基于裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

伊運(yùn)恒

運(yùn)城職業(yè)技術(shù)大學(xué)/運(yùn)城市建筑設(shè)計(jì)研究院 山西 運(yùn)城 044000

引言

現(xiàn)階段建筑逐漸朝著輕型建筑的方向發(fā)展，受到這種趨勢(shì)的影響，更多的建筑施工技術(shù)和建筑形式被研發(fā)了出來，并被運(yùn)用到了不同類型的建筑工程當(dāng)中。而裝配式建筑正是這一時(shí)期的產(chǎn)物，這種建筑既符合綠色環(huán)保的建設(shè)需求，也促進(jìn)了國內(nèi)建筑領(lǐng)域發(fā)展。對(duì)于建筑工程來說，其自身結(jié)構(gòu)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)也成為工程設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容，這就需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃的要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行全面剖析。

1 預(yù)制元件的拆分和規(guī)劃

首先，在設(shè)計(jì)預(yù)制元件的時(shí)候，設(shè)計(jì)師需要基于生產(chǎn)廠家的制造能力來對(duì)元件的尺寸進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，從而盡可能將尺寸的誤差控制在合理范圍，以免由于尺寸不符合規(guī)范要求而導(dǎo)致質(zhì)量方面出現(xiàn)問題[1]。其次，設(shè)計(jì)師要在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)充分考慮到施工團(tuán)隊(duì)的吊裝能力。部分施工團(tuán)隊(duì)對(duì)預(yù)制元件進(jìn)行拆分的目的，是想要降低施工的開銷和控制施工成本，而另一部分施工團(tuán)隊(duì)對(duì)預(yù)制元件進(jìn)行拆分是想要保證施工進(jìn)度，對(duì)工作流程進(jìn)行優(yōu)化，在施工期間和完工后的運(yùn)行期間，各種因素都會(huì)影響到裝配式建筑。比如人工因素、地域特色因素或者自然環(huán)境因素，但是因?yàn)槭褂谜邩O其關(guān)注建筑的安全性和穩(wěn)定性，所以設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須在設(shè)計(jì)階段為建筑工程的穩(wěn)定性提供保障。對(duì)預(yù)制元件進(jìn)行拆分，能夠讓設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更加了解裝配式建筑結(jié)構(gòu)的承載力和受力程度。不過，設(shè)計(jì)師不僅需要考慮建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，還要對(duì)元件的安裝和運(yùn)輸?shù)葐栴}進(jìn)行考慮，保證各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠百密無一疏，并對(duì)對(duì)預(yù)制元件的規(guī)劃和拆分進(jìn)行持續(xù)調(diào)整，提升設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性。

2 框架體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

近年來，隨著我國高層及超高層建筑數(shù)量的增多，相關(guān)領(lǐng)域中也出來了一種較為廣泛的建筑體系結(jié)構(gòu)，即框架式體系結(jié)構(gòu)。因此，在開展裝配式建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃工作時(shí)，設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)考慮到框架體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，控制好結(jié)構(gòu)的剛?cè)岢潭龋悦獍l(fā)生變形、受損等問題。同時(shí)，在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師需要對(duì)不同元件的重要程度進(jìn)行明確，保證即使出現(xiàn)意外情況，那些占據(jù)重要地位的元件不會(huì)出現(xiàn)損壞，在絕大程度上控制隱患[2]。其次，當(dāng)設(shè)計(jì)師在面對(duì)混亂且合理程度低的建筑布局時(shí)，需要基于這一布局的具體特征來對(duì)框架式體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如，在面對(duì)啞鈴式布局的建筑時(shí)，設(shè)計(jì)師可以重點(diǎn)考慮增加中間結(jié)構(gòu)區(qū)域的板厚，對(duì)配筋進(jìn)行調(diào)整。如果所在區(qū)域的地下水位不低，設(shè)計(jì)師可以對(duì)防水設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容進(jìn)行考慮。比如，在設(shè)計(jì)裝配式建筑的地下室時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域的混凝土土層的抗?jié)B能力較好，所以設(shè)計(jì)師關(guān)注混凝土材料的制作工作，并且在制作混凝土的時(shí)候基于比例來添加相應(yīng)的膨脹劑。

