裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其發(fā)展趨勢探討

張劍華

摘要：裝配式建筑是一種模塊化的作業(yè)方式，整個建筑工程的施工重點(diǎn)，在前期預(yù)制件的制作、節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)以及預(yù)制件的安裝上。做好設(shè)計(jì)工作，是 保證裝配置建筑預(yù)制件制作符合標(biāo)準(zhǔn)要求的關(guān)鍵，更是決定整個建筑工程質(zhì)量的重點(diǎn)。接下來將對裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，同時探討裝配式建筑 未來的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn);發(fā)展

引言

當(dāng)前環(huán)保理念盛行，加上勞務(wù)成本逐漸提升，以往建筑模式受到強(qiáng)大 沖擊，裝配式建筑成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，可有效克服傳統(tǒng)建筑在周期、物 資消耗、工程量等方面的弊端。但是，國內(nèi)裝配建筑產(chǎn)業(yè)正處于起步階段，在構(gòu)建制作、建筑設(shè)計(jì)、抗震功能等方面存在缺陷，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與預(yù)期存 在差距，增加了成本投入。對此，應(yīng)堅(jiān)持安全實(shí)用的原則，制定科學(xué)可行 的優(yōu)化方案，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，由此保障建筑質(zhì)量。

1 裝配式建筑的基本概念

裝配式建筑不僅具有結(jié)構(gòu)方面的突出優(yōu)勢，還可以在施工建設(shè)的過程 中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的控制，減小施工過程中的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。由于裝 配式建筑在這些方面的突出優(yōu)勢，其在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。從裝配 式建筑結(jié)構(gòu)的施工流程來看，主要以設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝為主，在預(yù) 制工廠內(nèi)根據(jù)前期所設(shè)計(jì)的各個構(gòu)件來組織生產(chǎn)，對各個構(gòu)件加以適當(dāng)?shù)?優(yōu)化，保障構(gòu)件質(zhì)量，這種預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝的方式有效提升了整體的 施工效率。此外，裝配式建筑結(jié)構(gòu)下的施工安裝作業(yè)，有效實(shí)現(xiàn)了裝配安 裝施工與裝配件設(shè)計(jì)的結(jié)合，保持了各個結(jié)構(gòu)施工的協(xié)調(diào)性與高效性。

2 裝配式建筑相關(guān)設(shè)計(jì)關(guān)鍵

2.1 框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

當(dāng)前我國大部分的大型商場建設(shè)，都采用的裝配式建筑結(jié)構(gòu)。就商場 本身來講，框架式體系結(jié)構(gòu)質(zhì)地輕，且運(yùn)輸方便，在大型商場建設(shè)中應(yīng)用 廣泛。尤其是高層框架，能夠更好地展現(xiàn)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的綜合性能。在 應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)體系的裝配式建筑時，大部分的部件都是在車間里生產(chǎn)加工 的，像內(nèi)外墻板、疊合板、空調(diào)板、陽臺、預(yù)制梁等相關(guān)部件，都是在車 間里完成的。加工完成后通過運(yùn)輸車輛，送至建筑工程施工現(xiàn)場，隨后在 現(xiàn)場完成現(xiàn)澆處理等下一步的施工步驟。為了更好地保障裝配式建筑的承 受能力符合標(biāo)準(zhǔn)要求，在框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中需要注意以下幾點(diǎn)：首先，要對強(qiáng)度等級做好科學(xué)控制。針對預(yù)制柱混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時，要嚴(yán)格按照 《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》來確定強(qiáng)度等級，根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo) 準(zhǔn)值來進(jìn)行確定，就現(xiàn)下的預(yù)制框架柱底來講，其強(qiáng)度的等級最低也要達(dá) 到 C30;其次，設(shè)計(jì)要遵循平面設(shè)計(jì)原則。梁柱中心線要保障豎向平面一 致，同時縱向?qū)R;最后，要對預(yù)埋件進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。作為框架結(jié)構(gòu)體系 的裝配式建筑，預(yù)埋件是其結(jié)構(gòu)中的重要組成，實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，要將不 同位置的預(yù)埋件進(jìn)行有效連接，這樣才能夠讓剪力和受軸力能夠保持穩(wěn)定 狀態(tài)。

2.2 剪刀墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

在裝配式建筑施工時，設(shè)計(jì)人員需要對剪力墻結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理性設(shè) 計(jì)。該體系主要包含三種結(jié)構(gòu)，即板、剪力墻以及梁，此外還包括混凝土 組成的預(yù)制構(gòu)件，如疊層梁、預(yù)制墻板等。施工時，應(yīng)結(jié)合施工要求決定 剪力墻的施工方式，并重視結(jié)構(gòu)縱墻、橫墻等多方面的設(shè)計(jì)。在對縱墻設(shè) 計(jì)時需要遵循工程的施工需求。設(shè)計(jì)剪力橫墻時，應(yīng)在墻體兩端安裝承重 墻板，并根據(jù)剪力的計(jì)算結(jié)果以及抗側(cè)力的需求對墻板完成輕質(zhì)或承重填 充。進(jìn)行抗側(cè)力設(shè)計(jì)時，應(yīng)當(dāng)采用合理的現(xiàn)澆方式將豎向的主承力鋼筋漿 錨與連接帶相結(jié)合，并做好抗震設(shè)計(jì)和連接設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)構(gòu)件時，主要以預(yù) 制墻板、疊合樓板、后澆邊緣構(gòu)件等完成設(shè)計(jì)工作。構(gòu)件相互連接時，需 要從不同的角度進(jìn)行綜合考慮，尤其是受力因素對裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu) 體系的影響，保證了連接工藝的科學(xué)性、合理性。在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)確保 多個方向的動態(tài)特性，盡可能使其趨向于平面形式，實(shí)現(xiàn)機(jī)械作業(yè)的完整 性以及連續(xù)性。對抗剪進(jìn)行設(shè)計(jì)時，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的連接方式完成施 工任務(wù)，對于墻板水平拼縫內(nèi)的豎向鋼筋采用灌漿套筒式的連接工藝，最 大限度完善預(yù)制墻板水平拼縫的施工流程。

