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

邵志姣

北京弘石嘉業(yè)建筑設(shè)計(jì)有限公司 北京 100000

前言

隨著社會的不斷進(jìn)步，群眾對現(xiàn)代化建筑的生產(chǎn)與建設(shè)提出了更高的要求，這也推動了各種先進(jìn)施工技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)制裝配式建筑作為新技術(shù)的產(chǎn)物，也得到了行業(yè)范圍內(nèi)的大量運(yùn)用。該建筑結(jié)構(gòu)具有施工作業(yè)強(qiáng)度低、建筑垃圾少、綠色節(jié)能性好等特征，因此如何將該結(jié)構(gòu)在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣，值得思考。

1.預(yù)制裝配式建筑的特征

1.1 施工作業(yè)強(qiáng)度低

在建筑工程的施工建設(shè)中，裝配式建筑可以說是具有顯著特殊性的一類，與之相關(guān)的建設(shè)環(huán)節(jié)和工程構(gòu)造都是由專項(xiàng)生產(chǎn)車間完成的，因此具有標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。而此類建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場施工也往往相對簡易，它只需要按照某建筑項(xiàng)目的施工進(jìn)度、材料需求將裝配式結(jié)構(gòu)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場、并且由專業(yè)人員進(jìn)行直接安裝即可，這就大大降低了現(xiàn)場施工的強(qiáng)度、減少了工作量并且節(jié)約了施工時(shí)間。

1.2 建筑垃圾少

發(fā)展裝配式建筑模式，一大出發(fā)點(diǎn)便在于提升工程建設(shè)的環(huán)保性，事實(shí)上，因?yàn)樵摻ㄖY(jié)構(gòu)中的部件都是提前在工廠進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)的，留給后續(xù)現(xiàn)場施工的任務(wù)量往往極少，這就避免了將大量建筑材料運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行施工、組裝、作業(yè)而產(chǎn)生的固體污染、廢氣排放問題。而這也構(gòu)成了和傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的顯著不同。在傳統(tǒng)施工模式下，現(xiàn)場甚至?xí)稍S多無法降解的垃圾，這無疑會對環(huán)境造成巨大的威脅。

1.3 綠色節(jié)能性好

如前文所述，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)可以通過減少廢物排放達(dá)到良好的環(huán)保效果，不僅如此，該建筑結(jié)構(gòu)還能實(shí)現(xiàn)較高的綠色節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)樵擃惤ㄖY(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，具有極大的材料、技術(shù)選擇空間，施工單位可以加大對綠色節(jié)能材料的引進(jìn)以及環(huán)保科技的運(yùn)用，從而達(dá)到建筑工程綠色生產(chǎn)的現(xiàn)代化要求。

2 建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)闡述

2.1 主體流程的設(shè)計(jì)

唯有對主體流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，才能確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與建筑實(shí)際需求相吻合。在主體設(shè)計(jì)方面，相關(guān)單位必須做好方案規(guī)劃、技術(shù)策劃、圖紙編制、部件設(shè)計(jì)等多方面內(nèi)容。其中，技術(shù)的策劃是極為關(guān)鍵的，它要求在正式的項(xiàng)目建設(shè)工作開始前，完成相關(guān)的資料收集與分析工作，全面了解工程建設(shè)規(guī)模、成本信息、施工現(xiàn)場地理環(huán)境等相關(guān)信息。初步設(shè)計(jì)工作因?yàn)榫哂幸欢ǖ膶I(yè)性和難度，因此必須參考相關(guān)技術(shù)人員的意見，與其配合，完成對建筑的層高、整體結(jié)構(gòu)、構(gòu)建類型、現(xiàn)場環(huán)境處理等方面內(nèi)容的設(shè)計(jì)與把握。此外，在施工圖紙的編制上，與其對設(shè)計(jì)圖和部件加工圖保持同等重要的關(guān)注，對其進(jìn)行設(shè)計(jì)必須建立在科學(xué)的數(shù)據(jù)分析及參數(shù)項(xiàng)目確認(rèn)的基礎(chǔ)上，以此確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在整個(gè)裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，從平面視角進(jìn)行設(shè)計(jì)是最基本的思路，其設(shè)計(jì)要求在于要確保設(shè)計(jì)信息的精確性從而達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果。此外，在各個(gè)部件的設(shè)計(jì)尤其是成品制造方面，必須根據(jù)有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)收，以免留下嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。而為了從整體上達(dá)到控制施工質(zhì)量、節(jié)約建設(shè)成本的目的，還要選擇符合現(xiàn)實(shí)需要的建筑結(jié)構(gòu)類型，以此完成平面角度的設(shè)計(jì)工作。一般來說，空間面積較大的建筑更適合采取平面方式加以布局。此外，在對建筑內(nèi)部管道、承重墻等核心結(jié)構(gòu)加以研究設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該確保其功能性良好且便于靈活調(diào)節(jié)，使其達(dá)到各種環(huán)境的應(yīng)用要求。

