基于裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

宮麗

大連信豪建設(shè)集團(tuán)有限公司 遼寧大連 116000

1 裝配式建筑的優(yōu)勢

裝配式建筑是由五個(gè)部分組建而成的，這些部分分別是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工業(yè)化、建筑裝配、內(nèi)部裝修與信息化管理。就其實(shí)質(zhì)來說，它是在建筑工地上組裝出來的，零件均是現(xiàn)成的。得益于其自身的顯著優(yōu)勢，裝配式建筑已發(fā)展成新的建筑趨勢：能節(jié)約時(shí)間、節(jié)省人力資源消耗，工廠提前預(yù)計(jì)的建造能夠直接在工地上完成組裝，工作效能、建筑成本控制均得到了保障；材料選用方面追求綠色環(huán)保，工作質(zhì)量得到了良好把控，也很符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求；能夠進(jìn)行機(jī)械化施工，明顯降低了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)流程要點(diǎn)

裝配式建筑設(shè)計(jì)需要對設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行深化，具體設(shè)計(jì)過程中，不僅要關(guān)注原有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，還要關(guān)注各類新增的設(shè)計(jì)需求。在裝配式建筑方案設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員要對工程規(guī)模、成本等充分掌握，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、要求選擇有效的建筑結(jié)構(gòu)類型，對柱體、剪力墻等關(guān)鍵區(qū)域的連接方式、位置進(jìn)行控制，確保相關(guān)尺寸滿足預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要與施工單位、生產(chǎn)單位進(jìn)行及時(shí)、有效的溝通，確定相關(guān)設(shè)計(jì)工作的施工方案及細(xì)節(jié)，為后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供合適的建議[1]。針對施工圖設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員要充分了解裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)要求，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的受力情況選擇預(yù)制構(gòu)件類型，協(xié)調(diào)管線預(yù)埋設(shè)計(jì)工作。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深化時(shí)，要積極與生產(chǎn)單位進(jìn)行聯(lián)系，共同確定構(gòu)件加工圖紙，必要情況下可以進(jìn)行構(gòu)件建模，并設(shè)置合理的吊運(yùn)區(qū)域、配件。

2.2 構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)期間要參考生產(chǎn)單位生產(chǎn)工藝水平，確立最為合理的尺寸，最大限度減少建筑結(jié)構(gòu)間的誤差，努力避免因尺寸問題而造成的質(zhì)量問題。同時(shí)設(shè)計(jì)人員還要關(guān)注施工單位吊裝工作水平，合理選擇吊運(yùn)方式、位置等細(xì)節(jié)。部分單位將構(gòu)建進(jìn)行拆分主要是為降低工程建設(shè)成本和優(yōu)化施工流程，利于對各個(gè)現(xiàn)場施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行把控。另外還要關(guān)注裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全性，確保建筑施工過程中具備良好的可靠性、安全性。而且設(shè)計(jì)人員要考慮結(jié)構(gòu)安全性及構(gòu)件運(yùn)輸、安裝等方面的問題，綜合多種環(huán)節(jié)的需求，不斷調(diào)整預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)，才可以使設(shè)計(jì)更為合理[2]。對于預(yù)制構(gòu)件的拆分需要以把握裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)受力情況為前提，在掌握現(xiàn)澆與預(yù)制范圍時(shí)，明確構(gòu)件拆分位置，明確后澆區(qū)與預(yù)制構(gòu)件間的關(guān)聯(lián)。結(jié)構(gòu)拆分時(shí)還要根據(jù)實(shí)際情況減少構(gòu)件類型，確保建筑結(jié)構(gòu)總體的合理性，必須掌握相鄰構(gòu)件拆分情況，合理選擇構(gòu)件接縫位置。例如：剪力墻結(jié)構(gòu)拆分裝配設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量選擇T型剪力墻，避免拆解得較為分散；對于需要增加翼緣的剪力墻，要保證翼緣長度設(shè)計(jì)合理，減少邊緣構(gòu)件澆筑長度影響現(xiàn)場施工。

