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分析与探讨装配式建筑结构设计关键点

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  摘    要:装配式结构在建筑工程中具有多项优势,工程建设单位要明确装配式结构设计特点,加大对其的研究力度和资金支持,研究人员科学分析其结构设计特点,进一步确定预制构件、立体设计和成本预算的开展情况。加强装配式结构体系的合理,可以保障整体建筑结构设计方案质量,进而为后续工程施工提供可靠建设依据与施工指导,使装配式结构可以变得更加的完善和科学,更好的满足人们居住方面的要求,同时也能提高企业的利润和效益,为我国社会经济持续稳定发展做出贡献。
  关键词:装配式:结构设计
  1  装配式建筑结构体系的建设现状
  对于民用建筑而言,可供结构设计选择的装配式结构型式很多。如,多层或是低层住宅建筑,可从木结构、钢结构、轻钢-钢筋混凝土结构以及新型普通钢结构等型式中进行选择。从建设实践角度来看,装配式建筑结构分为两类:①装配式钢结构,其建设材料是钢材,包含钢柱与钢梁等;②装配式混凝土结构,其建设材料为混凝土,工程在完成混凝土构件加工后,通过将相关构件运输至作业场地。然而,装配式建筑结构体系设计包含建材选择、总体设计以及装配施工、验收等工作环节,增加了设计质量控制工作的开展难度。其中,最为关键的构件连接技术具有复杂特点,即使采用同一结构布置,不同连接技术最终产生的结构力学与抗震性能也存在差异。为此,研究人员应从科学技术角度出发,通过将现有体系设计技术利用起来,以降低装配式建筑结构体系设计工作的开展难度。
  2  配式建筑结构设计的关键点分析
  2.1  明确设计方案进行初步设计
  在装配式建筑结构设计中应该以设计方案为主,通过对该建筑项目的信息了解与特点分析进行全面考量,不同的行业领域的装配式建筑有其不同的差异特征。在设计过程中要对装配式建筑的应用行业领域进行明确,例如:化工厂、电厂、污处理水厂等。这三个装配式建筑功能就截然不同。只有对其功能进行了解掌握,才能在设计过程中融入功能特点与特色元素,提升该建筑项目的实用性。同时,在进行初期设计过程中应该注重一体化、统一性。这也是其重要的设计原则。在初步设计中要保障各预制构件的顺利组合与有效衔接,即组合设计。并将构件的利用性、价值性进行发挥。
  2.2  编制施工 图纸
  在建筑工程施工图纸设计阶段,以预先完成的设计工作作为基础,进一步深化设计工作。针对各专业的基本需求,促进构件制作厂、装饰厂与材料厂的协调配合。与现浇架构相比,装配式建筑结构以建筑工程设计文件作为基础保障,完成连接部位构造图与墙面构件图的参数组合。此外,设计人员要严格履行职责,保证预制构件设计图纸的完整性与合理性,满足建筑工程设计的基本需求。
  2.3  构件设计要素
  (1)在设计装配式建筑的构件时,还应充分考虑装配式建筑的具体安装流程和安装难度。目前,许多装配式建筑的设计人员来源于施工团队,对装配式建筑的认识较少,经验十分匮乏,从而导致构件设计不合理,给后续的装配和施工带来了一定的难度,也给建筑结构带来了安全隐患。为了提高装配式建筑构件的质量,设计人员在进行设计之前,必须对项目进行实地考察和充分的了解,还要考虑装配式建筑结构整体的抗震要求。
  (2)结构构件拆分是装配式建筑设计的重要环节。通常情况下,建筑图纸设计完毕后,方可开展结构构件拆分工作。首先,邀请专业技术人员进行前期策划,确保建筑设计方案满足实际需求。之后按照既定的设计方案进行结构构件拆分,并对设计方案中不合理部分进行调整。其次,在建筑设计过程中,BIM 技术对单个外墙构件具有极大的影响。依靠 BIM 技术的可视化功能,可有效调节建筑外墙板与构件数量,实现理想化设计目标。
