装配式结构在工民建建筑设计中的应用

2021-11-23彭芳芳

商品与质量 2021年31期

彭芳芳

深圳市筑道建筑工程设计有限公司广东深圳 518000

为满足社会对建筑越来越高的要求，预制装配式建筑结构体系应运而生，并因其高效、高质量而备受建筑行业青睐。尤其在高层、小型别墅建造中，对该模式的运用较广泛，也取得了一系列成果。但经过实践发现，目前行业内对该模式的了解仍难以满足技术推广的要求，仍需对其进行详细研究，使其不断得到完善。

1 装配式建筑构件设计的必要性

（1）中国的能源消耗量远高于许多发达国家。目前，其在建筑改造和减排领域的应用显示出一定的节能减排效果，而建筑节能发展缓慢，混凝土结构大量使用，造成一定的资源浪费，施工过程中也会产生一定的污染，资源利用率高。相比之下，装配式建筑施工新技术的产业化和模块化可以更好地保护环境。建筑能耗和低能耗可以改变高能耗的问题。在我国建筑中，住宅建筑采用混凝土装配式预制外墙板，外墙无须现场浇筑，适用的层压阳台还有效地解决了木材、钢材的麦谷蛋白和凝固剂问题，可节约40%的木材。

（2）节能环保混凝土预制施工技术使用建筑垃圾少，材料工人少生产，垃圾处理成本低，有利于建筑控制施工成本。工厂有一种新的成品结构，建筑材料利用率高，车间环境良好更稳定，并促进预制构件的质量控制。预制构件现场生产，工作量小，噪声强度低，施工进度快。施工对周围居民的正常生产生活影响不大，而施工过程中产生的水和有害物质的扬尘和垃圾也能有效缓解施工对环境造成的影响[1]。

2 预制构件设计

2.1 预制装配式框架结构体系设计

由于非承重部分采用轻质材料，预制装配的框架结构整体均比剪力墙更轻，对运输的难度也较小，其应用范围也较剪力墙结构更广。一般来说，装配式框架结构以预制柱、叠合梁、叠合楼板、现浇节点构成，需要将工厂内制造完成的预制叠合梁和预制叠合板等构件运至施工现场后，再行现场组装，柱纵筋连接采用灌浆套筒连接，并处理梁柱节点和梁端键槽。框架结构中梁柱节点的选择应建立在施工实际需求上，根据不同需求而选取不同的连接方式。在框架结构体系设计中应注意：

（1）在具体的框架结构布置上，须尽力遵循平整、规则的要点。在设计梁柱中心线的过程中应做到竖向上下对齐，且在纵向上也要以对齐为主，和现浇结构一样避免偏心过大。

（2）对具体构件比如叠合梁拼缝、预制柱拼缝抗剪进行设计，并注明其构造要求。

（3）对连接构造中的预埋件进行设计，设计中应对预埋件的承受轴力和剪力的能力做出详细计算，保证其牢固稳定。并对预埋件和钢筋的绑扎或焊接，提出具体要求[2]。

2.2 制定有效地构件设计标准

在装配式建筑构件设计中，形成有效地标准设计体系可以不断提高设计质量。这种建筑基于装配式建筑的特点要求，比普通住宅更重要的是规范化的设计体系，让我们更加严格。装配式建筑的需求日益增长。不仅注重内部功能，而且对外部设计提出了更高的要求。传统的有序规范的建筑结构正逐渐被这种趋势所淘汰。有意识地在建筑中添加不同种类的预制构件，使整个建筑看起来更加丰富多彩。层次化的外观形象可以得到更多消费者的青睐。例如，对于走廊式或厅式组合，需要根据实际匹配调整空间构件模块。同时，根据建筑空间利用率和区域的不同特点，对原有的设计布局构件也要求进行修改和调整。

2.3 设计注意事项

在设计过程中统筹各专业的设计特点，做到既满足装配式建筑的设计要求又便于施工。装配式建筑最常用的是叠合楼板，叠合楼板要求楼板平整尽量不要出现降板区域，这就需要建筑专业协调给排水专业，合理布置洁具及地漏位置，调整地面排水方向，保证在不降板的前提下使卫生间的地面低于其他房间。为减少预制墙板生产厂家的预留环节及施工难度，设备专业的立管尽量走在现浇段内。我们的解决方案是建筑专业在单元大样图中把现浇墙和预制墙区分出来。实践证明，虽然增加了建筑专业的绘图量，但是为后续各专业提供了方便，最终提高了出图效率[3]。

2.4 预制装配式剪力墙结构体系设计

该体系主要包括板、剪力墙和梁三种结构，其他还有层合板、预制墙板、叠层梁等用混凝土组成的预制构件。在实际应用中，应结合实际需要来决定剪力墙是全预制还是半预制。同时应注意结构纵墙、横墙及连接等方面的合理设计。结构纵墙需贴合施工的实际需求，在横墙设计中，应在两侧端部山墙上设置承重墙板，并结合内力计算结果及抗侧力需求来预先布置承重或轻质填充墙板。在结构竖向抗侧力设计的过程中，应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起，并做好抗震设计与连接设计。构件设计上主要以预制墙板、后浇边缘构件、后浇连接段、叠合楼板等设计为主。连接设计时，应将受力因素对剪力墙结构体系的影响考虑在内，做到合理的连接设计，并保证两个方向的动态特性都能接近平面形式，确保机械的完整和连续性。墙板水平拼缝竖向钢筋一般采用灌浆套筒连接、浆锚搭接连接等方式。所以一般预制墙板水平拼缝的抗剪设计是重点。