装配式建筑的结构设计与施工要点

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月7期(上)   作者:张姣
[导读] 装配式施工技术逐渐成为我国建筑施工的主流技术
        张姣
        上海天华建筑设计有限公司 ?上海市??200030
        摘要:装配式施工技术逐渐成为我国建筑施工的主流技术,在施工过程中,使用装配式施工技术可以有效解决传统建筑施工的噪声、污染、施工材料浪费等问题,在保证工程施工科学性、稳定性的基础上可实现建筑结构的分段组装,改变当前城市建筑的结构设计形式,因而是我国未来绿色建筑发展的主要方向。
        关键词:装配式建筑;结构设计;施工
        前言
        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。
        1装配式建筑设计科学的要点分析
        1.1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相关连接措施和浇筑最终完成施工。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连接方法设计上要重点关注,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连接方法。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框柱的稳定程度。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,框架结构中,梁柱节点建议采用铰接节点,结构计算应对相关计算参数按规范进行调整,例如弯矩调幅系数,梁端附加短钢筋抗剪,混凝土强度等级是结构整体计算要求确认。
        1.2分析预制装配剪力墙的结构设计
        预制装配剪力墙结构主要是以剪力墙和梁板作为建筑物的主要受力结构。预制剪力墙可以分为全预制剪力墙结构和半预制剪力墙结构,具体的结构体系设计一定要满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)这些标准规范。在结构体系设计中一定要遵循以下几点。一是剪力墙在横纵布置的安排上一定要根据实际情况进行,最好是在端部山墙结构的俩侧设置预制承重板。第二点,竖向的抗侧力构件可以利用浇筑连接带与受力钢筋浆锚融为一体,以确保结构的整体性。三则是在构件连接间的设计上,一定要传力明确、结构稳定,使装配式建筑结构具备良好的抗震能力。如果在同一层的建筑施工中出现了现浇剪力墙和预制剪力墙,在这种剪力墙结构当中,抗震设计应该通过VuE=0.6fyAsd+0.8N这样的计算方式来施工。其中VUE代表剪力墙水平接缝受剪承载力,N:fy为钢筋垂直穿入结合面的强度设计值,N:Asd为钢筋垂直穿过结合面的抗剪面积。
        1.3对构件拆分进行设计
        预制构件设计的过程一定要参考生产单位的工艺生产水平,保证尺寸的合适,最大程度降低建筑物结构之间存在的误差,尽量避免尺寸导致的质量问题。同时,对于施工单位的吊装水平也要重点监督,应当采取合理的位置和方式来进行吊运。大部分单位对构件进行拆分设计是为了降低施工成本和保证施工流程,这样有利于在施工现场对各个施工点进行掌控。设计工作人员也要考虑安全性和构件运输方面的工作,不断对预制构件进行凋整拆分再设计,这样才能使施工合计更为合理。
        1.4进行装配式建筑立面设计
        在装配式预制建筑的立面设计中,必须保持水平与垂直结构相互组合,在水平结构图中必须对预制外墙进行分割。主要是将阳台、窗户分隔开来。

在垂直结构图中,凸出的预制构件应该垂直于规则进行施工,阳台的设计要在水平直立面上突出表现,使其在外墙形成一个单独的主体,让外立面成为许多阳台包围组合的垂直主体。除此之外,必须对外部细节进行严格强化的处理,合理采用预制阳台和楼梯。
        2建筑工程中装配式建筑施工的运用策略
        2.1装配式施工吊装机械选择的运用塔吊选型主要考虑以下几点:
