装配式住宅建筑的设计创新与应用研究 孙振

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:孙振
[导读] 摘要:装配式建筑的广泛应用不仅满足了生态建设的需求,同时还符合可持续发展的理念。
        天元建设集团有限公司  山东省临沂市  276000
        摘要:装配式建筑的广泛应用不仅满足了生态建设的需求,同时还符合可持续发展的理念。因此,在进行装配式建筑设计时,设计人员必须提高认知和设计水平,保证各个环节设计的合理性,在节约资源的同时控制施工成本,进而不断促进装配式建筑的健康稳定发展。
        关键词:装配式建筑;设计创新;具体应用
        引言
        装配式住宅建筑的应用也可以提高建筑的性能和质量,在明确装配式住宅的优点后,建议进一步推广,促进我国住宅建筑产业的优化和升级。总之,为了体现装配式住宅建筑的优点,设计上除了必要的创新性,更应该注重节能、环保的特点,同时还要结合行业主体的需求,做到科学、合理设计。
        1装配式住宅建筑的特点
        1.1缓解工程资源紧缺现象
        建筑行业是我国国民经济的基础行业之一,一方面提升人们的物质居住水平,另一方面也推动我国城市的经济建设发展。随着建筑物数量的增长,工程建设资源和能源的需求量也在不断增加,过度的开采与利用,造成了我国能源紧缺局面。而混凝土装配式住宅施工技术的运用与推广,可以很好地缓解能源紧缺现状,减少各类工程能源、资源的耗损。例如,钢材和木材是建筑工程必不可少的施工材料之一,并且日均耗损量非常大。但是,如果使用预制外墙板,可以替代钢材、木材,从而节约了工程能源的耗损,缓解了工程能源、资源紧缺的现象。
        1.2减少了工程造价成本
        一般情况下,装配式住宅施工技术中所需要使用到的各个构件,都是统一在装配式工厂中预制的,然后运输到施工现场进行组装。因而,装配式施工技术具备了一定的经济成本优势,大大减少了工程造价成本支出。例如,在预制构件现场安装的过程中,相对于传统的建筑施工,施工人员数量大大减少,只需要保留核心的技术操作人员即可,大大缩减了人力成本。其次,装配式住宅施工技术的用材精简,只需要提前在装配式工厂进行预制,然后运输到现场组装,现场不需要使用到其他施工材料,也减少了施工材料方面的成本支出。此外,由于装配式技术的高效性,可以大大缩短施工周期、提升施工效率和速度,减少工程造价成本。
        2装配式建筑设计要点
        2.1施工图纸设计要点
        施工图纸的质量直接影响建筑工程后续的施工质量,是装配式建筑设计中的重点内容。通过科学合理的施工图纸设计,明确相关建筑材料、结构等,能够为后续施工提供良好的参考依据,实现对各个环节的管控。因此,在施工图纸设计阶段可利用BIM技术对装配式建筑进行立体建模,对不同的构件进行碰撞并且对吊装进行动态模拟,保证后续装配式建筑施工的有序开展。同时,加强各参与方之间的沟通交流,对设计方案和施工方案进行探讨,制订出多种方案并对方案进行模拟,判断方案是否可行,不断优化和调整方案,进而为后续施工奠定良好的基础。
        2.2平面与立面设计要点
        在装配式建筑设计中,平面与立面的设计尤为重要。平面设计主要是分析各构件的尺寸、规格,结合建筑结构形式合理地布局建筑内部空间,对各模块进行多元化的组合,呈现出不同类型的户型,最终形成标准化的户型,满足人们的各种需求。立面设计则主要涉及立体结构,如墙板、门窗等,通过对各构件的组合体现个性化特点。在进行立面设计时,需要结合建筑自身的特点,考虑通风、采光等因素,并加强与平面设计的联系,使整体建筑更具实用性。
        2.3结构构件预制设计要点
        结构构件是装配式建筑的基础,直接关系后续施工的质量和效率。因此,必须做好结构构件预制设计,保证构件的合理性。

首先,加强对施工图纸的研究,合理设计构件加工图纸,保证结构构件的合理性。同时,加强与生产厂家之间的沟通交流,结合生产工艺对结构构件的规格、尺寸等进行设计,保证构件的精准度满足施工的需求,避免出现构件规格不合格而影响施工质量和进度的情况。其次,在进行构件预制设计时,还需要考虑施工场地的情况以及生产厂家的吊装和运输情况,遵循相关的原则进行合理设计,进而保证构件的质量和设计水平。
