預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

摘 要：預(yù)制裝配式建筑具有施工方便、工程進(jìn)度快、對周圍環(huán)境影響小的顯著優(yōu)勢，隨著近年來城市化進(jìn)程的加快，其在住宅建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。但考慮到預(yù)制裝配式建筑需要經(jīng)歷較多的預(yù)處理環(huán)節(jié)，為保證施工質(zhì)量，避免后續(xù)施工出現(xiàn)質(zhì)量問題，充分做好預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作尤為關(guān)鍵。文章重點(diǎn)從技術(shù)策劃、平面設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、防水性設(shè)計(jì)四個(gè)方面分析綜述預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與策略。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)也呈現(xiàn)出多元化的趨勢，其中就包括預(yù)制裝配式建筑。區(qū)別于傳統(tǒng)建筑，預(yù)制裝配式建筑具有施工過程簡單、結(jié)構(gòu)安全性高、綠色環(huán)保、成本低等優(yōu)勢，這為預(yù)制裝配式建筑的推廣奠定了基礎(chǔ)。然而，作為一種創(chuàng)新的建筑形式，預(yù)制裝配式建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的要求也顯著提升，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)更加明確，這對于預(yù)制裝配式建筑整體質(zhì)量與安全性的提升有著積極的影響。

1預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

傳統(tǒng)建筑存在著施工周期較長、質(zhì)量存在問題等缺點(diǎn)。目前，預(yù)制裝配式建筑的崛起有效規(guī)避了這些缺點(diǎn)。此外，預(yù)制裝配式建筑方式能夠通過科技和管理方面的加強(qiáng)，進(jìn)而提升建筑業(yè)的整體建筑水平。在能源的節(jié)約方面，預(yù)制裝配式建筑能夠節(jié)約在建筑過程中所消耗的資源，讓建筑業(yè)的發(fā)展一直處于一個(gè)持續(xù)發(fā)展的趨勢，滿足了我國建筑行業(yè)快速發(fā)展所需要的一切條件。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是建筑設(shè)計(jì)人員將自己的想法和創(chuàng)意體現(xiàn)在施工建筑當(dāng)中，設(shè)計(jì)者在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要考慮建筑場地地質(zhì)、抗震防裂能力等因素，將這些外界因素融入最終的設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中。

2預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2.1預(yù)制裝配式建筑缺乏完善的技術(shù)體系

相比于傳統(tǒng)形式的建筑生產(chǎn)技術(shù)而言，預(yù)制裝配式建筑技術(shù)主要在工業(yè)化時(shí)代誕生，同時(shí)預(yù)制裝配式建筑積累的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)相對缺乏，導(dǎo)致預(yù)制裝配式建筑缺乏完善的技術(shù)體系。通過各項(xiàng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，即使在具有較快發(fā)展的北上廣城市中，預(yù)制裝配式建筑技術(shù)依然具有標(biāo)準(zhǔn)不一致的現(xiàn)象，生產(chǎn)領(lǐng)域存在的不統(tǒng)一問題，使預(yù)制裝配式建筑很難得到發(fā)展需求的滿足。

2.2裝配式建筑缺乏較高的應(yīng)用管理水平

和傳統(tǒng)建筑模式進(jìn)行比較，預(yù)制裝配式建筑屬于一種具有單獨(dú)系統(tǒng)的工程體系，施工單位在應(yīng)用預(yù)制裝配式建筑的過程中，具體的應(yīng)用中只能將施工部分提出的要求做到滿足，以至于設(shè)計(jì)部分所提出的要求無法得到滿足，最終預(yù)制裝配式建筑無法在建筑工程項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)以及施工目的。應(yīng)用管理水平的缺乏不僅對預(yù)制裝配式建筑帶來了實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量的影響，而且使預(yù)制裝配式建筑實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展遭到了阻礙。

2.3預(yù)制裝配式建筑自身不具備較高的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)水平

因?yàn)轭A(yù)制裝配式建筑的生產(chǎn)模式主要使用工業(yè)化方式，這就標(biāo)志著必須按照標(biāo)準(zhǔn)以及統(tǒng)一規(guī)格展開預(yù)制部件的生產(chǎn)和制作。盡管大部分預(yù)制裝配式建筑生產(chǎn)廠家對于預(yù)制部件能夠嚴(yán)格按照建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際要求進(jìn)行針對性地生產(chǎn)制作，使預(yù)制裝配式建筑得到具體生產(chǎn)需求的滿足。但是，立足于預(yù)制裝配式建筑的實(shí)際應(yīng)用層面而言，建筑工程項(xiàng)目由于實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境對于施工要求具有一定的特殊性和多元化，導(dǎo)致大多數(shù)預(yù)制部件對于建筑工程項(xiàng)目所提出的實(shí)際需求無法做到滿足，以至于在應(yīng)用上無法實(shí)現(xiàn)最佳效果，使預(yù)制裝配式建筑的進(jìn)一步發(fā)展受到一定程度的限制。

