預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)探究

應(yīng)洪波 韓斐

【摘要】近年來在我國城市快速發(fā)展的過程中，較多的建筑得到了建設(shè)，在建筑建設(shè)技術(shù)方面也獲得了快速的發(fā)展。其中，預(yù)制裝配式建筑是一種新型建筑技術(shù)類型，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中具有較好的表現(xiàn)。在本文中，將就預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的研究。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式建筑;結(jié)構(gòu)體系;設(shè)計(jì)

在建筑項(xiàng)目建設(shè)中，將涉及到多個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)存在問題，將對整個(gè)建筑工程的質(zhì)量、成本與進(jìn)度產(chǎn)生影響。其中，預(yù)制裝配式建筑是近年來興起的一種新的建筑建設(shè)方式，在具體應(yīng)用當(dāng)中能夠?qū)こ探ㄔO(shè)效率、質(zhì)量進(jìn)行有效的提升，最大程度降低工程施工安全隱患以及質(zhì)量問題的發(fā)生幾率，保證工程在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成建設(shè)，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

1、預(yù)制裝配式建筑概念

在現(xiàn)今建筑建設(shè)中預(yù)制裝配式建筑是一種新的建筑形式，在該方式中，將在構(gòu)建生產(chǎn)廠中直接生產(chǎn)工程建設(shè)的大部分構(gòu)件，之后統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行拼裝以及吊裝處理，以此完成整個(gè)建筑工程的施工。在該種建筑形式中，主要結(jié)構(gòu)包括有：第一，鋼結(jié)構(gòu)。包括有鋼梁，鋼柱以及鋼材等結(jié)構(gòu)組成部分;第二，混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土是該類結(jié)構(gòu)的主要原材料，在具體對混凝土構(gòu)件加工時(shí)，將在工廠對相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)制，同樣的在制作完成后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行混凝土材料的澆筑作業(yè)，以此完成結(jié)構(gòu)預(yù)制工作;第三，集裝箱式結(jié)構(gòu)。對于該種結(jié)構(gòu)來說，可以將其視作為完整的集裝箱，統(tǒng)一在工廠生產(chǎn)線中生產(chǎn)，當(dāng)相關(guān)構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，則可以結(jié)合實(shí)際以多種方式進(jìn)行相應(yīng)的拼接處理。

2、預(yù)制裝配式建筑體系發(fā)展

在上世紀(jì)80年代，我國即已經(jīng)對裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了應(yīng)用，主要應(yīng)用在大板建造等領(lǐng)域當(dāng)中。受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，在建筑領(lǐng)域當(dāng)中雖然也具有裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用，并獲得了一定的效果，但受到經(jīng)濟(jì)條件的限制，則無法保證其中部分結(jié)構(gòu)體系施工環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，并因此對該技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用產(chǎn)生了影響。而在近年來我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，該類結(jié)構(gòu)體系在發(fā)展中也獲得了充分的經(jīng)濟(jì)保障，以此為該類結(jié)構(gòu)體系的進(jìn)一步應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

3、預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在我國，對預(yù)制裝配建筑制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程，從整體上對預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)劃與要求，包括有剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架的設(shè)計(jì)等方面，在技術(shù)體系方面也覆蓋到了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及建筑設(shè)計(jì)等方面，且在建筑后續(xù)的施工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)都進(jìn)行了明確的規(guī)劃。在具體建筑建設(shè)當(dāng)中，需要能夠滿足以下標(biāo)準(zhǔn)要求：第一，在我國混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中，僅僅在裝配整體式剪力墻以及框架結(jié)構(gòu)等方面具有說明，在具體工程建設(shè)中需要注意，不能對現(xiàn)澆剛性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過多的應(yīng)用，也不能多次進(jìn)行疊合，避免因此影響到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性而對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。從該方面考慮，則需要設(shè)計(jì)人員在具體工作當(dāng)中能夠?qū)Υ嬖诘膯栴}進(jìn)行積極的考慮，在設(shè)計(jì)階段做好成本控制，充分發(fā)揮出建筑結(jié)構(gòu)類型優(yōu)勢;第二，在預(yù)制裝配建筑發(fā)展當(dāng)中，同我國經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)一步提升具有密切的聯(lián)系，在具體施工中，該方式能夠?qū)Νh(huán)境可能產(chǎn)生的破壞進(jìn)行有效的避免，良好的實(shí)現(xiàn)綠色施工目標(biāo)。但同傳統(tǒng)混凝土澆筑方式相比，在單位成本方面依然相對較高，在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中則需要能夠做好設(shè)立理念的把握，在對結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)性、先進(jìn)性特征充分結(jié)合的基礎(chǔ)上，發(fā)揮出結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢。

