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浅析装配式建筑在工业厂房设计中的应用及前景

季鑫
  
风采媒体号
2023年9期
南通原点建筑工程设计有限公司 江苏南通 226001

摘要:作为一种新型结构形式,装配式施工由于具有更好的可持续性和可持续发展等优点,已成为全建筑界普遍关注的焦点,并被视为中国未来建筑界转型升级的重要方向。然而,当前我国装配式建筑的发展还存在着许多问题,迫切需要在预制模板等技术上进一步提高,以提高其施工能力。在此基础上,文章首先简单分析了目前中国装配式建筑的定义及特点,并对未来中国装配式建筑的发展趋势作了探讨。以期为今后我国装配式施工行业的有序发展,提供一些借鉴。

关键词:装配式建筑;发展和应用;前景探析;

引言:

当前,我国建筑工程最常见的施工方式是现场施工,这种施工方式存在着“工期较长、现场管理容易混乱、环保性能较差”等特点,不符合我国总体的节能环保国家战略,也不能满足国家和人民对生态环境可持续发展的需求。在这样的背景下,装配式建筑被认为是一种更环保、更节能的建筑形式,已成为全社会普遍关注的焦点。装配式建造就是把需要的构件先在工厂里设计出来,再把预制好的模子运到工地上进行组装。这种施工方法可以大大缩短工程的工期,还可以帮助减轻生态压力,还可以提高建筑的施工质量。

一、装配式建筑的设计特点

1.1节能减排

在工厂进行组装的时候,可以减少现场的操作,对工业废弃物进行充分的利用,大幅降低了水电、木材、钢材等资源的消耗,减少了建筑垃圾,节约了人力。施工工艺可有效降低环境污染,降低粉尘排放,防止安全事故的发生。

1.2提高劳动生产率

装配式安装主体是指利用经过装配或加工后的材料,来完成建筑主体的安装。这种主体布置形式,以结构布置为主体的,是通过机械方式进行施工。所以,它能够大大提高施工质量,降低生产成本,因此大大减少了人员的数量,减轻了劳动强度。而与此同时,在实际施工的过程中,又使作业施工的工作条件要求大大降低,使施工过程不致受季节气候等各种因素的干扰,这就能够更加科学合理地进行施工管理,从而大大提高了生产效益。

1.3提高建筑品质

组合结构的使用使建筑物的安全,防火,抗震,耐久性能得到最大程度地改善。能够更有效地处理墙面开裂、漏水等工程质量问题,并且,装配式建筑材料必须符合绿色建材规范,可以确保建筑材料的安全无毒,对人身、自然环境也无毒,更符合现代建筑材料发展趋势。

1.4促进绿色建材的发展

在装配式建筑中,主要采用的是绿色建材。其最大特点在于大量采用轻量型建筑材料,在不降低施工效率的前提下,在提高了建筑物整体重量轻的情况下,使建筑物具有了优异的材料物理化学与综合性能,从而发挥了耐火、防震、耐腐蚀、隔热等的功能;同时通过对各个建筑物的基本结构加以改变,使各个构件间的连接更加紧密,从而从本质上提高了建筑物的综合性能,并且还可以充分利用建筑材料的灵活性,这样的灵活性在抗震的过程中会起到很大的作用。组合式建材具有低导热率的特性,这种方式可以确保建筑外墙体的保温效果。绿色建筑材料既要满足生产质量标准,又要考虑到环境友好性,而且在拆除建筑后,还可以进行二次循环,确保绿色建材可持续发展。

二、装配式设计强化策略

2.1确定施工方案

受流程配置要求和施工工艺的影响,在进行基础施工的时候,应该将设备基础的影响因素考虑进去,在条件允许的情况下,可同时进行。此外,还要做好地脚螺栓的预留工作,尤其要注意位置的准确性,应对埋设精度进行多次复测。工业厂房一般都比较高,钢柱的截面比较高,为了确保其标高,必须采取注浆垫块的方法。在无其他部件可连接的情况下,应该做一些紧固处理。在梁柱的施工中,首先要用固定螺栓将其结合起来,然后在整体上起到一定的稳定效果后,才能进行大范围的施工和安装。在梁柱支撑全部调试结束后,应及时对高强螺栓进行终拧,在此过程中,可以保证整体抗结构抗侧弯具有一定的稳定性和强度。

2.2优化结构计算

伴随着现代科技的持续发展,在进行装配式工业厂房的设计时,设计人员往往会以现场的试验检测成果为基准,利用有关的计算机软件,根据不同的设计要求,使用相应的技术,得出不同的实验结论,这样结果才能显得更全面、更精确,因为这样不仅能够提高工作效率、施工效果,还能够计算出最佳的设计方法,降低了反复修改方案的次数。

