全預制裝配式陽臺結構設計探究

初同才

摘 要：在我國發展建設的過程中，建筑的發展是有目共睹的，其中住宅產業呈現出異軍突起之勢，住宅產業中，部品體系是十分重要的，其中所包含的內容眾多，如整體衛浴、廚房成套技術等，但是其中的陽臺研究卻很少有人提起，全預制裝配式陽臺結構的設計是本文所要探討的重要內容，以此作為參考，對于部品體系的發展具有一定的創新意義，希望對今后的工作能夠有所幫助。

關鍵詞：住宅產業化；全預制裝配式；部品體系

在室內外的連接構件中，陽臺無疑是最為主要的，無論是在住宅中，還是在旅館中，只要是建筑，就有陽臺，但是陽臺的結構設計卻截然不同，大部分的陽臺設計都是傳統結構的，以挑梁式以及挑板式為主要的結構，這些結構的陽臺在施工時十分繁瑣，對于現代化的住宅產業來說是十分不利的，因此需要對這一陽臺結構進行進一步的完善，全預制裝配式的陽臺結構是當前應用十分普遍的一種結構，因為組裝方便，并且能夠在短時間內就完成施工，所以是一個主要的結構。本文針對這一結構進行了詳細的論述，希望對今后的發展做出一定的貢獻。

1 全預制裝配式陽臺的結構設計

在當前的住宅產業中，全預制裝配式的陽臺結構設計是十分普遍的，正是因為這一普遍性，才更應該對這一結構設計進行研究，只有研究得更加透徹，更加深入，才能將其應用得更加得心應手。同時，應用全預制裝配式的陽臺結構設計還能在外觀上更加美觀，從整體上提高了陽臺的質量，我國的住宅產業發展，在很大程度上都離不開這一結構設計的推動，全預制裝配式的陽臺結構設計大多都是在工廠完成基本的構件生產制作，然后只要運輸到施工現場進行安裝就可以了，所以在生產效率以及安裝效率方面，都具有很明顯的保障。在我國住宅產業化不斷加快的今天，很多生產企業都重視起對陽臺的結構設計，本文將從一住宅的陽臺設計為例，探究全預制裝配式的陽臺構造，為今后的部品體系的發展起到推動性的作用。

2 工程基本情況

某住宅公寓坐落在英國的主要城區之中，整個建筑的高度達到60m以上，有22層樓高，在進行建筑設計時，采用了全框架的結構體系，樓板的設計主要為現澆混凝土樓板構造，在樓體的周圍，分別安裝了單元式的幕墻，保證四周的完整性，尤其是在主體結構的設計過程中，這一住宅的獨特之處在于摒棄了傳統的結構設計，而是采用了全預制裝配式的結構作為陽臺的設計，這樣一來，傳統的懸臂挑梁以及挑板結構所需要考慮的承重問題就迎刃而解了，并且與主體結構自成一體，下面筆者就根據這一建筑具體的陽臺設計進行了闡述。

3 陽臺的結構設計

在對陽臺進行結構設計時，需要從多方面進行考量。一方面是要考慮建筑自身的標準要求，對技術提出了更高的標準；另外一方面是要最大化的將業主的需求滿足，這樣整個建筑才能符合各項規定，達到安全耐用的效果，并且在性能方面也更加貼近現實生活的需要。在設計時，隨著人們對審美的要求越來越高，同時建筑設計者還要充分考慮到成本的問題，所以這就產生了一種矛盾，如何能夠在二者之間達到一種平衡，是關鍵的問題，要在各種限制的條件之中滿足結構設計的要求，還需要得到進一步的思考。

本文中所提到的案例，主要是從建筑的整體框架以及外裝飾幕墻的特點出發的，對陽臺的結構設計需要從幾個方面出發。一是要明確結構設計的方案，以達到建筑的要求，在安全性以及施工技術上需要多加考慮，同時還要想到工程的造價與美觀性的要求，只有從多個方面進行全方位的對比，才能設計出一個科學合理的方案。而全預制裝配式的陽臺結構設計是最為理想的。二是要對主體結構體系以及結構主材進行確定。對于敞開式的陽臺而言，其主要的優勢在于能夠充分的享受風景，為人們的生活增添一抹亮色。對于鋁型材輕型框架底座而言，可以說是對環境影響最小的一種材料，也能有效的預防銹蝕現象的發生。鋼化玻璃護欄的作用是具有安全性與通透性的特點，除此之外，還有鋁制彩涂扶手與防腐木地板的設計，都能體現出主體結構的優越性。

在完成整體結構方案的設計后，緊接著就要對承載情況進行分析。通過有限元軟件分析計算，從數值上定量地印證先期的設計理念，確定主要構件的截面尺寸和連接做法。建筑風載荷按照BS6399-2：1997取值，活荷載按照BS6399-1（1996）取值，鋁型材結構設計按照BS8118規范，建筑用鋼制結構設計按照BS5950規范，此處，需重點驗算螺栓、混凝土樓板的強度，以及鋼結構支架的強度、力矩、彎矩，必要時對鋼結構支架分解后的每一構件進行精確的計算分析。及時調整結構布置及構件尺寸，使得結構計算結果如撓度、應力等充分滿足規范要求。

構造設計階段，設計單位及業主對送審方案通過后，全部設計的重點基本解決，后續的細節設計不會引起結構大的改變。這階段設計的重點從大局入手，運用從整體到局部的思維方法，進行所有構件的細部設計，即構件結構設計及節點大樣設計。重點是扶手的固定形式、玻璃的固定連接方式、陽臺與樓板的固定、陽臺與外飾幕墻的銜接等。

4 結構設計關鍵問題

4.1 價值工程理論在產品設計方案中的應用

應用價值工程理論作指導改進產品設計方案，即以最低的總成本可靠地實現產品的必要功能（主要功能和次要功能），去掉不必要功能（過剩功能）。在不影響產品功能和使用性能的前提下，盡量減少不必要的材料消耗。本例中，陽臺在設計初期的照明系統、安防系統、雨水調蓄排放系統等設施均系“系統性閑置”原因而被廢除，極大降低了工程造價。

4.2 改進產品零部件結構

零部件是組成產品的重要單元。為了提高產品性能，簡化裝配工作，在保證機械性能和某些特殊功能的情況下，盡可能地簡化結構，節約材料。本例中，陽臺地面結構是整個建筑工程方案中優化次數最為突出的部位。從鋼筋混凝土結構到壓型鋼板輕質填料結構，再到簡單的鋁框架結構，隨著功能的變化而不斷精簡。

4.3 產業化理念設計

我國目前正在大力推進的住宅產業化，就是要把過去生產效率低下、工程質量難以保證的現場濕法施工轉變為工廠化生產、裝配式施工。陽臺作為標準化或通用化的建筑部品體系，可組織專業化大批量生產，既便于控制產品質量，縮短生產周期，提高生產效率，降低能源及原料消耗，又便于裝配、維修，縮短工期，還降低了施工揚塵，減少了建筑垃圾，改善了人居環境。

結束語

陽臺采用上述結構設計形式，在國內尚無先例，此結構方案，具有良好的抗震性能及抗風壓能力。設計中充分運用了現代建筑材料和先進的技術手段來表達現代建筑形象，以合理的結構形式滿足建筑功能的實際需求，融技術美學和建筑美學于一身，獨特的建筑形象，使之與周邊環境相協調并成為當地的亮點工程。

參考文獻

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