摘要:随着建筑业不断发展以及人们对建筑设计需求的持续增大,中国建筑业进入新的“工业化革命”时期。众所周知,装配式是建筑工业化的代表,可有效降低施工成本。然而,由于对预制装配式建筑设计存在认识误区,导致建筑工业化发展进程迟缓。装配式结构是指预制构件在工地通过可靠的连接方式装配而成的结构。装配式设计方法是建筑、结构、设备共同参与对装配式结构进行设计,最终由设计人员进行深化设计的过程。设计方法需要遵循的原则除了应满足装配式结构使用要求,还应遵循“一体化”、“标准化”、“模块化”、“通用化”的设计原则,通过少规格、多组合的方式提高建设效率,降低成本。
关键词:装配式建筑;结构设计;要点
引言
现阶段我国装配式建筑具有多种类型的风格,例如:混凝土建筑结构或者木质结构等,在设计装配式结构的基础时,还要保证其有良好的承重结构质量特点,同时不断的优化设计环节,这样才能充分保障装配式结构的有卓越的质量。装配式结构设计工作有着更高的设计难度和设计要求,基于装配式结构建筑发展越来越普遍的情况下,如何满足客户高层次的不同生活需求成为了装配式建筑设计的重点任务,这就需要我们广大装配式结构设计人员做进一步的研究和探索。
1装配式建筑结构设计的应用优势
(1)节能环保。装配式建筑使用的材料大多为绿色环保类材料,因此最符合环保建筑理念的要求。同时,在材料、施工方式、设备等层面的选择余地较大,因此不受材料单一性的束缚,进而更能全面凸显各项施工操作的环保性、节约性等方面的特征。
(2)操作简单。拼装形式最大的优势是操作简单,污染小、产生的垃圾也少,因此可以让环境的保护工作践行的更加完全。
(3)节约成本。因为节约人力、物力、设备使用等,间接地减少了建筑设计与建设中的成本。同时,机械化设备的参与度更高,故效率也较高。
(4)有政府层面的政策支持。其可推动装配式建筑结构的发展更迅速,进而更为全面地满足对建筑的需求,让人们的生活更便利、生活水平更高。
2装配式建筑结构设计要点
2.1预制构件设计
预制构件在整体建筑设计中占有非常重要的地位,直接影响整个施工过程和完工后的整体质量。设计师必须仔细考虑施工现场的实际情况和建筑物的内部空间结构,以及施工所要求达到的功能,在此基础上,精确设计墙体支撑结构可以有效地提高整体建筑结构的稳定性。另外,在预制构件的生产中采用BIM技术,可以优化组件在生产前的整合过程。零件的衔接是设计和施工之间的重要联系,建设单位应向制造工厂提供相应的设计信息。为了支持BIM技术,可以从模型中获得有用的信息,进一步实现提高信息利用率,并获得关于初步组件的准确数据。应在模型中提取重要资料,后期在生产中相关技术人员应及时进行交流和沟通,方便施工人员可以准确地了解生产进度。此外,在使用BIM技术生产的前期阶段,要加快装配式建筑的模型化。
2.2装配式结构拆分设计
拆分设计是装配式建筑设计过程的重要环节之一。项目成本的高低、工程质量的好坏与拆分设计的合理性有密切关系。通过实际案例将预制构件设为建筑信息系统的基本单位,指出装配式设计中的关键问题是构件构造设计,因此进行构件拆分设计(如预制外墙、楼面等),通过构件信息及BIM模型完成最终的项目设计图。
如装配式剪力墙结构的外墙宜全部采用预制外墙,根据预制外墙拆分图,利用BIM设计进行构件编码,模数协调性避免了构件从设计工厂预制到施工现场安装过程中产品重复性生产的弊端。结构模型是在TeklaStructures中开发参数化节点拆分设计建筑、结构和水电等专业的模型,再由软件Revit将建筑和水电模型转换成IFC格式文件导入TeklaStructures中形成最终的BIM模型。通过把结构体系以构件的形式呈现,实现工程项目的导入、导出功能。通过对比Revit的拆分与传统的CAD拆分设计,总结Revit拆分的特点。在Revit里构件以族的形式存在,更侧重于构件的组装;找出了用Revit进行拆分设计的优势,提出了基于Revit的拆分设计流程,与传统的拆分设计方法相比融入了三维可视化,提高了设计质量,为面向装配式建筑工程拆分设计的研究提供了参考信息。预制建筑的核心是设计一体化的集成方法,是现代预制建筑创新的重要基石,新的集成方法与BIM技术相结合,将大大推动预制技术的发展。两者的结合使拆分设计模块化,模块化体现“多即少”的特征。通过模块化使每个独立模块都需设计和制造,安装构件时所有连接节点都需确保质量,防止错位。新的集成思想与BIM技术相结合,对预制技术的发展起到了巨大的推动作用。装配式结构拆分不仅要考虑结构安全性问题,满足规范要求,还要考虑预制混凝土结构生产、安装等方面的问题。
2.3结构节点设计
结构连接节点的设计是整体结构的核心工程,也是确保整个项目质量的重要手段。在设计节点时,设计者应该更加注意连接节点结构的安全性,并确保整体建筑结构的科学合理性。同时,还要确保现场的计算和分析符合实际工程的真实情况,从而保证装配式建筑的整体质量。目前,有许多类型的节点连接技术,如螺栓连接等等,这些都是效果非常好的连接方式,开发人员根据施工中的具体要求,对连接模式合理规划并制定节点。在实践中,装配式建筑结构的设计原则与普通的建筑设计原则基本相同,在实际的施工过程中,应使用多种装配方法相结合。同时保证达到良好的施工效果。在对每个结构节点进行改变时,必须根据工程的实际情况和标准规格作出进一步调整和优化。
2.4精细化设计
因为预制构件结构设计的复杂性,施工图经常遇到墙、管等情况,以往结构设计方法设计的图纸,即使是二维图纸,上面的问题是不容易找出来的。在施工的时候,问题就会暴露出来,结构碰撞发生后,建设单位不得不要调整施工方案,避开碰撞的地方,这样就会导致使用的建筑材料增多,拖慢了施工进度,最终导致项目不能按时完成。BIM软件就不会出现这个问题,有了三维模型后,模型会被软件自动检测、评审,模型设计中存在的问题归纳为一起,设计人员收到问题信息后对设计方案进行整改、修正。整改、修正完毕,BIM软件又重新检测、评审三维模型,并再次提示错误,如此反复多次,直到所有问题都得到解决。例如,在预制房屋的结构设计中,经常发生管线布置自身及与结构构件碰撞,这是因为建筑管线种类多,有给排水管、强弱电线等,装配式构件又具有预制性及模块性,管道与结构的协调是很难实现的,但BIM软件可以检测管道位置是否正确,如果软件检测到有碰撞等异常情况时,系统就会有出错的提示,在监理人员的充分参与下完成分析过程,能够促使管线更加优化、结构构件更加安全合理,降低装配式建筑的设计误差。
结语
加强装配式结构体系的合理,可以保障整体建筑结构设计方案质量,进而为后续工程施工提供可靠建设依据与施工指导,使装配式结构可以变得更加的完善和科学,更好的满足人们居住方面的要求,同时也能提高企业的利润和效益,为社会经济持续稳定发展做出贡献。
参考文献
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