陳鋒

山東民藝建筑設(shè)計有限公司 山東德州 253000

1 建筑模塊化的概念

建筑模塊化是以建筑為研究主體，對整個建筑進行詳細分析，按照不同功能將其空間、構(gòu)件等元素進行適當分類、統(tǒng)一歸并組合，形成功能相對單一的模塊，最終在進行設(shè)計時將這些模塊進行排列組合，像搭積木一樣組合成為一個建筑整體。以某建筑為例，首先，建筑由單元模塊組成;其次，將建筑單元模塊進行分解，得到單元的若干層;再者，將各層按照功能進行二次分解，獲得單一功能模塊。再通過合適的接口以及布局方法將這些功能模塊進行平面組合成一個平面模塊，平面單元進而立體組合成一個建筑整體。

模塊化建筑主要有預(yù)制裝配式建筑、集裝箱建筑等幾種建筑形式，預(yù)制裝配式建筑因被國家大力推廣，必將成為建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的主流，裝配式結(jié)構(gòu)體系有木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)類型，其中混凝土結(jié)構(gòu)相對其他兩種結(jié)構(gòu)而言，擁有耐久性好、剛度高、技術(shù)成熟等不可比擬的優(yōu)勢，在裝配式建筑中占主導(dǎo)地位。因此，本文將預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為主要研究對象。

2 裝配式結(jié)構(gòu)的特點

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量高，工業(yè)化程度高。在勞動力價格大幅度上漲的情況下，不僅可以有效節(jié)省勞動力，降低工程造價，預(yù)制結(jié)構(gòu)可有效避免施工現(xiàn)場的揚塵污染，減少工地潮濕，節(jié)約材料，減少施工垃圾，而且裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量好、效率高、施工浪費少、施工噪音低等特點。在施工進度上，構(gòu)件預(yù)制成型無需經(jīng)過現(xiàn)場養(yǎng)護即可拼接完成，大幅縮減工期。在經(jīng)濟效益上，施工進度加快之后，資金更易收回，綜合經(jīng)濟效益得以高效提升。在構(gòu)件質(zhì)量上，預(yù)制構(gòu)件廠條件好，產(chǎn)品質(zhì)量易于保證。在環(huán)保情況上，大大減少濕作業(yè)量，耗能和資源得以嚴格控制，對環(huán)保有利。

大力發(fā)展預(yù)制裝配式建筑，可以從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)方式進一步現(xiàn)代化。它可以促進一些新興產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟發(fā)展提供新的動力，培育新的經(jīng)濟增長點，解決一些產(chǎn)能過剩的產(chǎn)業(yè)，為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供新的動力。但也存在一些不足的地方：裝配式結(jié)構(gòu)的整體性要比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)差、整體性差、剛度差及抗震能力弱。

3 基于模塊化的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

某高層建筑工程項目屬于建筑住宅，總高度為99.372m，總體框架屬于裝配形式剪力墻結(jié)構(gòu)，所有預(yù)制的構(gòu)件實際適用的部位為標準結(jié)構(gòu)層樓梯、內(nèi)隔墻、外墻、客廳部分疊合板及疊合梁、預(yù)制的部分剪力墻等。以該高層建筑工程項目為案例，綜合分析裝配式的建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計要點。

3.1 深化設(shè)計

在制作預(yù)制構(gòu)件前期階段，需先開展深化設(shè)計工作，深化設(shè)計的文件需嚴格按照該高層建筑工程項目總體工程設(shè)計相關(guān)標準文件、標準的圖集、生產(chǎn)工藝等，開展標準化的編制工作。預(yù)制的所有構(gòu)件相應(yīng)詳解圖當中所有預(yù)留的孔洞、機電預(yù)留的管線、預(yù)埋件等，均需嚴格按照該高層建筑工程項目總體設(shè)計要求及相關(guān)標準，予以逐一核對分析，以能夠?qū)⑶捌谏罨O(shè)計工作做好，為后期裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計工作奠定重要基礎(chǔ)。

3.2 連接性設(shè)計

裝配形式的建筑結(jié)構(gòu)，其豎向、水平等接縫部位的鋼筋，應(yīng)當通過套筒的灌漿予以有效連接處理，其接頭也需充分滿足于該高層建筑工程項目總體建設(shè)要求。預(yù)制的相應(yīng)剪力墻，鋼筋的接頭處套筒外側(cè)部位箍筋形式混凝土，保護層的厚度應(yīng)當在20mm以上，各個套筒間凈距離在25mm以上。預(yù)制的梁及后澆筑的混凝土，需疊合成結(jié)合面，分別進行粗糙面的合理設(shè)置。預(yù)制的梁所在斷面位置，需安置好粗糙面及鍵槽，該鍵槽實際數(shù)量及尺寸等，均需符合于項目總體施工建設(shè)各項標準。預(yù)制的相應(yīng)剪力墻，其頂?shù)撞课恢?，與后澆筑的混凝土結(jié)合面，需進行粗糙面的合理設(shè)置。側(cè)面與其后澆筑的混凝土所在結(jié)合面位置，也需設(shè)置好粗糙面及鍵槽。

3.3 鋼筋混凝土現(xiàn)澆構(gòu)件及裝配式的構(gòu)件設(shè)計

施工材料的設(shè)計，主要包含著兩個方面：第一，為混凝土施工材料的對比設(shè)計。裝配式的構(gòu)件，其對外加劑、礦物的摻合料、骨料、水泥等總體設(shè)計要求、現(xiàn)澆筑鋼筋及混凝土設(shè)計要求等，需尤其注意確保骨料級別具有一定連續(xù)性優(yōu)勢，混凝土施工材料當中不可摻入早強類型減水劑。裝配形式混凝土施工材料混合配比，需切實符合建筑結(jié)構(gòu)自身強度等級的各項設(shè)計要求，并依據(jù)預(yù)制的構(gòu)件相關(guān)制作工藝、施工養(yǎng)護等各方面因素予以有效確定分析。裝配式的建筑結(jié)構(gòu)，處于同等條件狀況下養(yǎng)護施工，其混凝土的立方體相關(guān)試件實際抗壓強度等級必須符合于混凝土整體強度等級設(shè)計參數(shù)值75%該要求，不可低于15N/mm2才可脫模。第二，在鋼材、鋼筋及連接構(gòu)造設(shè)計方面。現(xiàn)澆筑鋼筋及混凝土的構(gòu)件，其與預(yù)制的構(gòu)件實際使用期間，所有鋼筋均應(yīng)當達到下列性能參數(shù)標準：鋼筋施工材料強度等級，應(yīng)在95%的保證率以上；吊環(huán)、吊鉤應(yīng)當采用HPB300該級別的鋼筋施工材料，冷加工式鋼筋材料不可使用；抗震性能等級，應(yīng)是1-3級別斜撐的構(gòu)件、框架；鋼筋施工材料抗拉的強度實際測定值，應(yīng)當與其屈服強度的實際測定值之間比例在1.25以上范圍；鋼筋施工材料屈服強度的級別實際測定值、屈服的強度級別標準參數(shù)值，應(yīng)當在1.30數(shù)值以內(nèi)；鋼筋施工材料最大拉力，實際伸長率實際測定值不可超過9%。

4 結(jié)語

建筑模塊化是標準化建造、一體化裝修的基礎(chǔ)，模塊化設(shè)計方法在建筑設(shè)計中具有很強的可操作性和先進性，不僅能節(jié)省工期，加速資金周轉(zhuǎn)，而且能降低成本，減少勞動力投入。