试论装配式建筑中的建筑设计

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年40卷3月第8期   作者:孙 娴
[导读] 当前,人们的生活质量得到了明显的提升
        孙  娴
        身份证号码:37020319830321****

        摘要: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。因此,在进行装配式建筑设计时必须结合施工实际情况,规范设计流程,合理制订设计方案,加强现代信息技术的运用,及时发现问题并解决问题,从而有效提升建筑工程的质量和效率。加强对装配式建筑设计要点的研究,分析存在的相关问题并解决问题,成为相关设计人员重点研究的课题。
        关键词:装配式建筑;建筑设计;控制要点
        1导言
        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。
        2装配式建筑的发展
        装配式建筑是指预制构件在工地装配而成的建筑。在信息化时代,现代信息技术给建筑行业注入了科技的力量,正在逐步推动传统建筑行业转型升级,争取早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标。很早之前,英、法等发达国家开始率先尝试在建筑工程项目中采用装配式建筑的方法,并取得了不错的成效。装配式建筑经过大量的真实案例得出结论,其具有建造速度快、建造质量良好、投入成本低、建材损耗低、绿色环保等优势。因为我国建筑垃圾占城市垃圾的份额比较大,所以建筑垃圾在得不到有效处理的前提下会给城市生态环境造成影响。建筑行业要想从源头上彻底解决产生的建筑垃圾问题,需要贯彻落实绿色节能建筑理念,装配式建筑模式是一种有效途径。现阶段,装配式建筑已经深受国家、当地政府、人民群众的青睐,在推动建筑行业的升级转型中起到重要作用,可以说,装配式建筑的发展前景非常乐观。
        3装配式建筑设计要点
        3.1?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。
        3.2结构体系
        装配式建筑的结构类型有装配整体式框架结构、装配整体式框架-现浇剪力墙结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式部分框支剪力墙结构等。根据国内外多年的研究成果,装配整体式框架结构,当采用了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后,装配整体式框架的结构性能可以等同现浇混凝土框架结构。装配整体式剪力墙结构中,墙体之间的接缝数量多且构造复杂,接缝的构造措施及施工质量对结构整体的抗震性能影响较大,使装配整体式剪力墙结构抗震性能很难完全等同于现浇结构,且国内外对装配式剪力墙结构的研究相对较少,故《装配式混凝土结构技术规程》对装配整体式剪力墙结构的最大适用高度比现浇剪力墙结构做了适当降低,抗震等级要求也适当提高。当结构中竖向构件全部为现浇,且楼盖采用叠合梁板时,房屋的最大适用高度和抗震等级可同现浇结构。框架剪力墙结构中,对于框架与剪力墙均采用装配式的框架-剪力墙结构目前缺少较充分的的研究结果,故建议剪力墙采用现浇结构。


        3.3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。
        3.4预制梁柱的拆分与设计
        预制梁柱拆分时应尽量统一梁、柱的截面尺寸,并尽量减少次梁的数量。预制构件拆分时还应考虑塔吊的吊装能力,避免少数构件特别重而增加塔吊费用。由于预制的特殊性,模具成本占预制构件总成本的比例相对较高,故采用规整的结构构件、规格较少的预制构件能大幅节约模具成本。预制柱设计时,应尽量采用大直径钢筋,减少钢筋根数的配筋方式。此方式可减少钢筋连接根数,且方便现场安装和施工。柱的钢筋连接方式一般建议采用套筒灌浆连接方式,预制柱底部应设置键槽且建议同时设置粗糙面,柱顶部应设置粗糙面。预制梁设计时,应先明确连接节点,主梁与次梁的连接节点有主梁处预留后浇槽口、次梁端设后浇段底部主筋搭接的连接方式、主次梁搁置式连接等连接方式,一般建议优先采用主梁处预留后浇槽口的连接方式。预制梁的顶面设置粗糙面,梁端面应设置键槽且建议同时设置粗糙面。节点设计时,特别注意各方向梁钢筋的避让,包括梁与梁的钢筋避让,梁与柱的钢筋避让等,防止后期安装出现问题。
        3.5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。
        3.6预制外围护墙体的设计
        预制外围护墙体一般可采用PC填充墙、轻质条板、ALC组合大板等。PC填充墙为目前预制外围护墙最常见的做法,底部采用螺纹盲孔连接方式与主体连接,顶部采用预留钢筋,侧面采用预留接驳螺栓的方式与主体连接。此连接方式对主体结构刚度影响较大,且计算时无法准确考虑此影响,对结构有一定的安全隐患,此外PC填充墙的造价比较高。优势是PC隔墙防水性能较好。轻质条板,目前常用的为ALC条板,可以在主体结构完成后安装。常规采用钩头螺栓法或滑动S板法与主体结构连接。优势是安装方便、造价低。
        结束语
        总之,设计人员在装配式建筑设计时需要考虑的因素比较多,比如合理的确定结构形式和抗震等级、合理的选择预制构件连接节点、合理的拆分预制构件、合理的选择预制构件类型和材料、合理的进行预制构件设计等。是否合理的设计对工程造价、生产及安装效率甚至结构的安全性均有较大影响,广大设计人员在进行装配式设计时,应充分考虑所有因素,使设计经济、安全、合理。
        参考文献:
        [1]戴艳.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].居舍,2020(18):99-100.
        [2]刘海东,阳超.装配式建筑设计要点及流程解析[J].建筑结构,2020,50(S1):554-560.
        [3]张金,张睿.装配式建筑设计重点及难点问题[J].居舍,2020(15):90.
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