        2.4构造节点设计要点
        预制构件的节点设计是一项非常重要的设计内容。由于预制外墙板接缝和门窗洞口的防水性能相对较弱,故此,结构节点和材料的选择需要充分结合实际,满足各种性能的需求。每个接缝应根据工程实际情况和当地气候条件进行合理的接缝设计,达到相关防水和节能的标准要求。预制外墙板垂直缝可采用材料防水法和结构防水法,非承重墙竖向缝可采用槽缝、平缝,而预制外墙板水平缝在结构防水过程中可采用槽缝和高低缝。在门窗安装过程中,需要保证门窗与外墙板之间连接的安全稳定性和严密性。在装配式剪力墙结构外围护结构热工计算过程中,需要参照国家对节能标准的相关要求进行设计。例如,采用夹芯外墙板时,应保证保温层的连续性,保温层厚度应符合建筑面积的设计要求,保温材料应尽量选用轻质、高效的材料,在安装过程中应合理控制保温材料的含水量,使其符合我国现行标准。
        3我国装配式住宅设计创新实例
        3.1主体结构形式设计创新
        虽然我国的装配式住宅建筑主体部分以混凝土PC结构为主,其他结构形式的住宅建筑所占比例极少,但作为装配式住宅家族的后起之秀,钢结构住宅在我国新建房屋中所占的比例不断提高。装配式钢结构具有建设周期短、抗风抗震性能佳、空间布置灵活、满足超高层和超跨度结构要求等特点,被广泛应用于高层住宅。我国是钢材生产、使用大国,推行装配式钢结构住宅具有非常重要的意义。住房和城乡建设部于2019年6月发布了《装配式钢结构住宅建筑技术标准》(JGJ/T469—2019),该标准已于同年10月1日起正式开始实施,在钢结构住宅的集成设计、各大系统等诸多方面做出了细致的规范,为装配式钢结构住宅建筑设计提供了有力的技术支持。以山西迎曦园钢结构住宅为例,其地上34层结构设计采用钢结构—中心支撑的结构体系,传统现浇建筑高层平均5d才能盖一层,而山西钢结构住宅平均3d就可以装配一层。同时可以减少大量的模具使用,切实减少建筑垃圾。项目采用自研的隐式框架钢结构体系,该体系由钢梁混凝土柱、钢板剪力墙、装配式内外墙板、装配式装修等组成。隐式框架钢结构住宅体系构件尺寸小,便于隐藏于主要建筑墙体内,室内无凸梁凸柱,适应住宅建筑的布局。
        3.2钢结构外墙板维护结构设计
        北京成寿寺安置房项目中,以轻质的混凝土外墙板为外墙维护结构,在外墙板室内侧做轻钢龙骨内装修系统,主体结构与外墙板之间采用滑移节点,可以消除地震应力对外墙板的作用,确保建筑外围护系统不受破坏,同时体系化的设计可以统筹考虑保温、防火、防水等功能要求,使其更加标准化、规范化。装配式建筑的设计创新应将材料的科学应用作为重点,能够有效确保这种装配式住宅主体建筑设计的合理性及科学性。在装配式住宅建筑设计施工过程中,有必要合理地选择使用新型的材料,同时还要注重新型材料连接构造工艺的综合使用,这样不仅能使装配式住宅建筑施工质量水平得到有效提升,还可以进一步降低住宅施工的材料能耗成本。
        结束语
        当前,人们的生活质量得到了明显的提升,对建筑的各方面也都提出了全新的要求,安全、稳定、节能、环保成为人们追求的目标。对此,建筑业在进行建筑设计时必须满足人们的实际需求,顺应时代发展,灵活应用装配式建筑设计,进而达到降低污染、节约资源、提高效率的目的。
        参考文献:
        [1]汤兰,汤宇.装配式建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究,2020,5(10):216-217.
        [2]荆宝安.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].住宅与房地产,2020(3):74.
        [3]刘瑶.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].住宅与房地产,2019(21):59.
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