装配式建筑结构设计初探

2022-06-07崔松亭刘铸杨微微

建筑与装饰 2022年10期

关键词：预制构件装配式构件

崔松亭刘铸杨微微

1. 中油辽河工程有限公司辽宁盘锦 124010；

2. 中地（大连）建设工程勘测有限公司辽宁大连 116000；

3. 辽宁锦阳建设工程有限公司辽宁大连 116000

引言

从当前的实际发展而言，装配式建筑结构在国内设计中其起步相对较晚，并且仍然存在诸多不足之处，需要对其进行改进，需要对装配式建筑结构设计角度进行详细的分析，从诸多角度使装配式建筑设计的综合水平得以提升，对当前建筑行业在发展中长期发展的需求予以综合性的满足。

1 对装配式建筑设计的原理与原则进行详细的分析

就装配式建筑具体概念而言，主要在实际施工过程当中，在工厂对各类预制构件进行构建，并且将其运抵现场进行组装，组装过程当中会应用焊接以及混凝土浇筑等工作模式进行施工。目前，在科技发展中，装配式建筑的多样性大幅度提升，就整体而言，装配式建筑主要是完成零件的生产及后期的组装工作。装配式建筑在构建过程中，与传统的现浇建筑基本原理而言，并不存在较为明显的差距。其主要的不同在于在装配式建筑过程中，出于对抗震性能等诸多方面的考量，会应用更加高效且可靠度相对较高的连接方式开展综合性的组合，并且应用较为特殊的节点设计方式以及正规方法，由此需要相应的技术人员对涉及的现场情况进行了解，根据具体的情况开展相应的设计工作。在设计工作开展之前，需要协调各方专业人员对结构设计开展综合性的讨论，在开展设计过程中，需要对标准化以及规模化的原则进行有效的遵循，尽可能使得材料以及设备规格得到统一，在进行材料选择过程中，需要确保材料能够拥有更为优质的适用性，并且使其自身的安全性及耐久度大幅度提升，使整体设计质量得以保障。同时，为了使建筑其自身所具有的抗震性能得以提升，在一定程度上需要对建筑构建开展深入性的设计。以此保证结构合理性保证构件能够与实际需求相符[1]。

2 对常见的装配式建筑结构模式进行分析

2.1 对砌块建筑进行分析

砌块建筑模式在经营过程当中，主要会在3～5层高的建筑中进行应用，在施工过程中会应用已经预制好的各类建筑材料。而整体墙体会由预先制定的材料予以砌筑，而使建筑的强度以及承载力能够得到优化，在砌块构建过程中，会构建钢筋孔道并且在施工时可以进一步地将钢筋通过孔道将实际砌砖进行连接，该种砌块的体积具有高度的灵活性，主要含有空心时间两种模式，选择应用具有高度的灵活性，在施工过程中其整体使用难度较低，并且所需要的养护工作量相对较少。

2.2 对升板及升层建筑进行分析

升板及升层建筑在构建过程中，其主要特点在于借助板脊柱来使得实际楼板以及层面的高度得以提升，而后进行固定。在开展内外墙体的综合处理过程中，可以通过现浇混凝土的方式予以构建，同时也能够通过砌筑式的方式进行构建，可以结合实际情况开展具体的操作。该种结构模式的应用过程当中，高空作业量得以降低，并且使垂直运输作业量得以降低，在施工过程中，其实用面积将大幅度减少，对于部分仓库、商场以及工厂等诸多施工面积相对受限的区域而言，有着极为重要的作用。

2.3 对合式建筑进行分析

合式建筑在构建过程当中就实际结构而言，可将其视作为板材建材来使整体外部建筑结构得以完善，而后对内部结构进行有效的装修。可以更加提前的对预制合适建筑进行管线铺设，由此提升施工效率。

2.4 对骨架板材建筑进行分析

骨架板材建筑在施工过程中，主要是指应用提前所预制的板材以及各类骨架进行建筑结构，搭建该种建筑结构。在构建过程中，具有的承重模式主要在于梁框架加楼板承重以及柱梁与外内外墙板承重的综合结构骨架墙板。在实际应用过程中，会在高层建筑中进行应用，其应用能够确保建筑内外结构具有更加灵活的特点[2]。

3 对装配式建筑结构设计及施工的各类技术进行详细的分析

3.1 对于结构设计的关键内容进行分析

我国在发展过程中，诸多与装配式建筑相关的条例均指出：装配式建筑的设计过程中，其理念与现浇混凝土具备一致性，同时也提出了装配式建筑所具有的关键设计流程。要求在建筑构建过程中对预制特征进行有效的观察，对各参数进行有效的明确。需要对当前的实际环境情况进行了解，初步对设计中需要关注方案所具有的可实施性，以及对实际施工产生的不利影响因素，对BIM技术的优势进行发挥，将设计方案及施工方案进行结合，构建数字模型应用数字信息化平台，对结构与设备开展适应性使方案得到有效的优化。

