关键词:结构设计;装配式建筑;设计要点;建筑行业
引言
在一般的建筑形式中,现浇混凝土是施工建筑结构的主要方式,这种方式具有一定的限制性,使得建筑工程的施工与设计应用效率较低,施工应用时间较长,此外,在施工中产生的污染以及浪费的现象较为严重,与资源节约的原则相违背。
1装配式建筑的相关概念
装配式预制混凝土结构是指部分梁、板、柱、墙板等结构构件均先在构件预制厂进行规模生产,后运至施工现场通过焊接、预埋螺栓连接或少量现浇混凝土等将预制混凝土构件连接在一起,形成一个结构整体。预制率指装配式混凝土建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制构件部分的材料用量占对应构件材料总用量的体积比。
2装配式建筑结构设计的基本原理
装配式建筑结构的基本原理与现浇结构原理相似,其主要是在施工过程中,利用可靠、合理的连接方式以及其他必须的结构与构造方式来实现的。装配式建筑中节点的设计也有很多,结构刚度的差异会带来不同的影响,对整体的抗震性能也会有所影响,为了能够提升建筑的抗震性能,就要在设计过程中根据实际情况进行合理、可靠的节点设计。
3装配式建筑结构设计的发展优势
相比于传统建筑类型,装配式建筑具有自身特色优势,具体表现为:一是环保程度高。装配式建筑在施工过程中可以根据实际需求选择不同的材料,材料选择方面的限制较小,绿色环保类建筑材料的使用率也相对较高。因此,装配式建筑在施工过程中产生的废旧材料等建筑垃圾相对更少,减少了工程施工过程中的粉尘污染等现象,对自然环境造成的影响较小。二是用工人数少,效率高。装配式建筑大多采用现场吊装拼接方式进行建设,这一方式可以大幅减少施工人数,同时也减轻了施工人员的工作负荷,提高了项目的施工效率。三是工期较短。相比于传统建筑类型,装配式建筑在施工过程中可以拆分并行施工,加快了施工进度,缩短了工程工期。四是施工作业强度低。装配式建筑在施工过程中,现场施工一般包括原材料的运输、配比与使用,以及根据设计图纸安装相应的建筑结构,工程施工作业强度相对较低。
4装配式建筑结构设计要点分析
4.1设计流程要点
装配式建筑的设计流程增加了深化设计环节,在设计过程中,除了原有的设计内容,还增加了新的设计要求。在方案设计环节,设计人员应该对工程项目的规模、成本控制要求等较为熟悉。建筑物结构类型应该严格按照相关文件要求选用,要对剪力墙、柱体等构件的连接、位置合理设计,例如剪力墙的相对尺寸应该满足预制构件的设计要求。设计人员在设计装配式建筑过程中需要与施工单位共同确定设计与施工细节,共同商讨技术实施方案,为之后的设计提供有效的参考。在施工图设计环节,设计人员在进行结构设计时需要熟悉装配式建筑的构件生产等方面的技术要求,在设计施工图时要依据受力合理等原则合理选择预制构件的类型,并且协调好其与管线预埋的设计要求。在结构深化环节,设计人员要注意与加工厂积极联系,双方共同设计构件加工图纸,必要时还需要进行构建脱模,并考虑吊钩等工件的预留。
4.2预制构件的设计与拆分
预制构件在设计时应该根据生产单位的工艺水平合理设计其尺寸,最大限度地减少尺寸误差,尽量避免因尺寸未达标而产生的质量问题。与此同时,设计人员还需要根据施工单位的吊装水平等因素进行设计。一些单位拆分预制构件主要是为了减少施工成本,出于对项目工程的成本控制的需要,也有部分施工单位拆分预制构件是为了施工能够顺利进行,优化施工流程,也有利于节点设计更为科学。建筑物在施工以及后续使用过程中会受到人为因素、自然因素以及特色因素的影响,而建筑物的可靠性与安全性也是行业、用户最为看重的指标之一,因此必须确保装配式建筑结构的安全性。拆分预制构件是为了进一步把握装配式建筑主体结构受力情况,也是为了了解预制构件的承载能力。例如在装配式混凝土结构时,要确定现浇与预制的范围,要明确结构构件的拆分位置、构件之间的拆分位置,同时要明确后浇区与预制构件之间的关系。在进行结构拆分时,应该根据实际情况尽可能地减少构件规格,要考虑结构是否合理,要对相邻构件的拆分进行了解,要合理选择构件接缝位置。例如在拆分装配式剪力墙结构设计时,应该多安排T型剪力墙,避免拆墙时拆分零散。对于需要添加翼缘的剪力墙,要合理设计翼缘长度,避免因边缘构件现浇长度太长影响浇筑。
4.3防水性的设计的应用
在建筑设计应用过程中,建筑中应用的各个因素会随着不同方面变化受到影响,质量问题的出现,对于建筑的施工的过程以及使用过程中,人员、财产的安全都将会产生不同程度的威胁。建筑混凝土的使用,需要根据建筑混凝土的应用材料以及应用的条件的适应程度进行判断,在一般的建筑中,混凝土的应用需要具有较好的防水性。由于我国各个地区的建筑工程具有不同的防水需求,因此混凝土的应用也存在着区别,在对于防水的要求较高的建筑中,混凝土的价格与普通的混凝土相比较高,同时在施工中需要采取的施工方式也存在着区别。在装配式建筑的结构设计中,混凝土的应用需要结合建筑物自身的防水需求进行应用。在高层建筑的应用中,防水的分布需要包括多种层次的应用分布标准。为了使得建筑的中心部位所具有的防水效力得到提升,在这个部分的材料使用中需要存着具有较好防水效力的防水泡沫棒会,或者部的防水胶条满足其实际的需求。
4.4连接设计的分析
在连接设计中,需要根据设计的不同要求对于建筑的结构竖向、水平等部位的钢筋接缝处的应用进行关注。需要根据其实际的表现状态,选择加固的手段,与建筑总体的受力结构相适应。在一些建筑中,由于对这个方面的重视程度有所不足,在建筑的使用过程中,产生了不安全的因素。在剪力墙的应用过程中,需要结合应用的标准对于剪力墙的钢筋形式的混凝土进行箍筋工艺。在剪力墙的设计中,需要重视其应用的厚度。在粱面中的设计中,需要进行合理的粗糙化设计,使得粗糙面与其他结构槽之间的关系能够保持着适应性状态。在剪力墙的顶部位置,需要与后浇筑的混凝土与其墙面进行结合,在侧面以及其后部对于墙体的构件连接上,使得混凝土的强度能够符合应用的标准。
结语
综上所述,装配式建筑具有环保节能、工期短等优势,在设计、构件生产等环节仍存在诸多的不足,特别是各个环节之间缺乏配合,装配式建筑仍在不断发展中。而建筑物结构设计会直接影响的项目工程的总体质量,设计人员在设计过程中要充分了解与掌握各个环节、结构体系的设计要点,主动学习先进的设计理念,调整设计方式,进而提高装配式建筑设计的合理性。
参考文献
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