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装配式建筑结构体系设计要点及其发展趋势探讨
摘要:随着城市化进程不断推进,建筑工程正在向着高层化、轻型化的方向发展,装配式建筑顺应了这一发展趋势,同时也满足绿色建筑的要求,符合新时期建筑业持续发展的要求。近年来,装配式建筑逐年增多。结构设计一直是建筑工程建设重点,优化装配式建筑结构设计,对保证施工质量,缩短工期,降低成本等方面皆有非常重要的意义。基于此,开展装配式建筑结构设计的优化策略探讨就显得尤为必要。
关键词:装配式建筑;结构体系;设计要点;发展趋势;分析
1装配式建筑的特征分析
1.1施工作业强度低
装配式建筑中,其不同的建筑环节和结构都是进入专项的生产车间进行标准化的批量生产的。因此,在施工现场的工作内容,往往只包括了根据具体的项目施工进度和所运输到位的原材料,将相应的建筑结构进行安装组建即可,这就大大降低了实际施工环节的工作强度。
1.2建筑垃圾少
在装配式建筑的背景下,由于各个建筑结构和部件都是在工厂完成了标准化生产后运送到施工现场进行应用的,因此,其在建筑施工过程中并不会产生过多的垃圾。这也是其与传统的建筑项目作业最大的区别,在传统建筑的背景下,施工过程中产生的建筑垃圾不仅总量较大,还有可能存在一些难以降解和处理的垃圾类型。
1.3环保程度高
这里所讲的较高的环保程度与这类建筑建设时产生较少的垃圾也有一定的关系。因为垃圾如果得不到及时的处理,最终也会对自然环境造成污染。而其环保特点更加典型的体现是,这类建筑在施工中所应用的原材料,由于装配式的特点,选择空间更大,相应的绿色环保材料的利用率也就更高。正是基于装配式建筑的以上特点,使其能够成为现代建筑中受到认可的一类建筑方式。
2装配式建筑结构设计
2.1主要设计流程
此类形式的建筑结构设计阶段主要有以下几个阶段:一是在技术策划中,就是在了解此类建筑项目定位、规模、成本以及外部条件等内容的基础上,进行相应的技术路线的制定来实现构件标准化的提升。同时还需要与建设方进行沟通来进行技术方案的确定与完善,通过此设计方案来作为开展设计与施工的主要依据。二是初步设计阶段。在此阶段中,主要就是不同专业的技术人员根据现场工程建设要求开展系统的协同设计的阶段。在此阶段中不仅要对有效的层数、构件种类等进行确定,还要结合现场施工状况以及设备管线的设计要求来开展经济性评估工作,也就是对整体的成本状况进行分析并进行合理的技术方案和措施的制定。三是施工图设计阶段。基于上述技术策划以及初步设计,以及各种专业的不同参数,重点针对其中的关键部位开展防水设计以及防火设计等工作,满足各种预留以及预埋件的要求。四是构件加工图设计阶段。此阶段主要是设计部门在与加工企业的合作下进行预制构件尺寸控制图的提供并且对此控制图中的门窗洞口以及机电管线等位置进行精确定位并且满足现场需求,同时还要结合对预制构件进行储运和吊装的需求来进行起吊和固定装置的设置。
2.2框架结构体系设计
框架结构体系仅限于应用大空间建筑,如商场、展厅、博物馆等,这种结构体系具有明显的优势,如成品构件质地较轻、抗震性能好、长途运输比较便捷、结构比较稳定。因为装配式建筑所使用的框架均是由专业工厂成批成套生产的成品,所以部分框架成品可以直接运输到施工场地,如叠合板、合梁。当部分成品框架进入施工场地之后,安装人员需要通过多种方式对其进行处理。只有保质保量地完成对部分框架成品的处理,才能进行下一阶段的设计工作。设计师要想大幅度提高装配式建筑物的受力,在设计装配式建筑建造方案时应重点关注以下方面:首先,需要科学控制钢筋、混凝土构件的强度,务必保证构件强度等级在C30左右;其次,需要高度重视预埋件处理工作,保证不同区域的预埋件均可以用不同的连接方式更好地连接在一起;最后,需要始终坚持平面设计原则,确保梁柱中心线可以做到对称。
2.3剪力墙结构体系设计
在我国居民保障房中,应用较多的是剪力墙结构体系,在实际设计剪力墙结构体系的装配式建筑过程中,要结合建筑需求和厂家的生产情况来合理的选择剪力墙结构,因为剪力墙结构有半预制式和全预制式两种,不管选择哪种形式都要按照实际的设计需求。为了使剪力墙结构体系的装配式建筑结构质量得到保障,达到使用标准,应注意以下几点设计要求:第一承重墙板的设计。承重墙支撑着上部楼层重量的墙体,是装配式剪力墙结构体系中非常重要的部分,如果设计不合理,会影响到整个建筑的结构,因此,为了设计好承重墙,确保建筑的质量,承重墙一般搭建在两侧的山墙上。还需要做好对内力的计算工作,确保数据的准确性,另外还要对抗侧力进行设计。需要注意的是,在设计竖向结构的抗侧力时,要确保能用现浇方式将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合起来。
另外,为了以防出现中断的现象,要做好房屋建筑的抗震与连接设计,来确保建筑结构的整体性;第二,把控好钢筋的直径与强度。预制构建间连接性的好坏直接关系到剪力墙结构体系的整体性,因此,在设计过程中,既要确保传力的良好性能,又要提高构造的可靠性。如果出现抗震能力差的情况,要用提高钢筋的直径与强度来解决;第三,设计好现场吊装环境之间的联系。在剪力墙结构体系中,如果应用的是分块设计,那么要做好房间构造、拼接位置之间联系的设计。在设计竖向接缝部位时,要注意不能使用暗柱中,不能将多个构建应用到同一个建筑结构中。总之,在实际设计过程中,要严重按照相关设计标准来进行,不能凭空想象,这样才能设计的更加合理,达到使用标准。
3装配式建筑在未来的发展前景
3.1国外发展
将目光投向国外,应用装配式建筑最多的国家是日本和美国。日本受地理位置以及国情影响,多需要抗震性强,以及简易性高的建筑,所以日本大部分都是钢结构的装配建筑。最近这些年,人们研发出一种方法,就是在装配建筑进行施工时加入某种合成板子,需要不同条件的建筑都可以利用这种方式。美国的装配技术在世界中处于领先地位,大规模的生产出各种模块,在生活中都可以很容易买到,是装配的基础,有利于建筑事业的发展。
3.2国内装配式建筑发展情况
我国装配式建筑市场正处于快速发展阶段,政府陆续出台了对装配式建筑的扶持政策。再加上近年来人们越来越关注装配式建筑结构体系,使得装配式建筑得到了快速发展,并建立了一套完整的装配式建筑体系。目前我国的装配式建筑主要有:装配式混凝土建筑、装配式钢结构建筑、装配式木结构建筑。虽然装配式建筑在我国取得了一定的发展,但是在施工建设、策划、技术等方面还存在一定的衔接问题,在今后的工作中,还需要整合各类配套技术。
4结语
综上所述,装配式建筑结构作为一种新型的现代工程建筑结构模式,是实现施工效率及质量提升的必然要求。同时,管理人员对于工程建筑施工成本控制管理具有一定积极影响,广大管理人员需要进行积极的技术探索与技术创新,提升成本控制管理的综合质量。
参考文献
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