3預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)體系僅限于應(yīng)用大空間建筑，如商場、展廳、博物館等，這種結(jié)構(gòu)體系具有明顯的優(yōu)勢，如成品構(gòu)件質(zhì)地較輕、抗震性能好、長途運(yùn)輸比較便捷、結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。因?yàn)轭A(yù)制裝配式建筑所使用的框架均是由專業(yè)工廠成批成套生產(chǎn)的成品，所以部分框架成品可以直接運(yùn)輸?shù)绞┕龅兀绡B合板、合梁。當(dāng)部分成品框架進(jìn)入施工場地之后，安裝人員需要通過多種方式對其進(jìn)行處理。只有保質(zhì)保量地完成對部分框架成品的處理，才能進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)師要想大幅度提高預(yù)制裝配式建筑物的受力。

3.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛，多用于住宅類建筑工程項(xiàng)目建造中，這種結(jié)構(gòu)體系具有明顯的優(yōu)勢，如技術(shù)成熟、應(yīng)用范圍廣、滿足使用需求、結(jié)構(gòu)質(zhì)量良好等。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)住宅類建筑工程項(xiàng)目實(shí)際情況選擇適宜的模式，通常情況下，有兩種備選模式，分別為半預(yù)制模式、全預(yù)制模式。設(shè)計(jì)師要想保證預(yù)制裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性，需要科學(xué)設(shè)計(jì)承重墻，尤其是兩側(cè)山墻的抗側(cè)力;嚴(yán)格控制鋼筋的強(qiáng)度與直徑;隨時(shí)注意施工現(xiàn)場情況，保證各個(gè)構(gòu)件的連接更加緊密，有效避免出現(xiàn)鋼筋變形的情況。

3.3平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對于預(yù)制裝配式建筑來說，其在開展平面設(shè)計(jì)工作時(shí)需要始終遵循模數(shù)協(xié)調(diào)性的原則，以此保證平面設(shè)計(jì)滿足施工質(zhì)量要求。在平面設(shè)計(jì)過程中重點(diǎn)做好以下工作：及時(shí)優(yōu)化和完善套型模塊的種類與尺寸，把控好住宅內(nèi)部預(yù)制構(gòu)件與內(nèi)裝元素的設(shè)計(jì)工作，采用多種應(yīng)用型技術(shù)完善設(shè)計(jì)質(zhì)量;在布局設(shè)計(jì)中，應(yīng)將大空間布局作為設(shè)計(jì)的首選，根據(jù)建筑特點(diǎn)合理布設(shè)管井、承重墻等相關(guān)結(jié)構(gòu)的位置。同時(shí)合理布局室內(nèi)結(jié)構(gòu)，對住宅內(nèi)部的空間布局開展靈活性處理，突出室內(nèi)各個(gè)結(jié)構(gòu)的功能，可以考慮采用結(jié)構(gòu)選型來控制套內(nèi)承重墻的量。

3.4防水性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑的預(yù)制樓板、外墻均是與外部環(huán)境接觸的重要位置，考慮到均鄰近于預(yù)制構(gòu)件的連接性設(shè)計(jì)部位，因而做好防水性設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。對于高層建筑來說，常用的防水設(shè)計(jì)主要是三明治預(yù)制外墻板，這種防水形式有三方面的防水優(yōu)勢，其最外側(cè)是高力泡沫棒或者耐候型聚酯;中間部位是減壓空間，通過配合防水膠條可以實(shí)現(xiàn)壓緊處理的目的;最內(nèi)側(cè)是灌漿層的砂漿封堵。

結(jié)束語

預(yù)制裝配式建筑的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)理念，使綠色建筑設(shè)計(jì)理念得到了廣泛滲透。由于在技術(shù)形態(tài)上，預(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)鋼混建筑有著明顯區(qū)別，因此，關(guān)于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析就顯得尤為重要。

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作者簡介：

孫鵬（1976.12.25），男，漢，遼寧省沈陽市，本科，主要從事建筑結(jié)構(gòu)。