  (3)装配式建筑要做到主体装修过程的一体化,建筑工程中的结构整体与机电设备一体化,因此,设计单位要和施工单位达成一致,二者之间在开始设计和施工前,应进行深入讨论和研究,尽可能地提高建筑结构的建设标准和质量效果。进行施工时,要严格控制构件设计的科学性和合理性,综合考虑建筑物的分体结构以及水电内装等部分的安装要求,可以在进行具体操作之前,采用 BIM 技术对设计效果进行模拟,以分析其可行性。
  2.4  装配式的结构节点设计
  构件连接节点设计是装配式结构设计的关键之处,整体工程项目质量如果想要得到更好的效果,必须优化结构节点设计方案。在进行节点设计时,设计人员必须着重关注连接节点结构的安全指数,保证节点结构稳定并且保证力的传导的效率。同时要精确计算节点处的实际受力情况,保证结构整体功能性良好,并做好节点安全保障措施,如位置防火、防水处理。目前节点连接技术具有繁多的种类,如套筒灌浆连接以及螺栓连接等,都是较为有效的连接设计方法,设计人员可以分析实际情况,根据不同的连接需求选择更合理连接方式,并制定出配套的节点计算以及技术使用设计方案。
  2.5  管线的深化设计
  在装配式建筑结构设计中,需要对管线预埋位置进行预留及标注,这也是设计过程中的必然环节。进行管线设计时需要在设计图中详细标注出管线预埋位置、标高和埋管直径等信息。要对排水管道、中接地线路、电力管线等进行合理设计,即预留安装点定位。管线预埋设计对整体工程施工效率、质量十分关键。其次,BIM 信息化技术可以检查装配式建筑预埋管线实际安装情况,检查预留管线是否科学、合理,同时能重点检查预留管线的点位是否有冲突、遗漏等问题。管线设计需要注意不能占用其他建筑位置,同时各预留管线之间应预防出现平行交叉、垂直碰撞,以保证实现预想功能。
  3  装配式建筑结构关键部位的设计与优化
  在实际装配式施工过程中需要我们对其加以更大的质量防控,特别是建筑的质量问题更加突出,要将细节考虑到位,不留隐患。首先设计人员要在设计之前对所建工程的实际地理位置进行考察,并结合当地的地质资料参考,对其周边的建筑进行实地走访寻找存在的问题和可能存在的隐患,在自身设计的过程中要将这些影响因素考虑进去。然后根据要设计的目标建筑进行需求分析,对设计目标有明确的标准,尽可能选用优质建筑材料,有明确的措施,这样就能够以当地的环境条件为参考有一个设计阶段的预防方案。其次是施工过程,现代建筑多以钢筋混凝土为主体结构,对于钢筋的浇筑要尽量一次性,避免有混凝土接缝。最后是在浇筑过程中要对混凝土均匀搅拌,确保混凝土的和易性,防止有跑浆现象出现,在屋面的找平层做好整体性效果。预制构件设计还应注意: 外墙板考虑空调留洞口,空调安装预埋件,斜撑预埋螺母,吊装用吊钉,调节标高用螺母,灌浆套筒等位置及埋件; 叠合楼板考虑设备管线、吊顶、灯具安装点位的预留和预埋,满足设备专业要求; 房间隔墙和内走道墙采用自重轻、隔声好、防水、防火性能好的GRC 预制内墙板,之间采用企口连接。对于干式铰接结构、湿式刚接结构以及柔性连接结构来说,均属于基本装配式混凝土结构体系类型。还有混合连接结构,其会受到结构力学性能、抗震性能、施工场地便捷操作情况以及造价成本等因素影响,但因全面性更高,是未来装配式混凝土结构体系设计的重要内容。
  4  结束语
  装配式建筑构件设计的研究与应用,对装配式建筑的现场施工和建造具有十分重要的意义,施工人员和技术人员应充分考虑装配式建筑的绿色环保性,并且最大程度上避免对周围环境产生影响。另外,要不断完善其生产运输体系和设计,保证建筑结构的安全稳定性,推动装配式建筑在更多的地区得到广泛的应用,推进城市化建设的进程。
  参考文献:
  [1] 賈金成.装配式建筑结构设计优化探讨[J].建材发展导向,2017(10):47.
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