裝配式混凝土框架結構設計分析

宋曰良

【摘要】裝配式建筑應用越來越廣泛，多層建筑可采用裝配式混凝土框架結構。結構計算時，按照等同現(xiàn)澆進行計算。在進行結構設計時，設計人員還可以采用協(xié)同設計的方法，為后續(xù)的施工建設，提供有效的支持。本文就裝配式混凝土框架結構設計進行相關的分析和探討。

【關鍵詞】裝配式;混凝土框架結構;設計;分析探討

由于各地政府出臺的種種強制性及鼓勵性政策，以及裝配式建筑帶來的節(jié)省工期，節(jié)省人工等優(yōu)點，裝配式建筑應用越來越廣泛。其中，多層建筑，當采用混凝土結構時，多采用裝配式混凝土框架結構。

裝配式混凝土框架結構，在結構設計時，其采用的裝配式構件包括梁、柱、疊合板、樓梯、空調板、陽臺。當裝配率要求較低時，梁柱可采用現(xiàn)澆構件。裝配式混凝土框架結構主要由預制的部件，通過可靠的連接，在施工現(xiàn)場進行現(xiàn)澆作業(yè)，形成的一種整體性的混凝土結構。在應用時，可以提高建設的效率和施工質量，降低施工現(xiàn)場的作業(yè)強度，這種結構在應用時，具備更多的優(yōu)點[1]。

1、裝配式混凝土框架結構的具體設計

1.1工程實例

該項工程地處某東部沿海地區(qū)，主體結構為地上6層，無地下室，使用功能為高中教學樓，室內外存在一定的高差。在進行結構設計時，采用了裝配整體式的混凝土框架結構。結構的抗震設防類別為重點設防類（乙類），抗震等級為二級。抗震設防烈度及地震加速度為7度0.15g，設計地震分組為第三組，場地類型為Ⅲ類，場地特征周期為0.65秒。在進行結構設計時，應用了預制桁架鋼筋混凝土疊合板、預制空調板、預制樓梯和外墻掛板等，內墻采用了加氣混凝土墻板等材料。

1.2建筑設計

設計人員在進行結構設計時，應用了BIM技術，建設了綜合信息模型，并且利用計算機等設備，進行了輔助設計。提高了裝配式結構的設計精度和建設質量，而且能夠滿足施工的各項要求。在進行具體設計時，將BIM技術與裝配式結構進行了有機結合，提高了設計的效率和質量，減少了結構施工過程中，存在的一些交叉現(xiàn)象。設計人員在進行建筑設計時，根據了業(yè)主的要求，結合建筑物的建設特點，對建筑物進行了平面和立面的設計。設計人員制作的建設方案，采用了外墻等預制構件，內墻采用了加氣混凝土墻板等材料。因為在進行建筑設計時，構建了信息模型，因此可以對不合理的細節(jié)，進行及時的發(fā)現(xiàn)和修改，減少了施工階段的返工現(xiàn)象[3]。

1.3結構設計

設計人員在進行結構設計時，按照建筑平面的規(guī)則性，結合設備管線的布置情況，合理的確定了預制構件的布置方案。規(guī)則的教室、辦公室等房間全部采用疊合板，樓梯除首層外全部采用預制樓梯，衛(wèi)生間均采用現(xiàn)澆板。其中，按照結構專業(yè)規(guī)范的要求，屋面板的后澆疊合層較標準層要大，厚度取值為100mm。然后對結構的整體進行了分析設計，根據分析結果對計算模型進行了調整。在結構分析時，疊合板全部采用雙向導荷的形式。在進行結構計算時，根據實際情況，也可以對樓板的導荷方式，進行其他重新定義[4]。結構設計時，預制樓梯均按上部固定鉸接，下部滑動鉸接進行計算分析。

1.4裝配式拆分設計

設計人員在結構設計完成之后，可以將模型轉化為裝配式設計模塊，也可以利用建筑模型，直接進行裝配式的設計。還可以通過模型的應用，對預制的指定和結構，進行計算分析。在所有計算工作完成之后，還需要對結構的預制構件進行深化設計。深化設計過程中，要尤其注意單個預制構件的重量滿足起吊要求。在設計過程中，設計人員對構件之間的碰撞施工，進行了檢查和調整，并且對構件的吊裝和脫模作業(yè)效果，進行了驗算，最終制造出來了更加精細的加工圖紙。可以對構件的加工作業(yè)，進行有效的指導，并且為施工階段的各項操作，提供了有效的依據[5]。

1.5節(jié)點設計

對于裝配式框架結構來說，其節(jié)點的設計比剪力墻結構的設計更加困難和復雜。不同的截面柱連接，以及不同自然層之間的連接，都存在一定的難度。因此設計人員在進行項目設計時，要根據結構的具體形式，對連接方式進行確定。確保結構之間的連接更加的合理，還要方便后續(xù)的安裝作業(yè)，防止出現(xiàn)鋼筋碰撞的現(xiàn)象。因為在進行混凝土結構預制時，梁的底部直徑比較大，應用的鋼筋材料數量比較多。還要充分考慮，不同節(jié)點之間的碰撞操作，同時還要滿足錨固作業(yè)長度的要求。因此設計人員在進行連接方法設計時，必須對預制構件的位置和長度進行計算，才能對節(jié)點的連接方式，進行明確。本工程因為梁柱均采用現(xiàn)澆構件，因此不存在梁柱連接的困難。疊合板與梁柱的連接節(jié)點見圖1。

1.6外墻設計

設計人員在進行項目外墻設計時，采用了保溫節(jié)能的掛板材料。在進行設計方案制作時，還要充分考慮到掛板的規(guī)格要求，并且對不同墻面的設計寬度、長度進行測量，才能提高外墻設計的效果。因為外墻掛板屬于非承重型的圍護構件，在進行設計時，要重視不同層面的連接節(jié)點建設，結合外墻自身的受力特點，對連接的方式進行具體的設計。確保外墻結構在應用時，不會出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。

結語：

綜上所述，當前在進行裝配式混凝土框架結構設計時，很多設計人員結合BIM及結構計算軟件，進行了整個結構的協(xié)同設計。使得裝配式構件的布置和深化更加精確和合理。對于建筑工程的協(xié)同設計來說，在進行具體操作時，存在較多的困難。框架結構的節(jié)點設計及施工、檢測，實際應用中也很復雜。相關人員必須加強技術的研發(fā)，才能促進設計行業(yè)進行更好的發(fā)展，為裝配式混凝土框架結構的應用，提供有效的支持，促進其進行可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]梁志峰.某裝配式混凝土框架結構設計實例分析[J].科技風，2019（20）：115-116.

[2]張莉.基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計分析[J].建材與裝飾，2019（06）：121-122.

[3]蔡大勇.分析裝配式混凝土框架結構設計研究與應用[J].住宅與房地產，2018（31）：63.

[4]閆沖.預制全裝配式混凝土框架結構施工技術分析[J].住宅與房地產，2018（24）：197.

[5]雷杰.裝配式混凝土框架結構深化設計案例分析[J].建筑科技，2017，1（03）：59-60+63.