商业广场预制装配式结构设计

发表时间:2021/7/13   来源:《建筑设计管理》2021年1期   作者:王宗正
[导读] 随着社会经济发展速度不断加快,建筑行业建设质量与效率要求日渐提高

        王宗正
        标力建设集团有限公司318020
        摘要:随着社会经济发展速度不断加快,建筑行业建设质量与效率要求日渐提高。建筑工程建设与管理目标逐渐朝向绿色化、可持续化转变,预制装配式结构被广泛应用在各类建筑设计与施工过程中。本文就针对此,以概述预制装配式结构为切入点,提出商业广场预制装配式结构设计要点,制定出较为专项全面的预制装配式结构设计质量管理措施,以期为工程管理部门提供理论性帮助。
        关键词:商业广场;预制装配式结构;设计
前言:现阶段经济发展已不再成为建筑行业重要建设目标。随着大众对居住环境的要求日渐提升,传统预制装配置结构的缺陷更加突出,需相关管理部门结合建筑施工要点,不断优化预制装配式结构,确保该结构能够在缩短建设工期,提升工程总体建设质量与效率过程中发挥出重要作用。
1、概述预制装配式结构
1.1预制装配式结构概念
        装配式结构又被称之为装配式混凝土结构,主要以预制构件为主要受力构件,在施工现场装配、连接成混凝土结构。在预制装配式构件过程中,相关工作人员需要细致分析工程开展要求与特征,规范预制装配式构件规格及数量,从根本上保障建筑资源利用率[1]。相较于普通建筑结构相比,预制装配式结构更加符合绿色施工要求,将其运用在实际施工过程中,能够切实提升土地资源、水资源利用率,切实保障生态环境,降低施工噪声,对推动建筑行业可持续发展进程具有重要意义。
1.2预制装配式结构应用前景
        20世纪初,预制装配式建筑在国外就获得了较为广阔的发展空间。英国等欧洲国家预制装配式结构的建筑数量占中建筑数量的80%、美国日本等占70%。受经济发展与科技技术的双重制约,我国预制装配式结构尚未得到广泛普及,预制装配式结构产业化率还未达到7%,应用与发展存在巨大的提升空间。
        在建筑工程传统施工过程中,主要采用现场作业方式,实际生产效率较低,对周边生态环境的影响巨大。预制装配式结构构建多数在工厂内完成,通过集中生产模式,确实提升了建筑构件生产效率,控制构件在生产过程中对周边环境造成的不利影响。国家及有关部门对建筑预制装配式结构的应用给予了高度重视,各地区纷纷推出各类形式的激励政策支持预制装配式结构建筑工程实施,因此预制装配式结构应用前景极为广阔。
2、某商业广场预制装配式结构设计实例分析
2.1工程概况
        本文以某市商业广场为例,该广场集购物、娱乐、休闲功能于一体,主屋面高约为20.9米、建筑总面积为15.0万平方米。其中,地上面积约10.3万平方米,地下面积为4.7万平方米。工程主要选用了预制装配式结构,预制构件为双T板,衍架钢筋叠合楼板、叠合梁、楼梯等,整体建筑工程的预制装配式构件应用范围为30%。该项目采用现浇柱、预制混凝土主梁、预制预应力双 T 板( 以下均简称双 T 板) 、预制混凝土楼梯。
2.2预制装配式结构设计
        在该项目预制装配式结构设计过程中,主要分为以下内容:
        对预制装配式框架结构体系进行设计。为从根本上提升工程施工质量,缩短工程建设时长,可选用预制装配式框架结构为工程主要结构。预制装配式框架包括板、梁、剪力墙等构件,对工程整体结构的承载力及稳定性具有直接影响[2]。其中,预备式框架结构中的梁结构与钢结构大多在工厂中预制完成,剪力墙结构因其自身高度不高,多被应用在大型预制构件中。要求在预制装配式框架结构设计过程中,需确保混凝土结构强度满足工程建设要求,保障预制框架结构平整。在节点与焊接设计过程中,操作质量应符合国家强制性标准。做好预制装配式结构设计方案的动态实施工作,积极配合设计与配件的二次审核,从而降低预制装配式结构设计过程中产生的误差问题。在设计过程中,预制装配式剪力墙需要结合施工现场实际情况,选择更加适宜的作业方式。
        本工程采用预制装配整体式框架结构,框架的抗震等级为二级,框架柱全部现浇,框架梁大部分预制、叠合层现浇,梁、柱的连接节点现浇形成整体。依据《装配式混凝土结构技术规程》( JGJ 1—2014) ,在预制构件之间及预制构件与现浇( 及后浇) 混凝土的接缝处,受力钢筋采用安全可靠的连接方式,且接缝处新旧混凝土之间采用粗糙面、键槽等构造措施,结构的整体性能与现浇结构等同,我们采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析,现浇的框架柱在地震工况下的内力放大 10% 。
        本项目中,预制框架梁、预制预应力双 T 板、预制楼梯为主要的预制构件,另外也有少量不规则区域和板跨较小区域采用了预制次梁和叠合板作为补充。 双 T 板为本工程最大的特色所在; 预制构件的设计重点在于各部件之间的连接设计。对这 2个方面分别进行论述。