2.3 構(gòu)件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中，其內(nèi)部部件的質(zhì)量是具有決定性意義的方面，因此對部件的設(shè)計(jì)就顯得極為關(guān)鍵。在正式的構(gòu)件設(shè)計(jì)過程中，工作人員要結(jié)合不同的部件需求及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采取科學(xué)的、專業(yè)的生產(chǎn)方法完成相關(guān)部件生產(chǎn)任務(wù)。此外，要考慮結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的運(yùn)輸、吊裝需求等現(xiàn)實(shí)狀況，對其原材料采購、結(jié)構(gòu)外形設(shè)計(jì)等加以優(yōu)化，方便產(chǎn)品的順利運(yùn)輸。此外，為確保構(gòu)件能在后期使用過程中發(fā)揮功能價(jià)值，在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要關(guān)注部件的耐火、耐腐蝕能力，確保優(yōu)質(zhì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的高效生產(chǎn)。

2.4 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的重要措施，這首先是因?yàn)榧袅υ谠摻Y(jié)構(gòu)中屬于承受風(fēng)力、地震侵襲及負(fù)荷的重要結(jié)構(gòu)，可以發(fā)揮避免結(jié)構(gòu)剪切破壞的功能，因此需要做好剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)工作。在具體的設(shè)計(jì)過程中，必須做好幾個(gè)方面的工作。首先，要對整個(gè)建筑的空間布局與結(jié)構(gòu)安排進(jìn)行考慮，一般的高層裝配式建筑會采用對稱形式的剪力墻的施工策略；其次，要盡量減少單向剪力墻的運(yùn)用幾率，尤其是在地震多發(fā)地帶，建筑單位要結(jié)合建筑的抗震需求明確剪力墻厚度；再者，在對縱墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果，以免盲目操作。

2.5 框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)體系在高層裝配式建筑中運(yùn)用最為普遍，因此對其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)也具有重要現(xiàn)實(shí)意義。在對該框架結(jié)構(gòu)體系加以設(shè)計(jì)的過程中，一般會要求遵循“剛?cè)岵?jì)”的原則，這是因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)過柔時(shí)會存在變形問題，如太剛則易引發(fā)局部結(jié)構(gòu)受損的問題。而分清主次作為另一設(shè)計(jì)原則，要求設(shè)計(jì)人員明確裝配式結(jié)構(gòu)內(nèi)部各部件的特殊性能，保證構(gòu)件在后期使用時(shí)不會出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該與框架體系結(jié)構(gòu)緊密協(xié)調(diào)起來，如果整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)是啞鈴狀，就要適當(dāng)增加中間位置的結(jié)構(gòu)厚度，對配筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)處理?？傊?，只有在做好這一系列工作的基礎(chǔ)上，才能確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。

結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)的探討，意義重大。相關(guān)工作人需要明確預(yù)制裝配式建筑的特征，并且把握建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)——包括主體流程的設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)、構(gòu)件設(shè)計(jì)、剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)等，在此基礎(chǔ)上對裝配式建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展前景展開研究。