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预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点

2020-05-19侯雪

科学与财富 2020年7期
关键词:预制装配式建筑发展前景结构设计

侯雪

摘 要:伴随着我国经济迅猛进步,建筑行业也迎来重要发展契机,而其中预制装配式建筑更是受到人们的青睐。预制装配式建筑在西方很多发达国家都已经得到了广泛应用,并且结合本国家实际情况进行不断的创新与改进,提高了整个行业的效率,也促进了建筑工業化的健康发展。本文在研究过程中就对预制装配式建筑在未来的发展前景以及结构设计要点进行简单分析。

关键词:预制装配式建筑;发展前景;结构设计

引言

预制装配式建筑在西方有很多年的发展历史,从整体看,已经十分成熟。尤其是在最近几年,包括美国、英国在内的很多发达国家通过不懈努力,在预制装配式建筑领域都取得了十分明显提高,因此,对预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点分析有鲜明现实意义。

一、装配式建筑在国内外的发展状况

(一)国外发展状况

自上个世纪七十年代起,装配式建筑发展逐渐成型,并且美国提出了《国家工业化住宅建造及安全法案》,此法案中不仅定义了装配式建筑基本内容,而且提出了一整套装配式建筑建造标准以及流程。

就美国装配式建设发展情况而言,在经过初期发展阶段之后,当代装配式建筑不仅仅质量过关,而且美学特征的表现也十分明显,并且对于建筑主体舒适度的体现更加直接。进入到二十一世纪之后,装配式建筑的发展更加迅速,无论是相关建筑产业,还是建设规模都已经发生了巨大改变。根据不完全统计,迄今为止,美国装配式建筑住宅数量已经超过经1000万套,基本占据了美国总住宅的7%左右。除此之外,该国家装配式建筑市场发展状态良好,并且已经成型,任何装配建筑构件都会以商品的形式进行出售,建造者只需要结合图纸信息到市场中进行购买即可,然后在施工场地直接进行组装。

(二)国内发展状况

我国装配式建筑的发展历史可以追溯到上个世纪,最早出现在七十年代,但是经过短暂的发展之后,装配式建筑迅速走向消亡。造成此种现状的原因在于,该类型建筑在我国唐山大地震中没有表现出良好的抗震性能,因此在我国市场中,一直对装配式建筑存在抵触。在相同的建设条件下,即使装配式建筑省时省力,建筑者也不会选择此种方法进行建设。经过三十几年的沉淀,我国装配式建筑发展得到了缓和,开始陆续的出现在人们的视野当中,虽然经历了几十年的发展断层,导致技术、人才等方面发展相比于外国而言比较落后,但是随着装配式建筑建设数量提升,以及政府扶持力度的加大,装配式建筑技术开始迅速发展起来。

二、装配式建筑发展前景

现如今,全国的大多数省市都建立了装配式建筑的地区性指导意见和相关的奖罚措施,不少地方更是提出了发展装配式建筑的具体建设目标。例如上海市规定,如果建筑面积满足规定需求,并且预制装配比满足了最低要求,可以每平方米给予60元到100元不等的奖励,单个项目最高补贴1000万元,另外对自愿实施装配式建筑的项目给予不超过3%的容积率奖励。通过上述激励性政策,极大的调动了装配式建筑在上海的发展。北京市明文规定纳入保障性住房年度建设计划的项目,全面推行装配式装修成品房交房。

就上述分析结果而言,我国预制装配式建筑发展情况良好,无论是工业生产,构件设计又或是运输与安装水平都在不断提升,这其中即借鉴了国外先进技术也立足于我国建筑特征进行了改造,虽然起步时间较短,但是发展状态良好。作为我国现阶段大力扶持的一项建筑技术,此类技术不仅可以满足居民的大规模住房需求,还可以提升建筑建设水平。可以预见,在将来此类建筑必将会广泛应用到建筑工程当中。

