裝配式建筑設(shè)計的三大關(guān)鍵

在項目的設(shè)計階段,預(yù)制構(gòu)件的科學(xué)拆分、節(jié)點處理的標(biāo)準(zhǔn)化以及BIM協(xié)同配合是項目順利實現(xiàn)建造方式轉(zhuǎn)變的三大關(guān)鍵。

預(yù)制構(gòu)件的科學(xué)拆分

建筑產(chǎn)業(yè)化的核心是生產(chǎn)工業(yè)化,生產(chǎn)工業(yè)化的關(guān)鍵是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化,最核心的環(huán)節(jié)是建立一整套具有適應(yīng)性的模數(shù)以及模數(shù)協(xié)調(diào)原則。設(shè)計中據(jù)此優(yōu)化各功能模塊的尺寸和種類,使建筑部品實現(xiàn)通用性和互換性,保證房屋在建設(shè)過程中,在功能、質(zhì)量、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面獲得最優(yōu)的方案,促進(jìn)建造方式從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。

實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵點則是體現(xiàn)在對構(gòu)件的科學(xué)拆分上。預(yù)制構(gòu)件科學(xué)拆分對建筑功能、建筑平立面、結(jié)構(gòu)受力狀況、預(yù)制構(gòu)件承載能力、工程造價等都會產(chǎn)生影響。根據(jù)功能與受力的不同,構(gòu)件主要分為垂直構(gòu)件、水平構(gòu)件及非受力構(gòu)件。垂直構(gòu)件主要是預(yù)制剪力墻等。水平構(gòu)件主要包括預(yù)制樓板、預(yù)制陽臺空調(diào)板、預(yù)制樓梯等。非受力構(gòu)件包括PCF外墻板及豐富建筑外立面、提升建筑整體美觀性的裝飾構(gòu)件等。

對構(gòu)件的拆分主要考慮五個因素：一是受力合理；二是制作、運輸和吊裝的要求；三是預(yù)制構(gòu)件配筋構(gòu)造的要求；四是連接和安裝施工的要求；五是預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的要求,最終達(dá)到“少規(guī)格、多組合”的目的。

連接節(jié)點的處理

連接節(jié)點的設(shè)計與施工是裝配式結(jié)構(gòu)的重點和難點。保證連接節(jié)點的性能是保證裝配式結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵。裝配式結(jié)構(gòu)連接節(jié)點在施工現(xiàn)場完成是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié),而連接節(jié)點的施工質(zhì)量又是整個結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的核心。因此,所采用的節(jié)點形式應(yīng)便于施工,并能保證施工質(zhì)量。

預(yù)制構(gòu)件豎向受力鋼筋的連接方式是美國和日本等地震多發(fā)國家普遍應(yīng)用的鋼筋套筒連接技術(shù)。通過我國科研技術(shù)人員大量的理論、試驗分析,證明了該技術(shù)的安全可靠性,并納入我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。灌漿套筒連接技術(shù)是通過向內(nèi)外套筒間的環(huán)形間隙填充水泥基等灌漿料的方式連接上下兩根鋼筋,實現(xiàn)傳力合理、明確,使計算分析與節(jié)點實際受力情況相符合。

從建筑專業(yè)的角度來講,節(jié)點處理的重點包括外保溫及防水措施。“三明治”式的夾芯外墻板,內(nèi)側(cè)是混凝土受力層、中間是保溫層、外側(cè)是混凝土保護(hù)層,通過連接件將內(nèi)外層混凝土連接成整體,既保證了外墻穩(wěn)定的保溫性能傳熱系數(shù),也提高了防火等級。防水措施主要體現(xiàn)在板縫交接處,豎向板縫采用結(jié)構(gòu)防水與材料防水結(jié)合的兩道防水構(gòu)造,水平板縫采用構(gòu)造防水與材料防水結(jié)合的兩道防水構(gòu)造。

BIM全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用

將BIM與產(chǎn)業(yè)化住宅體系結(jié)合,既能提升項目的精細(xì)化管理和集約化經(jīng)營,又能提高資源使用效率、降低成本、提升工程設(shè)計與施工質(zhì)量水平。

BIM軟件可全面檢測管線之間與土建之間的所有碰撞問題,并提供給各專業(yè)設(shè)計人員進(jìn)行調(diào)整,理論上可消除所有管線碰撞問題。Revit MEP通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)建模和設(shè)計來優(yōu)化管道橋架設(shè)計,可以最大限度地減少管道橋架系統(tǒng)設(shè)計中管道橋架之間、管道橋架與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的碰撞。

設(shè)計院應(yīng)具備在產(chǎn)業(yè)化項目中進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的BIM應(yīng)用策劃能力,確定BIM信息化應(yīng)用目標(biāo)與各階段BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和移交接口,建立BIM信息化技術(shù)應(yīng)用協(xié)同平臺并進(jìn)行維護(hù)更新,在產(chǎn)業(yè)化項目的前期策劃階段、設(shè)計階段、構(gòu)件生產(chǎn)階段、施工階段、拆除階段實現(xiàn)全生命周期運用BIM技術(shù),幫助業(yè)主實現(xiàn)對項目的質(zhì)量、進(jìn)度和成本的全方位、實時控制。

住宅產(chǎn)業(yè)化是我國建筑行業(yè)的一次深刻革命,是建筑行業(yè)發(fā)展必然趨勢之一。與歐美、日本等發(fā)達(dá)國家相比,我國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍然處于初級階段,面臨管理體制滯后、技術(shù)體系不完善和建造成本高企等不利局面。在不斷完善技術(shù)體系、建設(shè)住宅產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)激勵機(jī)制的同時,要重點推行設(shè)計、施工、管理一體化,從項目策劃、規(guī)劃設(shè)計、建筑設(shè)計、生產(chǎn)加工、運輸施工、設(shè)備設(shè)施安裝、裝飾裝修及運營管理全過程統(tǒng)籌協(xié)調(diào),形成完整的一體化運營模式。