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浅析装配式建筑结构设计方法

摘要本文着重分析装配式建筑在结构设计过程中的实施方法希望由此促进我国装配式建筑结构设计标准化的进度促进各项效益的取得

关键词装配式建筑结构设计方法BIMPKPM

1装配式建筑的结构设计现状

1.1某住宅项目剪力墙结构预制率20%预制构件楼板空调板女儿墙二层以?#19979;?#26799;该项目设计依据装配式混凝土结构技术规程JGJ1-2014装配式混凝土建筑技术标准GBT51231-20163钢筋连接用灌浆套筒JG/T398-2012钢筋焊接网混凝土结构技术规程JGJ114-2014该项目采用的标准?#25216;?#35013;配式混凝土结构连接节点构造G310-12桁架钢筋混凝土叠合板15G366-1预制钢筋混凝土板式楼梯15G367-1预制钢筋混凝土阳台板空调板及女儿墙15G368-1该项目设计活荷载施工集中荷载1.0kN施工阶段验算动力系数?#21644;?#27169;翻转运输吊装1.5施工阶段验算脱模吸附力1.5kN/m2连接方式楼板上下钢筋锚入现浇梁墙连接空调板上下钢筋锚入现浇楼板连接楼梯梯段板通过预留孔与现浇梯梁预埋钢筋简支连接女儿墙水平钢筋锚入现浇混凝土构件中

1.2某住宅项目装配整体式剪力墙结构预制率40%预制构件内外墙板楼板阳台凸窗空调板楼梯设计方法采用PKPM计算软件整体计算按等同现浇原则同层构件有预制有现浇的现浇构件地震力放大1.1倍现浇墙肢水平地震作用弯矩剪力乘1.1接缝部位需要验算预制构件增加多种工况验算拆模运输吊装等工况验算

2装配式建筑与传统建筑

在结构设计过程中的差异通过上述工程设计项目不难看出装配式建筑在结构设计过程中不同于传统建筑设计人员需要考虑的部分更多更深入

2.1预制部分如何考虑参与整体计算

传统建筑是现浇的在结构设计过程中所有构件建入模型进行整体计算即可装配式建筑的预制构件部分如何考虑进行整体计算是装配式建筑结构设计部分的一个难点前述项目整体计算按等同现浇原则同层构件有预制有现浇的现浇构件地震力放大1.1倍现浇墙肢水平地震作用弯矩剪力乘1.1基于此计算原则预制构件之间以及预制构件与现浇构件之间节点的连接必须有可靠保证

2.2预制构件增加多种工况验算拆模运输吊装等工况验算

传统建筑在设计过行程中仅考虑施工可行性即可装配式建筑在设计的时候要进行全方位的考虑即在常规设计的基础上还要进行深入设计目前深入设计多是由预制构件厂家进行需要进行专业间工艺协调以及碰撞精细检查同时也要反馈给结构设计设计单位要结合深入设计施工过程预制构件加工运输安装各?#26041;?#36827;行结构设计无疑增加了设计难点同时也需要设计人员对装配式建筑的施工全过程深入了解不能遗漏

2.3装配式建筑需要采用BIM技术系统

装配式建筑从设计伊始到深化设计到工艺协调以及碰?#24067;?#26597;到预制构件加工安装到项目施工全周期内均需要无缝衔接需要进行精细化集成设计以确保工程顺利实施要达到这样的要求必须应用BIM技术才可以做到以建筑项目的各项相关信息作为数据建立起来的模型为设计人员以及工程技术人员包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供了协同工作的基础信息整合后同一平台的应用其一致性可?#26377;ԡ?#21327;调性模拟性优化性等特性使设计施工运营维护等各阶?#25991;ܹ还?#21516;执行才能保证装配式建筑的顺利完成

3装配式建筑的结构设计实施内容

3.1装配式建筑结构计算流程

结合某装配式建筑工程的结构设计部分以PKPM结构设计软件为例其具体实施如下首先进行PKPM建模与传统方法一致然后导入到PKPM-PC软件中接着确定工程预制率进行工艺原则确定进行拆?#22336;?#26696;的初设及优化之后进行装配式整体计算生成施工图最后进行深化设计

3.2结构设计人?#34987;?#26412;要求

通过结构计算软件的计算内容可以知道设计人员需要具备装配式建筑的基本知识传统设计中设计人员熟练掌握设计规范?#25216;?#22522;本的施工情况即可进行设计但在装配式建筑的结构设计当中设计人员首先要掌握装配式建筑相关的规范?#25216;?#26631;准这些方面包含的设计内容连接节点构造要求等均不同于传统设计需要重新学习熟练应用其?#20301;?#38656;要了解深化设计的内容这就要求设计人员了解装配式建筑的预制构件加工工艺安装要求了解装配式建筑的施工方法在此基础上才能准确的掌握深化设计的各方面需求能够正确进行施工过程预制构件加工运输安装各?#26041;?#30340;结构设计

