预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点陈浙闽

预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点陈浙闽

陈浙闽1叶建宁2

1、浙江省现代院设计研究院有限公司310000;2、浙江佳境规划建筑设计研究院有限公司310000

摘要:装配式建筑是传统建筑业与先进制造业良性互动、建筑工业化和建筑信息化深度融合的产物。推进装配式建筑发展,对推动建筑施工方式变革、保障工程建设质量安全、促进建筑产业转型升级等具有重要意义,对减少污染物和废弃物排放、提高劳动生产率、加强人口调控与管理等也具有积极作用。本文就预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点进行分析和探讨,促进装配式建筑的良好发展。

关键词:装配式建筑;发展前景;结构设计

随着时间的推移,时代的发展,工业化社会的推进,与长期以来粗放型的建筑发展模式相比,优质性建筑越来越得到大家的青睐;促进绿色施工,降低资源能耗和环境影响已逐渐成为建筑业的首要考虑元素。在社会进步的过程中,对建筑业的要求也逐渐增高,具有节约资源,降低成本,灵活多变等优势的预制装配式建筑慢慢斩露头角,成为建筑业的新秀,慢慢渗入人心,成为大家喜爱的一种建筑形式。当然,如果要想将其做到最好或者更好,势必少不了我们不断的摸索,不断地整合和不断的实践。

1预制装备式建筑的发展现状

预制装配式建筑这个概念对于普通民众可能还相对陌生,但是在建筑行业内实际上这并不能算是一个如何新颖的概念,但是以往的预制装配式建筑给建筑商们的印象通常都是建筑结构不稳定、做工粗糙、室内设计简陋仅仅是为了某些特殊的需求才应急建造的房屋。如今随着科技的发展预制装配式建筑已经一改从前的状态,其为了满足客户的需要可以单独进行定制,无论是对内饰还是外部外观都能够进行个性化的定制,除此之外其建造速度和建造高度也得到了极大的提升。预制装配式建筑的发展离不开工业的助力,或者可以说预制装配式建筑本身就是工业的产物。在过去的几年时间里,欧美国家作为工业较为发达的地区也顺理成章的成为了预制装配式建筑的重点试验区,预制装备式建筑的各类性能都发挥到了极致,挑战了许多不可能完成的建筑任务,并且欧美国家也对预制装备式建筑的建筑结构进行了优化,对其各项性能也进行了不同程度的改进从而使得预制装备式建筑可以满足任何类型的建筑。在我国从上世纪60年代,我国已经开始对预制装备式混凝土建筑体系进行研究并在上世纪80年代使得预制式混凝土建筑体系的应用达到了全盛时期。但是由于我国的预制装备式混凝土建筑体系研究速度无法满足建筑行业的发展需求,在90年代预制式混凝土建筑体系逐渐被浇式混凝土建筑体系所取代,目前已经很难在我国看到预制装备式混凝土建筑体系。但是随着世界工业4.0的到来,预制装备式建筑再次进入了我国的研究范畴并且如今3D打印技术的发展也在一定程度上推动了预制装备式建筑的发展,在我国预制装备式建筑的前景无限美好。

2预制装配式结构体系的设计要点

2.1预制装配式框架结构体系的设计要点

在建筑工业化趋势中预制装配式框架结构也是较为常用的结构形式之一。由于其构件相对于预制装配式剪力墙结构要轻.预制混凝土框架结构在构件的运输上更具有优势。并且装配式框架结构也是高层框架结构体系之一.在国内外已有预制混凝土框架结构在高层中的工程应用。框架结构中的预制叠合梁和预制叠合板首先在工厂生产.运输到现场之后再现浇节点和梁端键槽。结构中的柱根据实际要求可以现浇也可以预制。根据目前国内外对预制装配式框架结构的受力机制研究成果.结构设计时应注意以下几个主要问题:结构平面宜规则.纵横向框架柱宜对齐.梁柱中心线应对齐并在同一竖向平面内;梁柱交接处的框架节点应采用刚节点.预制框架柱底应与基础固接梁、柱混凝土强度等级不宜低于C30:要采取有效措施保证预制梁柱接头部位的焊接质量;一定要重视连接构造中预埋件的设计。在新型连接构造中预埋件是重要的传力构件,根据其处在结构中的不同部位.分别会承受弯矩.剪力及轴力的单独或共同作用.设计时应考虑最不利组合情况分别进行计算。

