够在不同的时期都能够得到满足,并更好地去适应实际的装配式建筑设计与实际经营方在经营上的调整。这种设计方式,就要求对应的建筑设计师,在进行实际的设计工作时,需要具备相应的结构组织与艺术方面的设计能力,并且能够全面的对机构布局与预制构件的生产进行考虑。
  2.2预制装配式框架结构体系的设计
  由于预制装配式框架建筑结构重量轻的缘故,其在运输方面难度较小,与过去常见的剪力墙结构相比更受当今工程人士的欢迎,在近几年得到了广泛的推广和应用。另外,这一建筑结构体系在国内外高层、超高层及大跨度建筑结构中应用较多,但需要注意的是要结合工程实际情况来选择柱构件,避免因为承重不足给工程质量埋下隐患。在工程项目中,通过分析这一结构的受力构件,我们发现其在设计的时候有着不少需要注意的环节,主要包含以下五个方面:a.柱混凝土、预制框架柱底和基础接梁的强度等级应该保持在一个相对稳定并且合适的程度,最好是C30以上;b.预制装配式框架结构的平面一定要保持规则,尤其是梁柱的中心线既要处于同一个竖向平面,又要保持对齐。除此之外,纵横向框架柱也要保持对齐;c.在设计梁柱交接部分的框架节点时必须要把刚节点考虑在内;d.在对预制梁柱接头区域进行焊接施工时一定要保证焊接质量;e.预埋件是一个非常重要的传力构件,它在整个新型连接构造中都不能缺少,所以在设计预制装配式框架结构时一定要处理好连接构造中的各个预埋件,充分发挥预埋件的优势。
  2.3防水性的设计的应用
  在建筑设计应用过程中,建筑中应用的各个因素会随着不同方面变化受到影响,质量问题的出现,对于建筑的施工的过程以及使用过程中,人员、财产的安全都将会产生不同程度的威胁。建筑混凝土的使用,需要根据建筑混凝土的应用材料以及应用的条件的适应程度进行判断,在一般的建筑中,混凝土的应用需要具有较好的防水性。由于我国各个地区的建筑工程具有不同的防水需求,因此混凝土的应用也存在着区别,在对于防水的要求较高的建筑中,混凝土的价格与普通的混凝土相比较高,同时在施工中需要采取的施工方式也存在着区别。在装配式建筑的结构设计中,混凝土的应用需要结合建筑物自身的防水需求进行应用。在高层建筑的应用中,防水的分布需要包括多种层次的应用分布标准。为了使得建筑的中心部位所具有的防水效力得到提升,在这个部分的材料使用中需要存着具有较好防水效力的防水泡沫棒会,或者部的防水胶条满足其实际的需求。
  2.4连接设计的分析
  在连接设计中,需要根据设计的不同要求对于建筑的结构竖向、水平等部位的钢筋接缝处的应用进行关注。需要根据其实际的表现状态,选择加固的手段,与建筑总体的受力结构相适应。在一些建筑中,由于对这个方面的重视程度有所不足,在建筑的使用过程中,产生了不安全的因素。在剪力墙的应用过程中,需要结合应用的标准对于剪力墙的钢筋形式的混凝土进行箍筋工艺。在剪力墙的设计中,需要重视其应用的厚度。在粱面中的设计中,需要进行合理的粗糙化设计,使得粗糙面与其他结构槽之间的关系能够保持着适应性状态。在剪力墙的顶部位置,需要与后浇筑的混凝土与其墙面进行结合,在侧面以及其后部对于墙体的构件连接上,使得混凝土的强度能够符合应用的标准。
  2.5标准化与模块化的设计方法
  该设计方法在进行实际的设计工作中,必须要让相关建筑工作人员能够意识到,其中建筑设计的空间是由多个空间单元组成的。其中,标准化的每个空间单位,都是由具体的若干个构件组合而成的。通过这种设计方法,能够在很大程度上将相关技术设计与该设计管理上的工作量与难度降低。更加有效的降低工厂在生产预制构件时的生产与管理方面的投入,减少对应构件的模具种类。从根本上提升对应的工作与生产方面的效率,增加经济效益,并且减少建筑设计施工环节中的出错率。
  2.6预制装配式剪力墙结构体系的设计要点
  预制装配式剪力墙结构体系的设计主要有三个:a.在设计预制装配式剪力墙结构的时候一定要从实际出发,考虑施工的需求,以及内力对内外纵墙的不同影响;b.工作人员在布置结构墙时,两侧的山墙应该选用承重性能较好的墙板,而内墙则需要根据构件需要和内力大小来决定墙板的类型;c.预制装配式剪力墙的连接设计必须要考虑承受力的影响,依据实际的连接设计要求进行设计。
  结束语
  装配式建筑相较于传统的建筑,在实际的建筑设计方法上具有其鲜明特征。在进行实际的装配式建筑设计方法应用的过程中,必须要结合实际情况,在保证项目工程顺利进行的前提下,进行进一步的创新。更好地去提升建筑施工效率,增加工程的经济效益。
  参考文献:
  [1] 黄登保.装配式高层建筑套筒灌浆施工技术研究[J].低碳世界,2019(1):165-166.
  [2] 赵维树,黄思韵.BIM技术在装配式建筑拆除阶段的应用探讨[J].黑龙江工业学院学报(综合版),2019(1):31-36.
  [3] 孙小勇.预制装配式建筑施工技术的研究与运用[J].建材与装饰,2018,No.538(29):50.
  (作者身份证号码:110102198704031113)
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