2.3 電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在供電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)高度重視電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，了解指揮中心的相關(guān)用電設(shè)備使用情況，明確各類電器裝備作用、性能配置等，并掌?握建筑內(nèi)部所有電源系統(tǒng)，根據(jù)施工企業(yè)對供電系統(tǒng)提出的要求，在電源?管控參數(shù)支持下，確定遠(yuǎn)距離監(jiān)控裝置構(gòu)造信息，掌握遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置特點(diǎn)、 電源運(yùn)行情況等，并確?？刂浦行目刹倏v后臺系統(tǒng)所傳輸?shù)倪^電壓、缺相?位、欠電壓等，根據(jù)施工現(xiàn)場所需用電比率，盡量節(jié)約用電成本。

2.4 完善裝配式結(jié)構(gòu)防水方案

建筑工程施工中在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行使用時往往會受到一些因素的影 響，比如雨雪天氣風(fēng)化影響、生活用水和高輻射的太陽光等都會對裝配式 結(jié)構(gòu)造成一定的影響，因此在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時需要以提高耐用性為目的，對其進(jìn)行防水設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中不斷完善裝配式結(jié)構(gòu)防水方案。首先，需 要通過科學(xué)設(shè)計(jì)裝配結(jié)構(gòu)外墻結(jié)構(gòu)、樓板構(gòu)件，避免長期暴露的外界環(huán)境 中，因此，需要對建筑物結(jié)構(gòu)相鄰構(gòu)件處進(jìn)行防水設(shè)計(jì)，對于裝配式外墻?結(jié)構(gòu)而言，需要選擇閉環(huán)型的防水設(shè)計(jì)方案。該方案運(yùn)用了三種防水設(shè)置 來確保防水效果的實(shí)現(xiàn)，第一種是在外墻板設(shè)計(jì)中選擇彈性高的泡沫棒和 粘劑膠對外墻板進(jìn)行封閉處理，促使外墻最外側(cè)呈現(xiàn)出一種三明治形狀結(jié) 構(gòu)，對于中間位置主要進(jìn)行減壓處理，并且選擇防水性能好的橡膠條對中 間位置進(jìn)行密封處理。第二種，是在外墻最外側(cè)三明治結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過 灌漿砂層進(jìn)行密封。

2.5 優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個難點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到裝配式建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。在傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，一般選 用的是鋼筋或者套筒連接方式，這些連接材料的價格偏高，也就導(dǎo)致整個 結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工成本較高。從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)人員在裝配式建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為提高節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)水平，可以通過優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件之間、預(yù)制構(gòu) 件與現(xiàn)場混凝土構(gòu)件之間的節(jié)點(diǎn)連接方式來最大限度地提高結(jié)構(gòu)性能。

3 裝配式建筑在未來的發(fā)展前景

我們國家人口數(shù)量龐大，地形多種多樣，因此對建筑的要求會存在很 多獨(dú)特的地方，所以需要不斷創(chuàng)新完善，我國的建筑行業(yè)也因此在近三十 年間得到空前的進(jìn)步。發(fā)展需要大規(guī)模生產(chǎn)，但是卻會對環(huán)境造成嚴(yán)重污 染，垃圾越來越多，所以，我國在發(fā)展建筑行業(yè)的過程中，也越來越重視 節(jié)能環(huán)保的綠色發(fā)展理念。我國的裝配建筑才剛開始發(fā)展起來，需要生產(chǎn) 很多種構(gòu)件，生產(chǎn)商無法統(tǒng)一成完整的鏈條，會影響施工的效率。人們根 據(jù)多次建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了這個問題，并找到了方法，就是形成一條產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu)，將裝配建筑上下游都整合在一起，并且在建筑的施工過程中融入這 條產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在未來，我國的裝配建筑行業(yè)也一定會不斷進(jìn)步，發(fā)展的越 來越好。

結(jié)束語

綜上所述，裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有更為突出的優(yōu)勢，工程企業(yè)在開展裝 配式建筑施工建設(shè)的過程中，應(yīng)根據(jù)總體的建筑建設(shè)需求，堅(jiān)持實(shí)用性、 可行性、安全性的設(shè)計(jì)原則，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，充分提升裝配式建筑的 結(jié)構(gòu)性能，進(jìn)一步促進(jìn)裝配式建筑社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的提升。

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