        为确保预制装配式结构设计工作顺利开展,应当注重总结装配式结构设计经验,建立起更加专项合理的预制装配式结构设计方案[3]。选择高强度预制钢材,保障结构整体性能,依照预制结构高度对节点位置进行合理设计。定期检查与核对预应力钢筋,防止因钢筋质量不佳导致预制装配式结构承载力及稳定性下降。
2.3构件结构节点设计
        构件连接节点设计是整体装配式建筑结构设计关键,也是保证整体工程项目质量的重要手段。在进行节点设计时,要加强对连接节点结构安全性的关注力度,保证结构传力合理性。同时要保证节点处计算分析和实际受力相符程度,需做好节点位置防火、防水处理,保证整体功能性设计水平。本工程采用节点连接有双 T 板与叠合梁的连接、预制主次梁的连接、叠合楼板与叠合梁的连接、预制楼梯的连接;需要按照具体连接需求,对连接方式进行选择,并制定出配套的节点计算以及技术使用设计方案。而且,装配式建筑结构设计原理与现浇施工基本相同,在具体进行施工时,可通过对构造、结构以及连接方式的科学运用,保证装配式混凝土结构达到与现浇混凝土结构相同的效果。此外,在对构建连接设计进行调整的同时,还要按照项目实况、规范,进一步做出调整与优化。
        
        图1双 T 板与叠合梁的连接

                                图2  预制主次梁的连接
2.4装配式结构深化设计
        做好预制装配式结构深化设计工作,在设计前期准备工作中,需要针对商业业态基本规律,选择适宜的装配式结构设计方案。在商业广场建设项目中,商业招商位一般在土建结构封顶后开展,商业广场内功能分区不同,需要采用的装配式结构形式存在较大差异。比如在布置双T 板预制装配式结构中,需要避免布置在餐饮区、公共卫生间、楼梯公共管井位置。依照国家及建设部门针对双T板结构设计与安装过程中颁布的相关规定,对双T板结构进行后期改造与处理,借助底板粘钢或粘碳纤维等方式,增加双T板结构承载力。要求在预制装配式建筑结构深化设计过程中,选择更加适宜的结构连接方式,保障预应力装配式结构整体应用水平。
3、商业广场预制装配式结构设计的质量控制
3.1做好各施工专业协调工作
        结合预制装配式结构特征,建立起可行的协调组织机制,保障工程各个子系统之间的信息及物质高效交换,更好处理个人与组织之间的关系,使施工资源与技术供求工作紧密结合[4]。要求设计人员应当与施工、勘察人员进行密切沟通,及时发现并处理施工过程中遇到的各种问题,对设计方案进行不断优化及改正。
3.2加强图纸绘制管理力度
        为从根源处控制预制装配式结构设计管理水平,增强工程综合效益,应加强工程前期准备工作监管力度,推动图纸会审活动,要求图纸质量不合格的情况下不可开展施工工作[5]。同时,实施连带责任质,对因图纸错误、关键参数数值缺失等问题进行追责,从根本上提升各部门图纸会审责任心,确保工程设计图纸内容能够与实际施工要求相符,对工程施工开展环节进行指导。
3.3制定完善的质量管理责任机制
        为进一步提升预制装配式结构应用效果,确保工程总体质量符合工程实际施工要求,需建立起更加科学完善的工程责任制,在原有基础上对工程设计管理机制与管理架构进行不断优化,针对工程关键设计环节制定出专项施工质量管理机制,从而编制出更加科学的施工方案。
        细致分析预制装配式结构设计过程中可能存在的质量问题,明确工程质量管理重点,对工程各设计环节质量进行全面管控。认真审查工程设计人员的专业水平及职业素养,要求设计团队具有较高的自学意识,积累下丰富的设计理经验,选用更加适当的方式提升工程整体管控水平。
总结:总而言之,为确保预制装配式结构能够在商业广场建设过程中发挥出重要作用,应当紧抓建筑结构设计环节管控力度,结合工程实际建设要求,不断完善装配式建筑施工流程。构建起专业设计施工团队,针对预制装配式建筑结构特征与实施要点开展技术交底工作,从根本上保障预制装配式结构设计质量,确保预制装配式建筑结构能够在推动建筑行业可持续发展中发挥出重要作用。
参考文献:
[1]田子波. 大型商业广场预制装配式结构设计研究[J]. 工程建设与设计,2020(02):3-4.
[2]刘强,湛楠. 探讨大型商业建筑整体装配式结构施工工艺[J]. 建筑技术开发,2020,47(02):1-2.
[3]胡南梅. 沈阳市装配式结构公租房建设风险管理研究[D].大连理工大学,2016.
[4]韩进宇. 装配式结构基于BIM的模块化设计方法研究[D].沈阳建筑大学,2015.
[5]张艾荣,李志武,李挺. 高层装配整体式剪力墙底部加强部位装配式结构的思考[J]. 城市住宅,2017,24(07):58-60.
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