2.2预制装配式剪力墙结构体系的设计要点

该结构形式所涉及到的受力构件主要有板结构、剪力墙结构以及梁结构,也可以全部由叠合板、预制墙板以及叠合梁等预制混凝土构件组成。在对该结构形式展开设计时需要根据好工厂化程度选择半预制或者是全预制形式的剪力墙结构。为了保证设计质量除了需确保设计方案符合JGJ3-2010和GB50011-2010规定要求之外,还需要考虑到以下内容:平面形状需保持规则,同时两个方向上的动力特性需尽可能的接近;在对结构横墙展开设计时,要求将预制承重墙板应用到两侧端部山墙,在对预制承重墙板结构或者是轻质填充墙板展开设计时需要考虑到内力计算结果或者是结构抗侧力构件的实际需求;在对结构竖向抗侧力的各个构件展开设计时,需要确保可以通过现浇方式将竖向的各个主承力钢筋浆锚以及连接带结合在一起,同时在展开抗震设计的过程中需要注重连接构造的设计以保证其受力整体性以及连续性;为了确保预制构件间可以可靠连接,在展开设计时需要同时保证传力明确以及构造可靠,并且若结构存在抗震设防要求同时尚未达到该抗震要求时,应当确保预制构件间所使用的连接钢筋需超过该部位所应用的不连续钢筋结构的直径与其强度大小;在对预制结构构件展开设计时可以进行分块设计,并在设计过程中需要综合考虑分析现场吊装条件、房间的开间以及拼缝位置等。在对墙板高度进行设计时需要根据一层或者是两层楼的层高度进行划分,在对竖向接缝位置进行布置时应防止其应用到暗柱上,同时还需尽可能的避免应用过多的构件类型或者是不同型号的构建;在对预制构件配筋展开设计时不仅需遵守相关规定要求,还需要对施工阶段可能该预制构件配筋可能会出现的变形情况与其受力情况进行验算;在对建筑中的各个平面复杂楼层、顶层以及开大洞区域展开设计时均需要考虑选取现浇楼盖结构。

3发展前景

建筑业作为我国重要的支柱性产业之一,各种高新技术的不断应用使我国建筑行业得到了很大的发展、推动。预制装配式建筑以及建筑工业化作为世界发展的趋势以及潮流,同时也已经成为我国建筑行业实施改革、追求发展的重要一步,传统的现浇技术已经不符合当今建筑的施工需求,而随着科学技术的不断发展前进,预制装配式技术现在在我国已经得到了很大的发展,我国多个公司均已经在开发使用预制装配式技术。预制装配式技术具有众多优势,比如说应用了更多的轻质墙板材料,不仅节省了物力以及人力,同时也使建筑空间结构具有灵活性以及自由性;施工速度快并可以保证施工质量,可以使建筑企业获得更多的经济效益;不需要过多的施工材料以及施工人员,使施工现场的安全程度以及绿色环保性大大提升,再加上预制装配式技术可以满足建筑异形结构需求。现在我国正在大力推广住宅产业化和绿色建筑,预制装配式技术将的应用范围会不断的扩大,将会更多的应用在追求个性化同时注重自身发展的建筑设计中,也会使用在住宅建筑、高层建筑等普通建筑中。

4结语

未来预制装配式技术的发展,应充分发挥工厂预制件和现场装配的优势,将新材料、新工艺不断应用到建筑上,使结构与建筑及设备等专业密切配合,充分优化建筑性能与功能。随着低碳、节能、绿色、生态和可持续发展等理念的深入人心,预制装配式建筑会在我国有广阔的发展前景。作为结构设计人员,应密切关注国家建筑产业政策,转变观念,积极推进新型装配式结构体系的应用,从而推动我国建筑工业化的进程。

参考文献:

[1]徐兵.预制装配式建筑发展现状及展望[J].住宅与房地产,2017(21):290-291.

[2]李逸晨.装配式建筑及预制墙材构件的发展动态[J].砖瓦世界,2017(07):43-51+18.

[3]何炳,朱国城,毛日荣.轻钢结构预制装配式建筑的现状与发展[J].住宅与房地产,2017(03):120.

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