1.身份证号:13028219920302XXXX;2.身份证号:13112619920122XXXX;3.身份证号:13112719820924XXXX;4.身份证号:13112219900228XXXX;
摘要:随着近些年建筑行业的快速发展,人们对于预制装配式建筑的重视程度逐渐增加,通过相关政府机构也颁布了对应的设计标准以及设计准则。但是从目前来看,某些工程技术人员对于预制装配式建筑结构设计了解不够深入,在一定程度上阻碍了装配式建筑的发展。本文主要介绍预制装配式建筑的优点,并阐述预制装配式建筑结构体系,在此基础上对于预制装配式建筑结构设计要点进行分析,从而为预制装配式建筑工程设计提供参考和指导。
关键词:预制装配式建筑;结构设计;设计要点
引言
装配式住宅具有全生命周期透明化信息管理,工厂和施工工地共同施工,外界环境影响相对较小,施工工期短,构件质量方便把控,生产效率高,噪音污染小等优点。装配式住宅设计及相关产业在欧美发达国家中已经产业化发展很长时期。近些年通过我国政府相关部门大力扶持装配式相关产业、引入国外先进的企业和相关技术、加大相关方面的教育引导,使得装配式住宅在我国的东北沿海发达地区发展迅速。然而由于东北、西北地区经济发展欠发达,教育水平整体不高,地方保护思想还依然存在,相关关键规范和相应的政策法规还不完善,相关产业链还不完善,尤其是东北地区的施工工期短,一线施工人员的文化素质水平普遍不高,物料成本较为昂贵等问题造成了装配式混凝土建筑设计还未能在全国范围内大范围推广。如何将现场施工工期短,施工质量和预制构件质量比较好把控,环境和噪音污染较小等装配式住宅大力推行下去,主要有以下问题:如何解除制约我国东北地区装配式住宅发展的屏障,促进装配式住宅在东北地区快速健康发展,是目前摆在当地政府有关部门的首要问题。笔者通过查阅大量文献资料,通过深入了解预制装配式混凝土结构自身设计原理,充分发挥笔者自身的结构设计经验,提出切实可以促进装配式住宅节能发展,提高结构安全性的技术经验。为促进预制装配式混凝土结构设计的发展提供借鉴作用。
1预制装配式混凝土结构分类
按照不同的结构形式可以将预制装配式混凝土结构分成几种类型,包括装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架—剪力墙结构、装配式框架—核心筒结构等等。按照不同的结构高度可以将预制装配式混凝土结构分成几种类型,包括装配式高层混凝土结构、装配式多层混凝土结构等。按照不同的结构体系可以将预制装配式混凝土结构分成几种类型,包括预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系、装配整体式剪力墙结构体系、整体装配式板柱结构以及NPC结构体系等等。按照装配化的程度不同,可以将预制装配式混凝土结构分成全装配式以及部分装配式两种方式,虽然分成不同的装配形式,但是装配化程度的不同并不会对预制装配式混凝土结构刚度产生影响,整体结构的刚度更多是和受力构件刚度、节点刚度直接相关。
2装配式建筑类型及特点
按照建筑材料的不同可以分为三大种类型:预制混凝土建筑、装配式钢建筑、装配式木建筑。装配式木建筑的特点:质量轻、抗震性能好、可再生、可循环,绿色低碳环保;工厂化生产,装配化施工。木结构的案例有加拿大的不列颠哥伦比亚大学10层全木结构公寓、杭州香积寺重建工程、南京工业大学现代木结构研究所等。装配式钢结构的特点:房屋自重轻,梁、柱截面面积小,空间利用率高、抗震性能好、标准化装配式施工,施工周期短。预制装配式混凝土结构按照结构受力体系分类:可分为装配式混凝土框架结构、装配式混凝土剪力墙结构、装配式整体剪力墙-框架结构。
