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《中国住宅设施》杂志论文

预制装配式建筑设计实践及相关问题的探讨

2019-3-25 14:22:08 | 浏览294次 | 《中国住宅设施》论文 | 全部杂志

  摘要:装配式设计是当代建筑重要的设计方式,其突出之处在于施工的质量高、速度快、费用支出少、安全性能更突出等,能够达到现阶段城市发展的要求。本文首先分析了预制装配式建筑设计及施工过程中面对的难题,然后从平面设计、立面设计、预制组件设计及专业协同设计四个方面阐述了预制装配式建筑设计的关键点。

  关键词:预制装配式;建筑设计;实践问题

  预制装配式建筑设计是指首先确定建筑施工过程中所需要的组件,依据建筑设计及施工的要求预先制作相应的组件,然后将拆解制作的组件组装在一起完成建筑的整体施工,是提高工程质量、缩减工程周期、减少费用支出的关键手段,也是将来工程施工的主要发展趋势。装配式施工具有以下几方面的特点:一是模数化设计。装配式建筑设计中实现了组件、施工及建筑之间的统一,通过对模数的掌控实现模数化向模块化的转变,从而使建筑设计更加规范化和统一化。二是信息化技术的应用,在装配式建设设计中大量运用了BIM技术,通过信息化技术展现建筑的性能、物理及几何信息等。但是,目前在预制装配式建筑设计中还存在众多的难题,要想提高装配式建筑设计的质量和效率就必须尽快解决这些问题,提升装配式建筑设计的质量和效率。基于上述分析,本文以预制装配式建筑设计实践及相关问题为研究内容,结合具体的施工案例,对装配式建筑设计的内容及流程进行分析,分析其中存在的问题及解决的手段,提高建筑设计的质量和效率,优化设计方案,提高施工质量。

  1预制装配式建筑存在的技术难题

  1.1平面不规则和组件数量约束之间的矛盾。

  建筑物的平面是甲方参考地形、运用性能、外貌形状等需要提出的,平面的形状多种多样,假若针对每一种不同形状的平面生产差异化的模具,那么模具的研发费用将非常昂贵,预制装配式建筑就会因为费用支出高昂而无法继续开展。为此,在设计过程中需要同时考虑装配式建筑和非装配式建筑的独特之处,对于不规则的平面要采用非装配置建筑设计的原则运用现浇混凝土的工程方案,对于规则的平面则采用规范化的构件,先将构件拆解预制,在施工现场重新组装。

  1.2连接处的耐用、抗震、安全和防水性能之间的平衡

  装配式建筑组件需要经过拆解之后再重新组装,不同组件部分之间的连接、节点等处都是结构受力、防水的薄弱环节,如果不能采取有效的措施就会降低结构的安全系数,甚至还会对构造造成严重的威胁。为此,一般对于节点和连接处采取的措施是将拆解组件的预留钢筋使用焊接方法连接好后,再使用比被连接组件高一个级别的混凝土加微膨胀剂浇筑后振捣紧实。众多的操作实践证明这种方式能够同时达到耐用、抗震、安全及防水等方面的需求。但是,在设计过程中必须考虑到组件拆解运送阶段质量的离散性性,对于拆解组件的预先留出的连接钢筋需要适度的增大。

  1.3组件运送、吊装进程中开裂的预防措施

  考虑到需要将施工过程中使用的组件拆分设计,然后由生产地运送到施工场地再进行吊装,因此,对于预制组件一般都设定了四个甚至多个吊装点,吊装点的选择是通过对于运送、吊装进程中的受力情形进行模拟确定的,假若实际情形和模拟情形十分相似,那么在运送和吊装进程中就不会出现开裂的现象,然而,实际操作中模拟情形经常和实际情形之间的差别很大,要保证运送和吊装过程中不出现开裂是很困难的。组件在运送和吊装过程中面对着众多的不确定性,因而,目前防止出现开裂现象的主要手段是增强拆解制作运输组件的构造配筋。

  2预制装配式建筑设计实践和相关问题

  2.1工程概述

  某一住宅建筑工程由11栋高层楼房构成,其中的9栋楼房是高档次的住宅楼房,楼房的建筑总面积为178300平方米,每栋楼房的高度为30层,主体为剪力墙模式,施工方式选择预制装配式设计方式。

  2.2预制装配式建筑设计内容和流程

  2.2.1平面设计关键点

  在采用预制装配式设计模式对建筑进行平面设计时应该遵循的主要准则就是模数的协调,需要对套型模块的类型、大小等进行优化,在设计建筑预制构建时要尽量保证标准化、通用化,从而在不增加之出的前提下提升工程质量及效率。在建筑内部的构造布置方面,要对管井、承重墙等的放置位置进行科学的安排,保证建筑空间足够大,还要对建筑内部不同区域的功能进行明晰的划定。

  2.2.2立面设计关键点

  在进行立面设计时,可以用不同类型的装饰材料来装饰预制外墙版,从而展现外体墙的颜色及纹理变化。为了增强内部大空间的灵活性,可以对墙体构成部分进行多次组合来实现。预制装配式建筑设计中的外墙构成部分主要有混凝土构建、装饰物品、空调承载物、阳台、门窗等,对此可以最大程度地发挥剪力墙外部构建的装饰作用,从而展现立面设计的多元化。对于门窗的设计,在保证通风和照射的前提下对其尺寸、比例、形状等进行适当地变化。

  2.2.3预制构件设计关键点

  在设计预制组件时需要遵从标准化和模数化的准则,减少构件的种类,从而减少费用支出,同时,增强组件的防火及耐用性能。预制外墙板的选择要满足相关的标准保证具有较强的保温和隔热效果,针对不同的空间要选定差异化的建筑构造。对于承重墙之外的墙体,选择材料的标准是隔音性能、拆卸简单等。对于主体构造承重墙之间的连接要以安全性为基础,要具备较强的抗震效果。厨房和卫生间等空间,其特点是湿度较高,为此设计时主要考虑的因素是防水及清扫的便捷性。楼盖要选用叠合楼板,对于那些开间面积较大或者平面设计相对繁复的楼层要选用现浇楼板,楼板之间及楼板和墙体之间的连接不能破坏构造的整体性。

  2.2.4专业协同设计关键点

  在预制组件设计中需要遵从的主要标准就是不同种类的组合、工程开展的便利性、类型较少、连接简便等。对于承重墙和墙柱等竖直的构成部分的连接要以直上直下为标准,对于门窗上的洞要做到从上至下在一条直线上。在预制装配式建筑设计中,要提升对公共空间垂直管井防止区域、尺寸和共同使用现实性的重视程度,要保证在出现故障时能够方便地对管井实施维修,对于水平的管线要减少相互之间的重合。另外,对于公共空间的管井需要设置供暖系统,要为建筑内部的供暖通道设计独立的循环体系。对于厨房和卫生间的排风通道,要合理确定安置位置、尺寸、配电箱的放置区域等,要提前在墙体中安置好插座、开关、接线盒、连接线路等。

  结语

  尽管装配式建筑设计方式具有众多的优势,但是,目前在装配式建筑设计方面还存在很多的难题需要解决,要想进一步促进该技术的继续发展就必须以工程设计的要求为基础,将多种因素考虑在内,全面深入分析预制组件的拆解、制造、运送、吊装等各阶段的技术要点,增强对预制装配式建筑设计的研究探讨,优化设计手段。

  参考文献

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