4、預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

4.1 立面設(shè)計(jì)

在立面設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要對多樣的組合方式進(jìn)行使用，如可以通過標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制模塊，根據(jù)不同的組合排列方式對建筑的整體形體進(jìn)行優(yōu)化，形成立體三維的視覺效果，充分體現(xiàn)出建筑的特色。同時(shí)，也需要能夠打造層次，在建筑立面當(dāng)中，通常所具有的結(jié)構(gòu)包括有陽臺(tái)、空調(diào)板以及外墻等等，對于這部分結(jié)構(gòu)元素來說，所具有的形態(tài)將對立面設(shè)計(jì)效果產(chǎn)生影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要保證不同元素在形態(tài)尺寸等方面具有良好的搭配特點(diǎn)，在對立面層次有效豐富的基礎(chǔ)上，為后續(xù)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)活動(dòng)提供便利。此外，也可以在設(shè)計(jì)當(dāng)中做好紋理質(zhì)感相關(guān)元素的應(yīng)用，進(jìn)一步提升建筑立面的美感。

4.2 平面設(shè)計(jì)

在平面設(shè)計(jì)當(dāng)中，協(xié)調(diào)性是需要重點(diǎn)把握的一項(xiàng)原則。具體來說，即需要通過反復(fù)的測量與比對，對最佳的類型設(shè)計(jì)方案與尺寸進(jìn)行尋找，充分體現(xiàn)出裝配式建筑的應(yīng)用優(yōu)勢，同時(shí)達(dá)到降低成本以及提升質(zhì)量的效果。在設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行前期，則可以根據(jù)建筑區(qū)域功能分布情況對空間進(jìn)行劃分，在做好模塊類型確定的基礎(chǔ)上做好相應(yīng)組合方法的設(shè)計(jì)。具體來說，要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)功能模塊套型模塊做好整體結(jié)構(gòu)的打造，保證同工業(yè)化生產(chǎn)相關(guān)要求具有較好的適應(yīng)性。

4.3 連接設(shè)計(jì)

在裝配式建筑當(dāng)中，連接方式、技術(shù)以及對于連接點(diǎn)位置的選擇十分重要，都需要能夠充分聯(lián)系建筑功能需求，保證連接設(shè)計(jì)具有較好的可靠性以及標(biāo)準(zhǔn)性。在連接構(gòu)造設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要充分結(jié)合建筑連接技術(shù)水平。在具體工作當(dāng)中，工作人員則需要能夠根據(jù)操作要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的技術(shù)方案，對于鋼筋混凝土裝配式建筑而言，在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中也需要能夠充分分析好結(jié)構(gòu)的受力情況，保證不同節(jié)點(diǎn)能夠較好的承載應(yīng)力，保證結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性與安全性方面具有好的表現(xiàn)。

4.4 管線設(shè)計(jì)

在建筑施工當(dāng)中，管線施工是一項(xiàng)重點(diǎn)且復(fù)雜的內(nèi)容，且需要相關(guān)施工部門能夠進(jìn)行有效的配合。在工程的設(shè)計(jì)階段，需要能夠充分把握管線的走向，規(guī)劃系統(tǒng)位置等等，一是做好管線排布空間的預(yù)留，包括有電線電纜鋪設(shè)、排水管道排布以及電氣系統(tǒng)接地等等。在具體管線預(yù)留設(shè)計(jì)當(dāng)中，首先要充分確認(rèn)不同類型管線所處的位置以及所在區(qū)域，以此為基礎(chǔ)做好管線預(yù)留方案的設(shè)計(jì)。同時(shí)需要能夠根據(jù)裝配式建筑施工要求做好預(yù)留合理性的檢驗(yàn)，避免對其他建筑功能的實(shí)現(xiàn)以及相關(guān)環(huán)節(jié)的工作產(chǎn)生影響。在設(shè)計(jì)完成后，也需要以BIM技術(shù)對系統(tǒng)當(dāng)中可能存在的遺漏部分與碰撞點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。

結(jié)論：

在上文中，我們對預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的研究。可以說，在預(yù)制裝配式建筑施工中，設(shè)計(jì)是其中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)工作的科學(xué)進(jìn)行，對預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)建筑的順利建設(shè)以及建設(shè)質(zhì)量的提升都具有十分重要的意義。對此，在具體工作開展中，需要能夠充分把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，切實(shí)提升設(shè)計(jì)水平。

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