基于裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

伊運恒

運城職業(yè)技術(shù)大學/運城市建筑設(shè)計研究院 山西 運城 044000

引言

現(xiàn)階段建筑逐漸朝著輕型建筑的方向發(fā)展，受到這種趨勢的影響，更多的建筑施工技術(shù)和建筑形式被研發(fā)了出來，并被運用到了不同類型的建筑工程當中。而裝配式建筑正是這一時期的產(chǎn)物，這種建筑既符合綠色環(huán)保的建設(shè)需求，也促進了國內(nèi)建筑領(lǐng)域發(fā)展。對于建筑工程來說，其自身結(jié)構(gòu)的規(guī)劃和設(shè)計也成為工程設(shè)計工作的主要內(nèi)容，這就需要設(shè)計團隊對裝配式建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃的要點內(nèi)容進行全面剖析。

1 預制元件的拆分和規(guī)劃

首先，在設(shè)計預制元件的時候，設(shè)計師需要基于生產(chǎn)廠家的制造能力來對元件的尺寸進行科學設(shè)計，從而盡可能將尺寸的誤差控制在合理范圍，以免由于尺寸不符合規(guī)范要求而導致質(zhì)量方面出現(xiàn)問題[1]。其次，設(shè)計師要在制定設(shè)計方案時充分考慮到施工團隊的吊裝能力。部分施工團隊對預制元件進行拆分的目的，是想要降低施工的開銷和控制施工成本，而另一部分施工團隊對預制元件進行拆分是想要保證施工進度，對工作流程進行優(yōu)化，在施工期間和完工后的運行期間，各種因素都會影響到裝配式建筑。比如人工因素、地域特色因素或者自然環(huán)境因素，但是因為使用者極其關(guān)注建筑的安全性和穩(wěn)定性，所以設(shè)計團隊必須在設(shè)計階段為建筑工程的穩(wěn)定性提供保障。對預制元件進行拆分，能夠讓設(shè)計團隊更加了解裝配式建筑結(jié)構(gòu)的承載力和受力程度。不過，設(shè)計師不僅需要考慮建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，還要對元件的安裝和運輸?shù)葐栴}進行考慮，保證各個環(huán)節(jié)都能夠百密無一疏，并對對預制元件的規(guī)劃和拆分進行持續(xù)調(diào)整，提升設(shè)計工作的科學性。

2 框架體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計

近年來，隨著我國高層及超高層建筑數(shù)量的增多，相關(guān)領(lǐng)域中也出來了一種較為廣泛的建筑體系結(jié)構(gòu)，即框架式體系結(jié)構(gòu)。因此，在開展裝配式建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃工作時，設(shè)計師需要重點考慮到框架體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，控制好結(jié)構(gòu)的剛?cè)岢潭?，以免發(fā)生變形、受損等問題。同時，在設(shè)計工作中，設(shè)計師需要對不同元件的重要程度進行明確，保證即使出現(xiàn)意外情況，那些占據(jù)重要地位的元件不會出現(xiàn)損壞，在絕大程度上控制隱患[2]。其次，當設(shè)計師在面對混亂且合理程度低的建筑布局時，需要基于這一布局的具體特征來對框架式體系結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。比如，在面對啞鈴式布局的建筑時，設(shè)計師可以重點考慮增加中間結(jié)構(gòu)區(qū)域的板厚，對配筋進行調(diào)整。如果所在區(qū)域的地下水位不低，設(shè)計師可以對防水設(shè)計等方面的內(nèi)容進行考慮。比如，在設(shè)計裝配式建筑的地下室時，因為這個區(qū)域的混凝土土層的抗?jié)B能力較好，所以設(shè)計師關(guān)注混凝土材料的制作工作，并且在制作混凝土的時候基于比例來添加相應的膨脹劑。

3 剪力墻體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在現(xiàn)階段的建筑物中存在一種荷載能力較強的體系結(jié)構(gòu)，即剪力墻體系結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)剪切進行防范，所以剪力墻體系結(jié)構(gòu)的規(guī)劃也被作為裝配式建筑設(shè)計工作中的重要內(nèi)容之一[3]。首先，設(shè)計師需要對結(jié)構(gòu)和空間等方面的問題進行全面考慮。比如，如果裝配式建筑的樓層數(shù)量較多，設(shè)計師可以將對稱樣式的方法作為主要的施工方法。其次，設(shè)計師要盡可能規(guī)避對于單項剪力墻的規(guī)劃，尤其是處在地震頻發(fā)的區(qū)域，設(shè)計師要嚴格按照抗震需要來對剪力墻的薄厚程度進行規(guī)劃。另外，設(shè)計師需要重點關(guān)注剪力墻的邊緣區(qū)域，可以根據(jù)施工需要來裝配相應的端柱，從而有效提升此區(qū)域的抗震性能。

4 對于構(gòu)造節(jié)點的設(shè)計

在裝配式建筑中總會存在一些防水能力欠佳的區(qū)域，對于這些區(qū)域，設(shè)計師可以重點開展構(gòu)造節(jié)點規(guī)劃工作，基于建筑工程施工場地的地理條件和氣候條件來完成設(shè)計工作，從而提升建筑的防水性能[4]。如果建筑工程沒有對結(jié)構(gòu)的抗震能力做出要求，那么風荷載會成為該結(jié)構(gòu)的重要荷載來源，其會導致結(jié)構(gòu)處在彈性狀態(tài)，所以在設(shè)計裝配式建筑的構(gòu)造節(jié)點時，設(shè)計師的關(guān)注重點可以集中在構(gòu)造節(jié)點是否符合內(nèi)力的規(guī)范要求。如果建筑工程對抗震性能做出了要求，那么地震荷載將會成為該機構(gòu)的重要荷載來源，并且當?shù)卣鸷奢d超過一定標準時，就有一定的概率出現(xiàn)塑性結(jié)構(gòu)，此時設(shè)計師不僅需要符合內(nèi)力的規(guī)范要求，還要對特殊方面的內(nèi)容進行考慮，比如節(jié)點的最大承載力。同時，設(shè)計師在開展對于受力彎曲元件設(shè)計工作的時候，必須基于受壓意愿的實際寬度和不同支撐點的間距來確定側(cè)向梁柱的支撐點。另外，設(shè)計師還需要注意對于構(gòu)造節(jié)點復雜程度的控制，盡可能規(guī)避厚鋼板破裂等情況的出現(xiàn)。除此之外，設(shè)計師需要根據(jù)風荷載和地震荷載的實際情況來考慮節(jié)點處接縫的寬度，并且對各個連接區(qū)域的節(jié)點的穩(wěn)定性和受力程度進行考察，按照連接方式的特征來運用對應的技術(shù)標準。

5 結(jié)束語

綜上所述，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的要點內(nèi)容包括預制元件的拆分和規(guī)劃、框架體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計、剪力墻體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計、構(gòu)造節(jié)點的設(shè)計等方面的內(nèi)容。而為了提升裝配式建筑的設(shè)計質(zhì)量，設(shè)計師需要對這些要點內(nèi)容進行了解和分析，保證自己能夠在第一時間內(nèi)掌握最新的設(shè)計方法和理念，這樣才能利用更加科學的設(shè)計工作提升裝配式建筑的完工質(zhì)量。