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预制装配式建筑结构体系与设计研究

时间:2019-11-15分类:建筑论文

  摘 要 预制装配式工程结构主要包括预制和装配两部分,这一施工方式的提出,对建筑业改革發展有着促进作用。传统建筑工程结构设计中,相对来讲步骤分散、工作量大,难以保证结构完整性和可靠性,而装配式结构的应用能有效解决上述问题,在提高工程进度和质量方面有着实际意义。对于建筑单位来讲,应充分考虑装配式建筑特点,并有方向性地优化施工手段,提高装配式结构施工应用价值。

  关键词 预制装配式;建筑结构;设计研究

建筑装饰论文

  《居业》(月刊)创刊于2008年,由中国建筑材料工业规划研究院、山东省建筑材料工业协会主办。建筑材料工业科技刊物。

  1 预制装配式结构体系应用重要性

  预制装配式结构是指将结构构件制作从施工现场转移到车间来完成,装配式结构体系中的构件全部在车间内加工,之后将各个构件运输到施工场所进行安装。这一施工工艺是对传统方法的改进,有利于保障施工进度及质量,减少施工现场环境因素对工程结构稳定性的影响。根据预制装配式结构种类的不同,可将其分成装配式钢结构和装配式混凝土结构几种,能满足不同环节的结构施工要求,全面保障施工质量。例如,在装配式钢结构设计上,是指在车间将该结构体系需要的钢筋构件加工完成,之后运输到施工场地进行装配操作[1]。

  2 预制装配式建筑结构体系分析

  2.1 装配式结构的分类

  我国最初利用的装配式建筑结构,主要是基于装配式结构的大板住宅建筑,建筑结构体系构件包括大型圆板、圆孔板及槽形板等,但是由于技术落后,导致这类建筑体系存在抗震能力薄弱和承载能力差的缺陷,已不适应现代建筑结构施工要求。目前建筑工程中运用的预制装配式结构种类进一步丰富,能针对不同功能的建筑物提供恰当的结构类型,其中城镇建筑大多具有低层和多层的特点,可优先选择轻钢和木质材料结合的装配式结构,以及轻钢和混凝土组成的结构体系,能很好应用在建筑施工中。为了保证建筑业长远发展,在施工中要加强环保意识,从装配式结构科学选择角度出发,缓解工程施工和环境破坏间的冲突,注重上述结构在建筑施工中的使用,以便实现建筑施工成本目标和质量目标。

  2.2 装配式混凝土结构分析

  装配式混凝土建筑结构,是指在工厂加工多个混凝土模块,运输至施工现场完成装配,这一结构相较于现浇混凝土结构来讲,在构件连接方面更加复杂,强调结构强度和刚度,能满足建筑项目运行中对混凝土结构抗震性能及防渗性能的要求。在采用装配式混凝土建筑结构施工方法时,要将施工重点放在构件连接上,需要不断改进连接技术,实现最终的结构体系构建目的。实践表明,当前一些高安全等级的建筑工程中,普遍选用装配式混凝土结构的方式,根据建筑施工实情,不断调整结构体系设计方案,能减轻施工强度,在统一标准下进行混凝土模块加工,强化结构性能。另外,还有学者提出装配式板柱结构体系,是指将建筑中运用的板柱由一整块划分成多个小块,共同组成板柱体系,方便板柱的运输和组装。在安装板柱体系时,需要借助斜撑确保结构体系可靠性,相对来讲组装工艺复杂,但是具有抗震能力好的优势,能和混凝土结构紧密连接形成新的结构体系,这一应用优点使其在建筑工程中取得了广泛应用。

  2.3 结构体系划分

  从装配式混凝土结构来说,可将其分成部分装配和全装配两类,在此基础上,针对构件连接节点进行细致划分,具体分为刚性连接、铰链连接、柔性连接和混合连接四种结构体系,确保各个结构类型,有助于装配式结构的推广和应用。其中混合连接结构在建筑工程中体现出明显应用优势,是综合物理性能及施工经济性等因素提出的结构体系,能保证混凝土建筑结构体系中各个构件的可靠连接。从装配式结构在建筑项目中的实际应用看,国外建筑施工中主要将该结构运用在楼板和屋面梁项目上,而国内建筑业主要采用装配式的混凝土建筑结构[2]。

  3 预制装配式建筑结构体系的设计

  3.1 装配式结构设计总方向

  从建筑施工特点来看,装配式结构将是未来建筑行业发展重点,需要不断完善设计方法,以便加强设计效果。在结构体系设计方面,应主要考虑建筑工程节能要求和抗震要求的差异化,研发符合工程质量和性能要求的结构体系。另外,今后装配式结构设计还应考虑预制质量及效率,确保这一施工工艺全面推广,为工程建设提供技术支持。我国装配式结构体系是逐步优化的,遵循从低级到高级和由简单到复杂的发展思路,研发出适应不同规模和性能特点建筑项目的装配式结构,在优化现有装配式混凝土结构、板柱结构体系和框架结构体系的同时,发展新的装配式结构设计手段。对于建筑单位来讲,要明确装配结构上存在的不足,不断改进施工技术。同时为了保证构件加工质量,应将重点放在构件生产自动化和智能化的实现方面,将设计流程和加工标准信息导入加工系统中,能保障整个结构体系安全性。同时要创新构件连接手段,推动建筑工程结构施工不断发展。

  3.2 预制装配式框架结构的设计

  装配式框架结构在工程建设中有着一定应用优势,由于各个构件分开加工,具有方便运输、使用简单等优点,尤其在高层建筑施工中取得广泛应用,需要提高装配式建筑框架结构的设计水平,推动建筑行业改革进程。在构件组装环节,要做好叠合梁、叠合板制作准备工作,发挥其在结构体系中的作用,加强结构体系可靠性。在采取装配式建筑框架结构施工法时,全部构件在车间进行生产加工,之后在现场完成浇筑和连接操作。在结构体系良好设计上,应坚持施工质量的核心目标,主要注重以下结构设计问题:①结构体系应保持平整,在支撑构件设计上,需要保证这类构件具有强度、抗拉性能和承载力能力满足结构运用要求,能发挥支撑作用。同时要保证支柱结构间的轴线是平行的。②做好结构体系中构件连接部位的处理,合理选择焊接方法。

  4 结束语

  综上所述,在建筑结构设计中,要围绕结构稳定性和安全性的目标,有效设计结构体系,为整个建筑性能的实现奠定基础。其中预制装配式结构体系是目前建筑工程中较常用的结构设计方式,在优化工程结构设计上起到重要作用。装配式结构标志着我国建筑技术的先进性,需要将该结构体系在建筑工程中的有效运用作为建筑领域研究重点。

  参考文献

  [1] 赵辉.预制装配式建筑结构体系与设计[J].科学技术创新,2019,(14):131-132.

  [2] 姜雨时.探讨预制装配式建筑结构体系与设计[J].黑龙江交通科技,2019,42(02):189-191.

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