三、预制装配式建筑结构设计要点分析

(一)框架结构体系的设计要点

就目前装配式建筑发展情况而言,框架结构是目前应用较为广泛的一种结构体系,因为此类结构的整体质量要小于剪力墙结构,所以无论是配件的制作、运输又或者是安装都更加便捷。并且随着建筑技术的进一步发展,此类结构体系已经可以被应用到高层建筑设计当中,目前国内高层建筑对此类结构体系的应用情况较为良好。

立足于框架结构本身内容而言,最为主要的两个构件便是叠合梁以及叠合板,通常情况下会在车间生产,完成之后在运输到施工现场进行安装。结合国内外装配式建筑设计安装案例,框架结构设计要点可以分为以下几个方面:①预制的结构质量需要良好,这样才能保证结构设计安装之后平面规则。无论是纵向框架中的支撑柱,还是横向框架中的支撑柱都需要一一对应,并且中心点需要位于一条直线;②框架节点全部为刚节点,预制的混凝土构建强度需要大于C30;③各个连接部位通常采用焊接方法,在开始之前需要分析两个部分的材质,合理选择焊条以及焊接温度,保证焊接质量;④对于目前的装配式建筑而言,预埋件是整体结构体系中一个重要组成部分,其存在的基本意义在于传导结构受力,因为不同位置结构受力情况也会不同,因此在预埋件的设计中,需要合理计算各个部位的弯矩、剪力以及轴力等。

(二)剪力墙结构体系的设计要点

在剪力墙的设计过程中,首先需要了解整体结构受力情况,其中主要受力部位有墙、梁、板。这些部位全部为装配式混凝土结构,在实际建设过程中,通常情况下应用现场浇筑与绑扎方法进行连接。如果按照建筑形式进行划分,可以将其分为全预制、半预制两种结构体系。此类结构体系在应用过程中需要满足国家规定的抗震标准(GB50011-2010)以及混凝土结构技术规范(JGJ3-2010)。除此之外,施工建设中还需要注意以下几方面内容。

①主体结构设计形状需要与方案内容一样,并且结构纵横方向所具有的动力特性需要相似。②横墙布置过程中,应该在纵横向端部山墙、内墙位置事先布置好承重墙板。需要注意,内墙承重板提前计算应力大小,以免影响工程质量。③结构纵向墙体设计中,应该结合应力计算结果进行综合分析与考虑。④竖向的抗侧力构件需要采用现场浇筑连接带的方式进行处理,并且需要应用钢筋进行连接。为保证结构整体抗震质量,要求进一步明确各个构件之间的连接应力,通过反复的计算确定最优应力结果,以此保证结构整体应力传导流畅,进而提升主体稳定性。⑤各个构件之间的连接设计,需要满足规定的设计需求。如果建筑结构应该满足某种等级的抗震需求,构件连接设计

还应该满足相应的抗震设计要求。各个构件在应用钢筋进行捆绑连接之后所具有的强度与直径,不能小于没有应用钢筋连接时的强度与直径。⑥应用到的各类预制构件应该采用分块设计进行,并且需要合理考虑到建筑整体类型,结构特点,建筑房间的具体开间大小、进深,以及构件起吊位置和拼接位置等多种因素。应用到的墙板高度,可以以一层楼高或者是二倍楼高为基础进行划分。竖向接缝位置要避开暗柱位置,尽量减少构件类型及型号。⑦预制构件配筋设计除应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的相关规定外,尚应进行施工阶段的受力及变形验算。⑧房屋的顶层、开大洞或平面复杂楼层、作为上部结构嵌固端部位的地下室顶板均应采用现浇楼盖结构,以此保证建筑主体结构稳定。

四、结束语

综上所述,近年来预制装配式建筑项目逐渐增加,并取得了一定成果。从预制装配式建筑施工现状来分析,还存在诸多问题有待解决,若不及时管理便会对预制装配式建筑工程质量造成影响,因此建筑企业应加强对预制装配式建筑的研究。

参考文献:

[1]汤清平.预制装配式建筑的发展前景和结构设计要点的思考[J].建筑知识,2017,37(10):81.

[2]陈凌.试述预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点[J].四川水泥,2016(08):82.

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