3预制装配式混凝土建筑的基本设计要点
3.1预制装配式框架结构体系设计分析
对于预制装配式建筑结构来说,框架结构体系是最为重要的形式之一。相对于剪力墙结构来说,此种结构的重量相对较轻,并且其运输也较为便利。另外,此种框架结构更多应用在楼层相对较低的建筑施工当中,这也比较符合现今社会绿色环保的基本理念。框架结构施工过程中所用的预制叠合板以及预制叠合梁都是先在工厂中生产出来的,之后将其运输到建筑施工现场实施对应的节点焊接并且将其浇筑成型。另外,在具体的建筑过程中所用的支撑柱一定要按照具体施工情况来确定。除此之外,预制装配式框架结构体系设计中还包括如下几方面内容:(1)要加强框架结构内连接结构件的焊接设计,特别是对于主要传力构件的预埋件来说,一定要充分参照其所承受的抗压情况以及所处位置采取针对性的焊接方式以及焊接技术。同时,框架结构会受到轴力以及剪力等不同类型载荷的作用,所以在结构设计时可以采用分布计算的方式进行;(2)在进行框架结构设计时一定要确保其平整性,要特别保证框架内部支撑柱的稳定性及刚度。需要注意的是,要保证梁柱中心线处在同一平面内,并且要指向同一方向;(3)对于梁和柱来说,对其交接点需要通过刚接点的方式进行处理,要保证底部筑基的安装牢靠性,确保其混凝土等级在C30以上。
3.2装配式建筑的节点设计要优化归并
节点作为单体结构设计和施工过程中一个比较复杂的一道工序,它的好坏与难易直接影响整个工程的质量以及施工工期。装配式结构设计中的节点部分,要求结构设计人员要对节点进行归并,对连接进行优化。尽量使部分或是大部分节点可以预制,现场浇筑的连接要满足抗震要求。一定要在充分保证安全性的前提下对整个单体的结构节点进行优化。
3.3结构设计的成本控制
装配式混凝土结构设计既传承于传统的现浇混凝土设计又高于传统结构设计。装配式混凝土结构设计直接关系着这个建筑单体的土木施工成本,在设计过程中就要有意的建立标准化户型模块,避免复杂化,多样化板块及节点的存在。
3.4考虑吊装荷载
由于整个混凝土装配式结构的大部分结构构件都需要进行运输和吊装,因此在结构设计和结构构件拆分过程中一定要考虑结构构件的空间尺度以及单个构件的重量,避免尺寸过大或是过重造成运输或是吊装问题。
3.5预制构件设计的连接方式
预制构件的连接方式主要有湿连接和干连接两种方式。湿连接主要现场通过现浇混凝土将预制构件与预制构件或现浇构件连接成整体的方式。干连接在现场不需要浇筑混凝土,全部构件或者连接件由工厂制作,在预制件内设预埋件,通过螺栓或者焊接等方式连接成整体。湿连接里主要有两种连接方式,分别是灌浆连接和后浇混凝土连接。灌浆连接方式根据结构适用范围、构件位置不同又分别套筒灌浆、浆锚搭接和建筑波管浆锚搭接。后浇混凝土连接方式根据不同位置构件、不同装配式结构体系主要分为螺纹套管钢筋连接、注胶套管连接、钢筋焊接、挤压套管连接等形式。干连接方式主要应用于装配式框架结构的低层体系,主要有焊接、螺栓连接两种方式。
结语
总之,装配式混凝土结构设计是一个需要根据整个建筑单体全生命周期各个阶段的自身特点,结合结构安全性考虑的前提下,对整个结构的整体设计以及单个构件设计进行优化,完善,从而可是实现综合利益的最大化。当然目前摆在我们结构设计人员的面前的问题还依然很多。作为结构设计工作者应该充分重视自身在结构设计以及其他专业领域方面知识的不足,建立一个综合的包含结构、建筑、水电、施工、节点构造等方面的知识体系。
参考文献
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