2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需要把握以下幾點(diǎn)：全面考慮空間與結(jié)構(gòu)問題，對于裝配式建筑而言，其剪力墻施工方式為對稱樣式；避免單方向的剪力墻設(shè)置，在地震概率較高的區(qū)域，需要根據(jù)裝配式建筑的抗震性能確定剪力墻最有效的厚度；在設(shè)計(jì)縱墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際計(jì)算結(jié)果進(jìn)行布置；注重剪力墻邊緣構(gòu)造設(shè)計(jì)，可在剪力墻邊緣配置端柱，進(jìn)而提高該部位的抗震能力，同時(shí)也要根據(jù)該部位實(shí)際受力情況加強(qiáng)端部與洞口兩側(cè)。

2.4 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在開展框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意“剛?cè)岵?jì)”，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)太柔容易變形或結(jié)構(gòu)太剛?cè)菀拙植渴軗p的情況。設(shè)計(jì)時(shí)注意分清框架結(jié)構(gòu)主次，分清不同構(gòu)建部分的重要性及作用，確保重要構(gòu)件的穩(wěn)定性和可靠性[3]。若裝配式建筑結(jié)構(gòu)布局存在問題，需要根據(jù)實(shí)際情況對布局進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)關(guān)注框架體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整情況；若建筑所在區(qū)域的地下水位偏高，應(yīng)注意在混凝土材料中添加一定比例的膨脹劑，若建筑框架結(jié)構(gòu)體系長度無法滿足伸縮縫間距標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要提升配筋率或調(diào)節(jié)保溫措施，若裝配式建筑梁截面過大，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意對配筋率、變形情況進(jìn)行分析、計(jì)算，必要情況下要采取有效的補(bǔ)強(qiáng)措施。對于入口位置的女兒墻需要考慮增加構(gòu)造柱，做好加密處理措施。

2.5 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

裝配式建筑防水性能較差的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)要重點(diǎn)關(guān)注，做好構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)前充分掌握建筑所在區(qū)域的氣候、地理等條件，確保各個(gè)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)滿足區(qū)域使用要求。還要掌握建筑所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件，做好裝配式建筑的一般設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考慮風(fēng)荷載的作用。一般情況下，建筑在風(fēng)荷載作用下，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)處于彈性狀態(tài)，各個(gè)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需滿足內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作要求。

對于需要考慮較高抗震標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域，建筑結(jié)構(gòu)的主要荷載為地震荷載，若該荷載過大會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性狀態(tài)，所以，必須針對這種情況關(guān)注特殊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的極限承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)，關(guān)注構(gòu)建塑性時(shí)的局部穩(wěn)定性，確保梁、柱環(huán)節(jié)的側(cè)向穩(wěn)定性。盡量避免梁、柱出現(xiàn)側(cè)向彎扭失穩(wěn)問題。在設(shè)計(jì)受彎構(gòu)件塑性區(qū)要保證相鄰支撐點(diǎn)間距、受壓翼緣寬度設(shè)置。在設(shè)計(jì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)要保證其構(gòu)造簡單，能夠以最快的速度就位、調(diào)整。設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)時(shí)要避免出現(xiàn)鋼板層狀撕裂的情況。對于構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的接縫寬度而言，要綜合考慮風(fēng)荷載、地震荷載的影響，重點(diǎn)關(guān)注不同連接節(jié)點(diǎn)的受力情況和安全性，結(jié)合所獲取的資料選擇適當(dāng)?shù)倪B接方式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

簡而言之，隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，為了滿足某些特殊工程的需求和項(xiàng)目建設(shè)，裝配式建筑逐漸擴(kuò)展到建筑行業(yè)的應(yīng)用中。裝配式建筑的特點(diǎn)是基本建設(shè)在車間內(nèi)完成，然后再運(yùn)送至施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配。本文主要討論了裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以使整體的施工效果得到保障。