2.3协调整体布局

工厂的组装设计必须与工厂的总体制造方式相适应,才能确保工厂的正常生产。因此,设计者必须从工厂的实际应用出发,设计出一种既经济又可行的装配式生产工艺。因此,在一般情况下,设计者要以生产需求为依据,在满足厂房墙体厚度和高度的条件下,合理分布装配式支架,确保整个厂区受力均衡。一般情况下,钢支架包括框架,索膜,塔桅,空间桁架,平行桁架,网架等多种分布形式。在进行具体的项目设计前,有关人员要对工业厂房的生产需求有充分的了解,确保结构布置和生产工艺能够为对方提供一定的便利条件。在进行工艺布置图的设计前,建设单位要提供工艺图,以保证设计者对工艺布置与柱间支撑位置之间的关系有足够的了解,同时还要保证工业厂房的结构可以最大限度地满足要求,从而保证整个结构的合理性和安全性。另外,在具体的设计过程中,还要注意到钢材的结构性,在选用钢材的时候,有关人员要完全了解整个工业设计方案,并根据特定的要求来进行钢材的采购,从而保证厂房的整体性能。

三、装配式工业厂房建筑设计要点剖析

3.1防火设计

与混凝土建筑相比,装配式建筑的耐火性能更差。为了保证工业厂房的安全,在实际厂房的设计中,要充分考虑组合式的隔热、防火性能。在实际操作过程中,可以和企业厂区的特点相结合,在确定厂区火灾风险范围以后,对企业厂区的耐火级别确认一下,之后,要按照有关规范中的消防规定,合理、正确地选用钢结构,这也可以显著地增强厂区的现场消防功能。除此之外,在设计的时候,还可以对装配式表面采取涂抹、覆盖防火涂料的方法,来提升装配式的防火性能。同时,还要做好相应的防范工作,比如:安全出口、疏散楼梯等,这不仅能够提高厂房的消防级别,还能够降低火灾事故产生所带来的经济损失。

3.2防腐设计

由于组件本身的特点,在自然环境中极易被氧化,导致腐蚀,特别是当组件处在湿热的环境中时,更会加剧这一问题。当装配式遇到腐蚀时,其结构直径也将减小,使受力区域的应力相对较集中,这不但会减少预制装配式的使用寿命,而且还将危及预制装配式的正常使用。因此为了避免这一问题,还需要在工程设计中充分考虑工业厂房所在的环境条件,并设计有可行性的防腐蚀设计方案,以增强预制装配式的防腐蚀特性,在实际应用中,一般会采取涂抹防锈防腐涂料的方法,避免装配式与腐蚀因子接触,但要达到理想的效果,还必须根据不同部位和防腐蚀要求,科学地掌握涂料覆盖厚度。

四、装配式建筑发展前景

目前(2021—2025年):这一时期是一个高速发展的时期,在这一时期,装配式建筑的管理体系和标准体系已经得到了很好的完善,并且,装配式建筑的成本将会有很大的下降,EPC总承包将成为主要的装配式建筑,但是与传统的现浇模式相比,它的造价仍然会高出100-200元/平方米(建筑面积),国家对于装配式建筑的优惠政策也会越来越少。后续阶段(2025年以后):到了2025年,在经历了将近十年的发展之后,在 PC构件的设计、生产、安装方面,装配式建筑已经达到了一个非常成熟的阶段,它的施工工艺也变得越来越完善,产业工人也变得越来越成熟。因此,在未来的几年时间里,装配式建筑将会以市场为主导,走上一条持续、健康的发展之路,而政府的各种优惠政策也将会逐渐取消。

结语:

当前,装配式建筑在我国已经取得了一定的成绩,尽管它在许多建筑工程领域并没有得到广泛的应用,但是,由于它的独特优势和生产潜力,装配式建筑已经受到了建筑工程领域的高度重视,更被视为我国建筑行业发展和转型的方向。同时,中国还面临着许多亟待解决的问题,因此,要促进装配式建筑的高质量、高效率的发展,就需要国家和政府对其进行宏观管理,建立起一套完善的法规体系,并对其进行激励,对其进行税费减免,从而为今后的长期、战略的发展打下坚实的基础。

参考文献:

[1] 赵丽坤,张綦斌,纪颖波,等. 中国装配式建筑产业区域发展水平评价 [J]. 土木工程与管理学报,2019,36(01):55-61.

[2] 潘海泽,艾上杰,曾黎,等. 装配式建筑社会认知情况调查及推行影响因素层级结构研究 [J]. 科技促进发展,2019,15(09):10-12

[3] 杨思忠. 装配式建筑预制构件现状与质量管控 [J]. 混凝土世界,2020(03):52-61

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