装配式建筑预制构件拆分设计要点,建筑设计论文

装配式建筑预制构件拆分设计重点,建筑设计论文内容摘要：从影响预制构件拆分的设计、生产、运输、施工等限制条件入手，全面分析了装配式建筑的拆分设计重点，提出了装配式建筑设计的基本要求。本文关键词语：装配式建筑;拆分设计;控制条件;ResearchonControlConditionsofSplitDesignBasedonAssemblyBuildingsZOULingYIChenWUYanChinaMachineryInternationalEngineeringDesignResearchInstituteCo.,LtdAbstract：Startingwiththerestrictionsonthedesign,production,transportationandconstructionoftheprecastcomponentsplitting,themainpointsofthesplittingdesignoftheassemblybuildingarecomprehensivelyanalyzed,andthebasicrequirementsoftheassemblybuildingdesignareputforward.装配式建筑是指由预制构件通过可靠的连接方式，由工厂加工、现场装配、局部现浇而成的建筑[1,2]。从理论上讲，任何现浇构造都能够做装配式，但在实际应用中，由于前期方案没有考虑到预制构件的拆分细节，大多数的现浇构造建筑在执行装配式拆分时都会出现问题。所以，对于装配式建筑项目，首先要对其进行可行性分析，重点研究该项目能否合适做装配式、采用装配式技术的应用范围，构造构件在哪里拆分、连接节点怎样设计、能否需要其他专业配合调整、修改等一系列工作。拆分设计是装配式建筑项目的核心环节，对建筑平立面、构造受力状况、工程周期、工程造价等都会产生影响，其设计结果断定整个项目结果的70%以上。除此之外，装配式建筑的拆分设计不仅受规范、标准和经济条件的限制，还遭到建筑、构造、生产、运输、吊装、施工各个环节的限制，这些限制条件最终决定了一个装配式建筑的拆分设计方案。为此，本文以预制构件拆分的控制条件为切入点，全面分析装配式建筑拆分设计的重点与痛点，总结经历体验、提出建议，以期为装配式建筑的发展提供借鉴。1建筑条件对于装配式建筑项目，首先要对建筑图纸进行分析，确定预制范围。对于形体复杂的建筑，原则上不推荐采用装配式技术建造，由于不规则的建筑会产生大量非标准构件，且在地震力作用下内力分布比拟复杂。尤其是建筑立面造型复杂且不规则，凹凸较多，有着较大外探的悬挑构件，此类建筑若强行采用预制方式，可能会导致下面结果：(1)构件差异性大，模具不通用，构件成本高；(2)造型复杂，三维异形构件多，不易生产和脱模；(3)连接节点和安装节点比拟复杂，施工困难。综上所述，装配式建筑平面形状宜简单、规则、对称，形状优选以方形和矩形为主。在方案设计阶段，建筑布置应尽量知足构造构件尺寸标准化，如柱网尺寸、梁宽、板净跨等。建筑应采用大开间大进深、空间灵敏可变的布置方式；平面布置应规则，承重构件布置应上下对齐贯穿，外墙洞口宜规整有序。2构造条件装配式建筑拆分方案所采用的构造体系要根据其最大高度和抗震设防烈度选择，使之符合规范要求。装配式建筑的最大适用高度略低于现浇混凝土构造，如剪力墙体系降低10～20m。在构造上，应采取相应措施增加构造的整体性，宜配置贯穿水平构件和竖向构件的钢筋，并与周边构件可靠锚固，加强疏散通道、疏散空间及构造关键传力部位的承载能力和变形能力。为知足装配式构造的整体性，预制构件当前采取的连接方式如下：(1)竖向构件竖向连接方式：套筒灌浆连接，钢筋连接；(2)竖向构件水平连接方式：钢筋连接；(3)水平构件连接方式：梁和楼板均采用叠合连接[3]。