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装配式建筑的结构设计优化

发布日期:2016/8/30 14:51:46 来源:刘道华 | 热度:785℃

1. 前言

随着劳务成本的不断提高,及节能环保理念的盛行,传统的建筑模式受到了相应的冲击。在这种环境下,装配式建筑应运而生,有效解决了周期长、工程大、物资损耗严重的问题。然而,由于我国的装配式建筑产业还处于待完善阶段,很多开发商对于装配式建筑物的特征不够了解,在建筑设计、构建制作及抗震设计上经验较为缺乏,导致结构设计与实际生产存在较大的差异,并大大增加了建筑成本。而装配式建筑首先需要进行有效设计,再依循设计方案进行拆分与构件制作、组装。因此,要确保装配式建筑物的稳定性、安全性、实用性,还需要对装配式建筑的结构进行优化设计,才能保证建筑物质量,推动整个装配建筑行业的发展。

2. 装配式建筑的设计要点

在装配式建筑物的设计过程中,要注意对设计方案的可行性、使用性,掌握设计要点在确保建筑物安全性、功能性的前提下,注意能源损耗控制,通过专业、标准、精细的设计,确保设计方案更加全面、标准,达到综合效益较大化。通常,在装配式建筑的方案设计中,首先要结合建筑物的功能需求,对其平面、户型、外观、柱网、分缝布置等进行深入分析,并提出可行性建议与要求,确保建筑物的结构高度与复杂度、不规则度能够控制在合理范围。在进行初步设计时,还要对建筑物的结构体系、建筑材料、结构布置、各参数等进行合理设置,并对多种设计方案进行经济性、可行性比较,进而选出较优设计方案。同时,还要利用标准化配筋原则,进行精确计算,并对设计模型、施工方案进行调整,确保整个过程处于可控范围。

3. 装配式建筑的结构优化设计分析

(1)优化设计流程。装配式建筑不仅要顾及功能性问题,而且要关注设计对于工厂化生产、装配的施工影响。装配式建筑物从构件生产,到运输、装配都有着严格的要求,因此设计需要涵盖整个过程。从设计阶段,就需要对构件设计、拆分等进行优化设计,确保设计、生产、施工间的连接紧密,能够形成一个完整的流程。在图纸设计上,要确保方案的可行性,还需要对各构件进行细化设计,简化预制构件的生产工序,以控制构件成本,并减小现场施工难度,确保构建稳固性。

(2)建立标准设计体系。装配式建筑结构要想得到优化设计,还需要建立标准的设计体系,对于建筑户型模块、交通核模块进行规范,进而有效减小外墙的构件与楼板的构件种类,提高装配式建筑物的施工效率,以体现建筑物的功能性与经济性。其中,户型模块设置上,需要结合室内空间的结构布置,及客厅、卧室开间布置等进行调整,确保尺寸的精准、合理。而在交通核模块的设置上,要对楼梯、电梯井、机电管井、走道等进行设计规范,使其更加标准,创造出一个板楼、通廊相结合的平面组合类型,满足不同客户的房建要求。

(3)优化结构技术体系。在实际装配式建筑的结构设计优化中,还需要结合实际情况,选择合理的结构技术体系。结构技术体系,简言之就是与结构设计有关的技术体系,包括配整体式的框架结构、装配整体式剪力墙结构、叠合剪力墙等多种体系。若平面构件采取预制形式,则可利用叠合板、叠合梁;若剪力墙采用预制形式,则可利用单面预制的叠合剪力墙或双面预制的叠合剪力墙,而剪力墙竖向连接一般可利用钢套筒连接形式进行。当然,连接形式不固定,除了逐根连接形式,还有集束连接形式,具体可结合施工要求进行连接。

(4)预制构件拆分与控制。装配式建筑结构的预制形式,预制部位,还需要结合项目特征及预制装配率、建筑结构体系来进一步确定。针对于装配式的住宅,要对其水平构件的预制技术进行首先考虑,包括预制叠合梁、楼梯、阳台等。另外还要对外墙保温与装饰为一体的预制外墙进行合理设置,尽量减少外部脚手架的使用,在优化设计承重与非承重内墙预制。

(5)预制构件节点优化设计。节点设计为装配式建筑的设计重难点,会对建筑物的抗震性、功能性起着决定性的作用。所以,节点连接所使用的钢筋、套筒、预埋件等要进行成本的控制。通过优化现浇混凝土结构与预制构件间的节点连接、优化预制构件与预制构件间的节点连接,以确保建筑物的抗震性能良好,保证施工效率、节约构建成本,实现各部件间的稳固连接。

(6)有效利用相关政策。由于装配式建筑的成本较高,在发展过程中受到较大的阻碍。因此,装配式建筑行业要充分利用与地方出台的各种促进政策,来推行住宅工业化建设,让装配式的住宅形式,在外部环境的驱动下得到较快的发展,并在建筑规划设计阶段,充分利用相关的奖励政策,进而控制造成成本,降低建筑资金的投入量,确保装配式建筑的经济效益。

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