        (1)构件区域全覆盖。(2)最重构件的位置、重量。(3)距离最重构件位置塔吊臂长。(4)堆场位置。(5)卸车区位置。2.2装配式施工构件厂选择及对接的运用(1)最终选定预制构件加工的供应商后,尽快根据施工图进行图纸深化。(2)审核构件加工厂的预制构件生产加工方案和进度方案,方案内要体现质量控制措施,合格标准,供货计划、供货计划是否能满足现场施工要求。(3)构件图出图后,第一时间对构件图中的预留预埋部分认真核对,确保无遗漏、无错误。避免构件生产后无法满足施工措施和建筑功能的要求。(4)同构件加工厂家明确装配整体式混凝土结构安装顺序、连接方式、临时支撑、拉结,应保证施工过程结构构件具有足够的承载力和刚度,并应保证结构整体稳固性。
        2.2装配式框架结构在建筑工程中的运用
        在预制装配式框架结构的运用中,需要注意的大问题有两个方面。一是要保证预制装配式框架结构整体上要平整,并且框架内部支撑体系的强度和韧性要符合标准,保证其承载力可以满足建筑施工的要求,不会在受力后出现变形等情况。二是要对装配式框架结构的各个连接点进行重点处理,在进行框架基础的施工中,要选用强度高于C30的混凝土进行,以此满足框架基础所需的强度。在进行框架内部连接的施工中,要以框架所处位置环境以及承载力的需求为基础,选择合理的连接方式,最好可以对框架所需承载力进行精确计算,以此确保建筑工程的安全性。除此之外,不同的预制装配式框架还有其不同的注意事项,就以预制叠合板来说,在实际的运用中,首先,控制板顶水平标高,根据水电预埋管(孔)位置安装,设置临时支撑、控制板缝平整度,施工集中荷载或受力较大部位应避开拼接位置,预留筋伸入支座时不得弯折。其次,在进行预制叠合板框架的安装过程中,要对框架进行合理保护,如运输时需要妥善加固,安装中避免碰撞,完成安装后,避免集中荷载过大,这样才能避免预制叠合版的损坏,从而减少不必要的浪费。待预制叠合板都安装完成后,可以用混凝土对其进行浇筑,并在浇筑作业完成48小时后,对混凝土的强度进行检测,如果强度达标,则可以拆除下层的支架,以此确保预制叠合板的安装质量。
        2.3装配式内剪力墙在建筑工程中的应用
        我们在进行预制剪力墙的施工中,需要注意以下几个方面的问题:预制构件的连接深刻影响建 筑施工质量,构件之间的顺利连接不仅能够提升建筑工程 的抗震性能,而且还能够提升工程施工成效。为此,在工 程施工的过程中,可以通过有效的处理提升各个构件连接的有效性和精 密性。首先,根据具体环境和条件来选择纵横墙的结构, 在考虑外部压力的基础上确保墙体各方面的力学性能满足 其正常使用要求。其次,在布置横墙的时候安装承重墙板, 在内力计算的基础上科学布置适合的承重墙板,之后对墙 板进行填充。最后,在剪力墙的施工工程中,要注意每一个构件之间的连接都是非常紧密的,这样才能保证内剪力墙在最后可以形成一个统一的整体,必要时,还可以用钢筋混凝土,对墙体加固,以此提高内剪力墙的稳定性和整体性。
        2.4预制楼梯和预制阳台在建筑工程中的运用
        在建筑施工过程中,也会运用到预制楼梯和预制阳台,一般预制楼梯结构会有一次成型的特点,通常在进行预制楼梯板的安装时,都会采取软连接的方式处理,在进行预制楼梯的安装过程中,连接处的紧密性是其需要注意的重点,这种预制楼梯都是一次成型,所以,具有节约施工时间等优势。另外,预制阳台通常都采取的是双层配筋方式,在施工的过程中,要保证空调板地漏、护栏以及预埋滴水线时的泛水坡度也是一次成型的。
        结束语
        综上所述,装配式建筑以其技术水平高、成本低、制约因素少等诸多优势得到广泛应用,提升装配式建筑工程施工技术的研究与应用力度,对促进建筑工程项目实现现代化管理具有积极的作用。在装配式建筑项目的施工过程中,应根据建筑项目的实际情况,控制构件生产质量,优化生产措施,管控施工技术,确保装配式建筑的施工质量达到设计目标。本文在工程实例的基础上,对装配式建筑施工技术要点进行总结,希望能够为同行业从业者提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]陈文静.新型装配式建筑PC构件模板施工技术探讨[J].江西建材,2021(2).
[2]曹生辉,张挺飞.装配式建筑生产施工质量问题与改进研究[J].中国设备工程,2021(4)
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