会将工厂的预制结构件以及各个部件在工地进行装配，并由此完成实际建筑施工要求，部件以及实际构件具有高度标准化的特征，使用过程当中会考虑构件的生产工艺及各个模板的利用。通过少规格、多组合的模式，对构件进行完善，对产品进行有效的组合预制构件标准化设计，需要从建筑的协调性进行分析，把传统的先浇筑而后拆分预制构件的设计思路予以打破，应用标准化以及序列化预制构件来对建筑楼栋予以组合，属于具有创新型的设计思路。能够对装配式建筑的工业化特点予以发挥，并且从建筑整体协调性入手，将装配式建筑的工业化特点予以体现，使装配式建筑在过境过程当中所具有的生产效率大幅度的提升，并且使施工的经济性得以增加。

在预制凸窗标准化的构建过程中，需要尽可能地将预制涂装与结构主梁进行有效的分开设计，尽可能地防止出现内嵌式凸窗结构，需要应用外挂凸窗结构。外窗标准化在构建过程当中可将其分为两个层次。第一，需要在形状上进行标准化的构建，需要再进行方案设计，以及具体建筑设计过程当中，充分地将户型进行标准化构建，减少户型的差异性特征，对层高予以统一。第二，楼层整体配筋需要做到统一，需要对配筋进行标准化构建，墙外构件建设过程中需要进行有效的标准化完善，一般而言并不考虑边缘构件的预制，只考虑中间构造预制，相应的构造全身所具有的配筋，就一般而言需要依照规范规定。构造进行有效的配筋搭配，不可随意对楼层进行变化，需要使工厂进行标准化的生产。

3.2 对施工技术的关键点进行分析

在装配式建筑施工过程中，会具备一定工作专业性，并且其结构会存在高度独特性。其主要会体现于装配式建筑的构件就正常使用情况之下，可以具备较为优质的弹性特征。建筑的连接部位需拥有更为优质的抗裂性，并且需要拥有更高的抗渗性能，防止结构存在损伤，即便出现结构损坏，在结构损坏消除之后，也能够快速地对建筑开展局部性的修复，由此使建筑的使用功能得以保证。举例说明，在火灾发生时，装配式建筑所具有的连续性抗倒塌能力使火灾蔓延能够得到有效的防止，尽可能地防止出现大规模的破坏，装配式建筑在实际构建过程当中，其运输环节极为重要，需要进一步地依靠构建的实际数量尺寸选取更为合理的运输车辆，保证构件在运输过程当中防止由于其他因素而产生破坏问题。此外，在运输时，工作人员需要确保构件能够稳固固定在车辆中，对各类缓冲材料进行放置。同时运输车辆在发动前需要对运输路线予以设定，需要使其保持匀速行驶，防止存在急刹车或者急转弯等诸多负面问题。在实际装配技术的选取过程中，其预制构件现场施工属于基于关键的关键的内容。在此次研究中主要针对预制构件的实际定位，以及预制构件在应用中的防漏浆技术与预制构件，在实际应用过程中的钢筋连接进行详细分析。对于预制构件吊装作业而言，首先，需要以更为有效的措施防止出现预制构件破损问题；其次，需要确保施工部件安装效率较高，并且保证其施工质量。施工过程当中，可以将预制构件两侧所具有的铝模板C槽予以增高（见图1、图2所示），由此达成对预制构建吊装。辅助就位的现实问题可以依照光沿直线传播的原理，以激光仪以及红外线等众多吊装设备对预制构件的吊装作业予以辅助，同时可应用智能化交通系统，以此完成预制构件的辅助吊装工作[3]。

图1 铝模板C槽辅助预制构件就位图

图2 预制构件就位图

由于预制构件在建设过程中与现浇混凝土结构形成刚性连接的特点。因此，预制构建及实际的现浇剪力墙在交接位置的处理工作，是当前装配式建筑在实际构建过程当中的重点内容。对于预制构建的防冻箱工作，首先，需要对预制构件窗口开展工作有效的预埋工作，由此使预制突破能够拥有更为优质的防水效果，降低桩周所出现的渗漏隐患。其次，在预制构件及铝膜进行连接的位置，需要对凸窗预留压槽进行设计，防止出现构建错台或者浇筑过程当中与铝膜连接而出现的漏浆问题，以及双面胶等制作材料，对预制构件及铝膜连接处进行有效的封堵。

对于预制构件位置处，其实际钢筋节点的优化设计而言，可进一步地将预制突窗两侧所具有的封闭箍筋进行有效的优化，使其形成开口箍，由此使预制凸窗的安装效率大幅提升，优化实际施工质量。可以进一步深化预制涂装的预留加固钢筋强化工作。对部分钢筋直径进行强化，使连接强度可以增强。