浅谈装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素

发表时间:2019/7/25   来源:《建筑细部》2018年第27期   作者:欧红波
[导读] 本文对装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素开展深入研究。
广东富臻建设有限公司  广东东莞  523000
        摘要:近年来,随着施工技术总体理论体系的不断优化完善,在我国建筑行业发展过程中,装配式建筑凭借其所具有的施工工期短、标准化建设、节能环保等诸多建设优势,在我国建筑行业发展过程中得到了大力普及推广。但是装配式建筑建设过程中,却也存在着建筑结构设计方案缺乏全面性、各类施工问题频繁的不足之处,并以此降低了装配式建筑的施工质量,因此本文对装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素开展深入研究。
        关键词:装配式建筑;结构设计;施工因素;研究
       
       
        装配式建筑设计理念早在上世纪末便已经被我国建筑行业广泛应用,但早期的装配式建筑虽然具有标准化施工、施工工期短等建设优势,但在建筑外形和建筑结构上较为呆板,诸多装配式建筑设计风格千篇一律。而随着我国社会物质基础的极大丰富,人民群众对精神生活质量也提出了更高的要求。在这一总体时代背景下,装配式建筑的建筑结构设计风格呈现多元化、艺术化与现代化发展趋势,但过于复杂的建筑结构设计方案也带来了新的问题,这一问题便是部分装配式建筑结构设计方案缺乏全面性、整体协调性与合理性。
        一、在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员需要充分考虑到预制构件的规格型号
        (一)设计人员需要充分考虑装配式建筑预制构件的尺寸长度
        首先,装配式建筑的主要建设流程步骤为,设计人员按照建设单位所提建筑具体要求开展设计工作,管理人员与施工企业根据施工设计方案批量采购、或是施工人员配置建筑预制构件,最后施工人员借助于相关施工机械设备与施工技术,将所配置预制构件进行拼接安装作业。其中,最为重要,会在直接程度上影响装配式建筑施工质量的环节步骤为,对建筑预制构件的设计与制定。此外,绝大部分施工企业与施工团队受限于所配置设备不足、人员专业素养较低以及所制作建筑预制构件尺寸重量过高等因素影响,很难在施工现场制作出全部的建筑预制构件,而需要将大量预制构件委托于专业企业、工厂生产制作。
        其次,在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员在笔者上述所提及施工背景下,应在设计阶段中便充分考虑到建筑预制构件的尺寸长度,不但需要根据建筑工程实际施工情况针对性制定不同建筑预制构件的结构形状,还应明确标注所配置预制构件的尺寸长度,避免出现工厂所生产预制构件尺度与施工实际情况不匹配问题。
        (二)设计人员需要充分考虑装配式建筑预制构件的重量
        值得注意的是,在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员不但需要对施工现场实际情况加以充分考虑,还需要对建筑预制构件的运输流程、运输要求加以充分考虑。例如在施工现场周边区域通行道路较为狭窄,运输车辆无法装载运输规模过于庞大的建筑预制构件时,设计人员可选择适当缩减预制构件尺寸,或是将预制构件进行拆分生产。
        此外,设计人员也需要充分考虑到装配式建筑工程所配置施工机械设备的规格型号与实际性能。例如在装配式建筑施工阶段中,施工人员需要借助塔式起重机等施工机械设备将所配置的建筑预制构件开展高空吊运作业,而在建筑预制构件重量超过塔式起重机额定起重量时,则极有可能出现高处坠物等施工安全事故,或是导致停工问题的出现。因此在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员首先需要明确所设计建筑预制构件的最高重量数值,再在这一范围内开展设计工作。