现浇剪力墙构造体系是我们国家住宅中最普遍的构造形式。当前，对于现浇改用装配式建造，国标图集的做法是预制剪力墙灌浆套筒连接。灌浆套筒连接这一技术已应用40多年，其在超高层建筑上的应用已经历过地震考验，证明是可靠的连接方式。但是，该体系对于连接节点处灌浆套筒的质量、预制构件生产的精度、安装施工的组织和管理的要求较高，使得施工经过中灌浆套筒连接的质量检测比拟困难，成本也会大幅度增加。预制构件的连接方式是装配式建筑的核心技术，因而，要想真正实现又好又快又便宜的装配式建筑，还需要在连接技术上有所突破。对于只预制叠合楼板的装配式建筑，梁与柱宜边齐，进而避免叠合板切角。对于同时存在预制叠合梁与预制叠合板的方案，梁柱宜轴线居中布置，以方便梁底筋和柱纵筋互相避让。3生产条件(1〕构件厂距离运输距离越长，运输成本越高。构件厂与项目建设地点的距离是装配式建筑可行性分析的一个先决条件。合理运距的测算是以运输费用占构件销售价格的比例为参考根据，调研国内构件厂情况和最近几年的实际运输费用得出，运费占构件销售价格的10%左右较为合理，超过此范围则普遍以为不可接受。运输距离由近及远选取4档距离作为参比对象，相应的运费也会有所增长，见表1。表1预制构件运费与距离分析表根据表1和现实情况，当构件厂与项目建设地点的距离在200km范围内时，该项目可由该构件厂供给构件。从时间上考虑，运输距离在100km以内，构件运输车能够半天往返；运输距离300km左右，构件运输车能够一天往返；运输距离500km左右，构件运输车则需要一天半往返。综上所述，选择100km以内的预制构件厂来供给构件是较为经济的最佳方案。(2〕构件厂生产条件构件厂模台的尺寸是构件拆分的重要限制条件之一。常用流水线模台尺寸为3.5m9m，该模台能生产的最大预制构件尺寸为3.2m8.5m，受养护窑单层高度限制，构件的最大厚度为0.4m。国内流水线基本都采用这个尺寸，由于模台越长，流水作业的节拍越慢；模台越宽，厂房跨度就要越大。因而，通过加大模台尺寸来提高模台利用率并没有明显的优势。常用的固定模台尺寸为4m12m，该模台能生产的最大预制构件尺寸为3.7m11.5m，由于是在固定模台上进行自然养护，所以高度方向没有限制。预制楼板和预制墙板能够在流水线上生产，异形构件如楼梯、阳台板等要在固定模台上生产。由于三维的异形构件在制作和运输上都较为困难，且模具成本也较高，因而，建议设计平面二维构件，该类构件容易制作，便于运输和安装，能够节约成本。(3〕模具预制构件的模具主要用于预制混凝土构件的成型，是构件生产的主要要素之一。模具设计应该在保证质量和构件外形尺寸的前提下，安装定位精到准确，拆卸方便，同时考虑模具设计的标准化、系列化、通用化等。模具费用是装配式构件成本中占比拟大的一个分项，大约占10%左右，预制构件按平均3000元/m3计算，模具费用约300元/m3。理论上，一个钢制模具可周转使用约200次，若模具周转次数少于50次，模具成本会大幅度增加。因而，高层和超高层建筑就模具成本方面更合适做装配式建筑，由于模具的重复使用率越高，模具摊销费用越低。4运输条件预制构件的尺寸遭到车辆本身条件的限制和道路运输管理规定的限制，根据(超限运输车辆行驶公路管理规定〕，正常运输限制高度为车货总高度从地面起算不超过4m，车货宽度不超过2.55m，车货总长度不超过18.1m。作为水平放置运输的叠合楼板，正常运输条件下单块叠合楼板宽度应不大于2.55m；作为竖向运输的墙板，因轮子加运输底板最小高度为0.9m，正常运输条件下预制墙的高度方向不应大于3.1m。5吊装条件预制构件重量一般在1～6t范围内，构件的安装位置距离塔吊中心的位置也不同，因而，在施工中，塔吊的安装位