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摘要:随着现代科学技术在建筑领域的广泛应用,建筑行业得到了快速发展,建筑设计也呈现出多元化的趋势,其中就包括装配式建筑。区别于传统建筑,装配式建筑具有施工过程简单、结构安全性高、绿色环保、成本低等优势,这为装配式建筑的推广奠定了基础。然而,作为一种创新的建筑形式,装配式建筑在结构设计方面的要求也显著提升,相关结构设计要点更加明确,这对于装配式建筑整体质量与安全性的提升有着积极的影响。
关键词:装配式建筑;结构设计;施工要点
引言
传统建筑存在着施工周期较长、质量存在问题等缺点。目前,装配式建筑的崛起有效规避了这些缺点。此外,装配式建筑方式能够通过科技和管理方面的加强,进而提升建筑业的整体建筑水平。在能源的节约方面,装配式建筑能够节约在建筑过程中所消耗的资源,让建筑业的发展一直处于一个持续发展的趋势,满足了我国建筑行业快速发展所需要的一切条件。建筑结构设计就是建筑设计人员将自己的想法和创意体现在施工建筑当中,设计者在建筑结构设计过程中要考虑建筑场地地质、抗震防裂能力等因素,将这些外界因素融入最终的设计图纸当中。本文根据装配式建筑结构设计的流程和设计要点进行深入分析。
1关于装配式建筑的概述
装配式建筑就是指在建筑过程中,先提前制造好建筑所需要的各个构建部分,然后将这些构件统一运输到建筑现场,通过设计的安排进行装配,最终完成整体建筑。最早提出装配式建筑的时间是20世纪初期,那时候装配式建筑的建筑外观还比较单一,没有得到广泛的推广。一直到近几年,随着社会整体经济水平的不断发展,装配式建筑的施工工作也在不断完善。在施工方面,装配式的建筑速度非常迅速,完工的建筑质量也相对较高,而且还有很高的环保性。结合目前装配式建筑的发展现状,在未来装配式建筑一定能够成为建筑业的主要发展方向。
2装配式建筑发展历程
现阶段,随着社会经济发展速度的提升,相应促进了建筑行业发展壮大,持续扩大建筑规模与数量,且建筑设计复杂度高度,开始朝着个性化与多样化方向发展,建筑抗震性能要求不断提升。由于农民大量进城务工,劳动力成本低廉,相应促进建筑企业经济效益的提升。模板、脚手架与商品混凝土等技术设备普及率提升,现浇施工技术工艺成熟度提升,建筑开始朝着绿色环保节能方向发展,严格控制建筑污染,节能、减排、降耗已经成为建筑施工的诉求。技术工艺的成熟度提升,相应加强了施工建设企业的经济实力和竞争实力。现代建筑质量与功能要求高绿色建筑和现代建筑产业理念深度人心,为建筑行业发展指明方向。推广应用绿色建筑材料,逐渐增加了装配式与钢结构式建筑数量,行业领域的质量标准要求也持续提升。国家积极推广装配式建筑,以此提升装配式建筑的市场占比。然而,我国在装配式建筑中还缺乏成熟经验,导致装配式建筑设计、施工与装饰装修的比较多,尤其表现在连接部件与节点连接等位置。我国多数建筑企业生产连接部件时,对于质量安全的要求比较低,部件安全性与精确度和国外差距较大。鉴于此,国家住建部应当制定相关法律法规,对装配式建筑进行限制和约束。在构建生产基地时,装配式建筑工程的成本费用比较高,当出现误操作时,将会严重影响建筑设计与施工。
3装配式建筑设计科学的要点分析
3.1分析预制装配式框架结构设计
从预制装配式建筑结构总体来看,框架结构体系占有重要地位。与剪力墙结构相比,框架结构的质量相对较轻,而且在材料的运输过程中也比较方便。此外,类似的框架结构在楼层偏低的建筑施工中应用较多,迎合了目前绿色环保的基本理念。框架结构在施工过程当中的预制叠合板和叠合梁都是提前从工厂生产出来的,之后再通过运输到施工现场通过焊接和浇筑最终完成施工[5]。