        二、在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员需要充分考虑到建筑外墙脚手架结构稳定性因素
        在装配式建筑施工阶段中,施工人员与部分工程管理人员需要开展长期的高空施工作业,且建筑预制构件以及部分施工材料、施工机械设备都需要长期固定安装在装配式建筑高空外墙体上,这也使得设计人员在装配式建筑结构设计阶段中,不但需要对建筑自身主体结构开展设计工作,还需要对装配式建筑施工阶段中,在建筑外部墙体结构所搭建安装脚手架结构的结构开展设计工作。例如在装配式建筑施工阶段中,外墙脚手架结构设计方案缺乏合理性,从而导致外墙脚手架结构出现塌陷等问题时,不但会对装配式建筑工程中正开展高空作业施工人员的人身健康造成极大威胁,还会随着外墙脚手架上所固定安装施工材料、预制构件与施工机械设备的高处坠落,而间接造成工程地面施工人员与其他人员的人员伤亡问题,并造成经济损失、工程造价成本上升问题的出现。
        例如,在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员对于建筑外墙附着式升降脚手架的结构设计需要注重以下几项设计要点:第一,建筑外墙附着式升降脚手架的水平支承架的高度应大于等于180cm,并在最低层设计配置脚手板;第二,设计人员需要将建筑外墙附着式升降脚手架的剪刀撑进行连续布置,且剪刀撑的水平加减范围应控制在45°-60°区间范围内;第三,建筑外墙附着式升降脚手架的架体宽度应小于等于120cm;第四,设计人员需要将建筑外墙附着式升降脚手架的支承跨度控制在7m长度范围内;第五,建筑外墙附着式升降脚手架的悬臂高度应小于等于架体总高度的40%,且最高程度范围应控制在6m内;第六,在装配式建筑工程施工阶段中,时常会受到诸多因素干扰影响,从而出现高处坠落施工安全事故,且这一施工事故无法完全规避。因此设计人员不但需要充分考虑到建筑外墙附着式升降脚手架结构稳定性,也需要充分考虑到结构安全性,并设计配置脚手架加体的防坠落安全装置。
        三、在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员需要充分考虑到实际性施工因素
        在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员不但需要充分考虑到笔者上述提及的施工机械设备性能、建筑预制构件重量尺寸以及脚手架结构,也需要注重从实际层面着手,设计出建设性价比高、施工难度系数低的装配式建筑结构设计方案。虽然相较于一般性建筑工程而言,装配式建筑具有施工工期短、一体化施工等诸多建设优势,但也存有两方面建设劣势,分别为造价成本相对较为高昂,以及施工难度系数过高。
        一方面,在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员应在充分保障装配式建筑结构稳定性、承载力等诸多性能符合施工质量要求、建筑结构具有较高艺术观赏性与美观性的前提基础上,尽可量规范化建筑预制构件的规格型号,并缩减所设计配置建筑预制构件的制造品种类别数量,从而降低装配式建筑预制构件生产制造工作量,并以此缩减装配式建筑工程的造价成本。
        另一方面,在装配式建筑结构设计阶段中,设计人员也需要降低装配式建筑结构设计方案的施工难度系数。例如在装配式建筑实际施工阶段中,往往需要施工人员操纵施工机械设备将建筑预制构件开展高空吊运与砌筑安装施工作业,对施工人员专业素养有着极高的要求,也时常出现反复施工、停工等问题,其根源便在于装配式建筑结构设计方案过于繁琐化、复杂化。针对于此,笔者建议设计人员在装配式建筑结构设计阶段中,借助于BIM技术,对所设计建筑结构方案开展模拟化施工作业,从而以所检测出不同设计方案施工难度系数为基准,从中挑选出最为适宜的及装配式建筑结构设计方案。
        四、总结
        虽然装配式建筑近年来在我国建筑行业中得到了广泛普及应用,但在建筑结构设计领域中仍存在着发展起步较晚、缺乏设计经验等问题,并成为诸多装配式建筑工程施工事故频繁出现的主要诱因。因此笔者对装配式建筑结构设计工作开展过程中,设计人员需要充分考虑到的三项施工因素开展深入研究,其阐述如上。
        参考文献:
        [1]JGJ 1-2014装配式混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
        [2]马海,王赶巧.浅谈预制装配式混凝土结构的设计要点[J].城市建筑,2016(03):56.
        [3]高妍.预制装配式建筑的结构设计优化探讨[J].建筑建材装饰,2016(09):208+211.
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