3.3对BIM技术的掌握及应用

设计人员要对BIM技术有深刻的认识BIM技术近几年在我国开始发展在传?#36710;?#35774;计单位还没?#34892;?#25104;规模仅在少数设计?#33655;?#25968;工程项目中才有应用并且有的项目中?#27493;?#20165;是停留在翻模碰?#24067;?#26597;等表层应用范畴在深化设计部分钢筋端头的调整水暖管线预埋预留预埋件布置安装模拟碰?#24067;?#26597;施工吊装重心校核?#30830;?#38754;应用BIM技术能够很好的解决诸如此类的装配方面的问题对于装配式建筑这类制作预制构件进行安装的项目因其施工精度的增高BIM技术的应用更是极为重要后期的施工模拟施工组织工程算量都可以在BIM的数据集成平台上进行

3.4装配式建筑结构设计内容

装配式混凝土结构设计部分应有专项的结构?#24471;?#24182;应与主体结构总?#24471;?#37197;合使用预制构件图?#25509;?#32467;合主体结构施工图配合使用要明确给出施工集中荷载以及施工阶段验算的荷载值设计图纸需要包括如下内容第一预制混凝土结构设计总?#24471;?#26159;对整个项目的指导文件对预制构件的加工安装的指导?#24471;?#31532;二预制构件平面图表达预制板分布位置板名重量第三剖面图与预制构件相关建筑各部位墙身剖面表达预制构件与主体结构的相对关系第四楼层预埋件分布图表达预制构件在装配前需要事先预埋的金属件位置第五预制构件详图构件厂生产预制构件用图纸表达构件外形尺寸配筋信息相关连接件金属埋件定位与数量?#21462;?#31532;六节点图表达预制构件之间及预制构件与现浇构件连接的节点构造第七金属件加工图表达PC生产施工用到的所有金属件的加工图

3.5装配式建筑结构设计对预制构件厂和施工单位的要求

目前的装配式建筑还没?#34892;?#25104;真正的产业化和标准化装配式建筑因不同预制构件厂家的工艺流程以及不同施工单位制定的施工方案从而影响到结构设计所以在结构设计部分要增加对预制构件厂和施工单位的要求如预制构件加工单位应根据结构设计规定和施工单位的要求编制生产加工方案所有构件加工前需要与各相关专业建筑结构给排水电气确?#32454;宋?#35823;后方可加工施工总承包单位在装配式混凝土结构施工前应制定专项施工方案施工方案应结合结构深化设计构件制作运输和安装全过程的验算以及施工吊装与支撑体系的验算进行策划与制定应包括构件安装及节点施工方案构件安装的质量管理及安全措施等应充?#22336;从?#35013;配式结构施工的特点和工艺流程的特殊要求工程施工总承包企业必须对诸如预制构件吊装定位纵向钢筋连接等关键工序的施工管理和操作人员进行技术培训和岗位技术考核施工人员在岗位上应该?#32454;?#25191;行操作标准施工管理人员应当对每道工序进行检验和验收并如实做好施工记录工程监理单位施工承包单位预制构件加工单位和深化设计单位其他与工程相关的产品供应厂家均应?#32454;?#25191;行该工程在设计中的各项规定

4结束语

装配式建筑不是新兴事物在各国?#23478;?#26377;了长足的发展但在我国早期砖混结构中楼板使用预制板但连接方式不好抗震性能差所以后期均改为现浇结构直?#27975;?#20960;年开始推广装配式建筑这对设计人员乃至整个建筑行业都是一个很大的变化尤其对结构设计人员更是提出了艰巨的任务相?#28304;?#32479;设计无异于一个重大变革本文基于此从装配式建筑的结构设计现状出发通过两个工程实例分析了装配式建筑与传统建筑在结构设计过程中的差异分别是预制部分如何考虑参与整体计算预制构件增加多种工况验算拆模运输吊装等工况验算装配式建筑需要采用BIM技术系统最后总结了装配式建筑的结构设计实施内容的五个方面分别是装配式建筑结构计算流程结构设计人?#34987;?#26412;要求?#27426;BIM技术的掌握及应用装配式建筑结构设计内容装配式建筑结构设计对预制构件厂和施工单位的要求?#25910;?#35748;为随着各地装配式建筑项目的建设相关的规范?#25216;?#26631;准更加完善我国的装配式建筑必将实现产业化工业化标准化由此促进建筑行业?#26696;?#30456;关产业的发展促进社会的可?#20013;?#21457;展

中国装配式建筑产业联盟专家智囊团

覆盖?#27573;?/p>

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