3 剪力墻體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在現(xiàn)階段的建筑物中存在一種荷載能力較強(qiáng)的體系結(jié)構(gòu)，即剪力墻體系結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)剪切進(jìn)行防范，所以剪力墻體系結(jié)構(gòu)的規(guī)劃也被作為裝配式建筑設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容之一[3]。首先，設(shè)計(jì)師需要對(duì)結(jié)構(gòu)和空間等方面的問題進(jìn)行全面考慮。比如，如果裝配式建筑的樓層數(shù)量較多，設(shè)計(jì)師可以將對(duì)稱樣式的方法作為主要的施工方法。其次，設(shè)計(jì)師要盡可能規(guī)避對(duì)于單項(xiàng)剪力墻的規(guī)劃，尤其是處在地震頻發(fā)的區(qū)域，設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格按照抗震需要來對(duì)剪力墻的薄厚程度進(jìn)行規(guī)劃。另外，設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)關(guān)注剪力墻的邊緣區(qū)域，可以根據(jù)施工需要來裝配相應(yīng)的端柱，從而有效提升此區(qū)域的抗震性能。

4 對(duì)于構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

在裝配式建筑中總會(huì)存在一些防水能力欠佳的區(qū)域，對(duì)于這些區(qū)域，設(shè)計(jì)師可以重點(diǎn)開展構(gòu)造節(jié)點(diǎn)規(guī)劃工作，基于建筑工程施工場(chǎng)地的地理?xiàng)l件和氣候條件來完成設(shè)計(jì)工作，從而提升建筑的防水性能[4]。如果建筑工程沒有對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震能力做出要求，那么風(fēng)荷載會(huì)成為該結(jié)構(gòu)的重要荷載來源，其會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)處在彈性狀態(tài)，所以在設(shè)計(jì)裝配式建筑的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)師的關(guān)注重點(diǎn)可以集中在構(gòu)造節(jié)點(diǎn)是否符合內(nèi)力的規(guī)范要求。如果建筑工程對(duì)抗震性能做出了要求，那么地震荷載將會(huì)成為該機(jī)構(gòu)的重要荷載來源，并且當(dāng)?shù)卣鸷奢d超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就有一定的概率出現(xiàn)塑性結(jié)構(gòu)，此時(shí)設(shè)計(jì)師不僅需要符合內(nèi)力的規(guī)范要求，還要對(duì)特殊方面的內(nèi)容進(jìn)行考慮，比如節(jié)點(diǎn)的最大承載力。同時(shí)，設(shè)計(jì)師在開展對(duì)于受力彎曲元件設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，必須基于受壓意愿的實(shí)際寬度和不同支撐點(diǎn)的間距來確定側(cè)向梁柱的支撐點(diǎn)。另外，設(shè)計(jì)師還需要注意對(duì)于構(gòu)造節(jié)點(diǎn)復(fù)雜程度的控制，盡可能規(guī)避厚鋼板破裂等情況的出現(xiàn)。除此之外，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)風(fēng)荷載和地震荷載的實(shí)際情況來考慮節(jié)點(diǎn)處接縫的寬度，并且對(duì)各個(gè)連接區(qū)域的節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和受力程度進(jìn)行考察，按照連接方式的特征來運(yùn)用對(duì)應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的要點(diǎn)內(nèi)容包括預(yù)制元件的拆分和規(guī)劃、框架體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、剪力墻體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。而為了提升裝配式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)師需要對(duì)這些要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行了解和分析，保證自己能夠在第一時(shí)間內(nèi)掌握最新的設(shè)計(jì)方法和理念，這樣才能利用更加科學(xué)的設(shè)計(jì)工作提升裝配式建筑的完工質(zhì)量。