框架结构的设计环节应该重点包括以下内容。一是要在框架结构中的焊接设计上要重点关注,充分考虑其能够承受的抗压情况,针对位置的差异也要采取不同的焊接方法。同时轴力和剪力都是影响框架内部载荷能力的重要因素。所以在结构设计的计算工作上可以分步进行。第二点就是要保证框架的整体设计一定要有平整性,尤其是要保证框架内部支柱的稳定程度。这里需要注意的是,框架内部结构中的梁柱中心线一定要处于同一平面内,并且方向一致。第三点,对于装配式建筑中的梁和柱来讲,在交接处要以刚接点的方法进行,使底部筑基更加牢靠,混凝土的等级一定要在C30以上。
3.2地面装配式施工
在装配式装修地面施工中,减少水泥砂浆等黏结材料的应用,在具体施工时,利用可调节支座架空支撑到混凝土地面上,支座高度可随意调节,消除原有地面结构的不平整问题。将水暖电管铺设在架空层内,上方固定铺设水泥纤维板基材层、将干式地暖层铺设在基材上,于地暖层上方覆盖一层柔性薄垫层,之后,再进行地面饰面层施工。施工人员在封闭阳台、厨房等区域开展装配式施工时,地脚组件能够为地暖模块个物理支撑,全面确保地脚组件固定效果。在管线埋设期间,选择适宜的架空位置。地暖模块内包含地暖加热管与组件,技术人员需要平整铺设关键和组件,防止出现叠加和打结问题。在平衡层和表面层施工中,能够将石棉硅酸钙应用到装配式工程中。在施工实践中,饰面层可以应用复合地板,也可以将地砖等材料作为饰面层。相比石材、地砖等传统装饰湿贴法,装配式地面施工能够减少地面负荷,便于施工操作,后期检修与维护便捷性高。
3.3预制剪力墙的拆分与设计
预制剪力墙拆分时,可采用调整后浇段长度的方式,尽量减少预制构件的规格,节约模具费用。边缘构件建议采用现浇的方式,边缘构件为重要的受力部位,从现阶段看,现浇连接更为可靠,且边缘构件往往有梁搁置,采用现浇连接方式更简单合理。预制剪力墙宽度不宜太宽,一般建议不大于4m,一是考虑塔吊的吊重能力,二是剪力墙太宽竖向连接钢筋较多,现场校准出筋的难度加大,容易出现局部出筋不准,使预制墙板安装不上的问题。预制剪力墙设计时,水平钢筋的间距应根据不同连接方式满足《装配式混凝土结构技术规程中》的钢筋间距要求。水平钢筋采用与后浇混凝土钢筋搭接的连接方式。竖向钢筋一般采用大直径钢筋,同侧钢筋的间距不大于600mm,两侧钢筋梅花状布置。中部增设直径6的分布钢筋。竖向钢筋连接方式一般建议采用套筒灌浆连接方式。预制剪力墙的顶部和底部应设置粗糙面,侧面一般建议设置键槽,也可设置粗糙面。
结束语
装配式建筑的广泛应用,改变了传统建筑设计理念,使绿色建筑设计理念得到了广泛渗透。由于在技术形态上,装配式建筑与传统钢混建筑有着明显区别,因此,关于装配式建筑结构设计要点分析就显得尤为重要。针对装配式建筑的特点,其结构设计要点主要集中在预制件、结构构件节点2个方面,并且,为了提高装配式建筑结构设计的科学性,应充分利用计算机仿真技术等进行关键结构性能分析,并利用BIM技术将装配式建筑结构设计与建筑功能相关联,实现建筑结构的科学设计,提高装配式建筑质量。
参考文献
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[3]皋语.装配式建筑结构设计要点研究[J].智库时代,2019(21):289+291.
[4]徐有明.实例探析装配式建筑结构设计与施工要点[J].智能城市,2018,4(19):28-29.
[5]陈赛国,周红霞,唐振兴.实例探析装配式建筑结构设计与施工要点[J].建材与装饰,2018(22):100-101.