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        裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析

        2020-12-28 07:00:06盧衛(wèi)國(guó)
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        盧衛(wèi)國(guó)

        【摘要】裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比,主要優(yōu)勢(shì)在于施工速度快、效率高以及成本低,這些優(yōu)勢(shì)使得裝配式建筑在我國(guó)展現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。本文首先介紹了裝配式建筑的概念,其次介紹了裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),最后重點(diǎn)分析了裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn),希望有助于促進(jìn)我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展。

        【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;預(yù)制混凝土外墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        近年來(lái),隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng),各類新型建筑模式在我國(guó)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,裝配式建筑亦在其列。裝配式建筑不但可以簡(jiǎn)化傳統(tǒng)建筑建設(shè)流程、提高建筑施工效率,并且還能夠有效保障建筑質(zhì)量與性能。在裝配式建筑建設(shè)中需運(yùn)用到許多預(yù)制構(gòu)件,預(yù)制混凝土外墻正是其中之一。

        1、裝配式建筑的概念

        裝配式建筑是指由預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的建筑,具體來(lái)說(shuō),它是將傳統(tǒng)建筑建造方式中的大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠中進(jìn)行,先提前在工廠中加工制作好各類預(yù)制構(gòu)件,如預(yù)制墻板、預(yù)制梁、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)等,再將它們運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)裝配而成建筑。可以將裝配式建筑的建造過(guò)程類比成設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程:先在工廠中加工好相關(guān)設(shè)備部件和零件,再將這些部件和零件運(yùn)輸?shù)皆O(shè)備生產(chǎn)廠中,拼裝成最終的設(shè)備產(chǎn)品。現(xiàn)階段,裝配式建筑是我國(guó)建筑的主要發(fā)展方向之一。

        2、裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        2.1有利于提升建設(shè)效率和質(zhì)量

        首先,裝配式建筑中的預(yù)制混凝土外墻是在建筑現(xiàn)場(chǎng)施工前就提前設(shè)計(jì)完成并在工廠中預(yù)制成型的,在實(shí)際建筑建設(shè)過(guò)程中,只需要將已經(jīng)預(yù)制好的混凝土外墻運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配即可,因此它的應(yīng)用能夠顯著提升建設(shè)效率。其次,裝配式建筑中的各個(gè)預(yù)制構(gòu)件,包括預(yù)制混凝土外墻,都是在設(shè)計(jì)前期便結(jié)合實(shí)際情況、利用先進(jìn)工具進(jìn)行過(guò)深化設(shè)計(jì)的,可以說(shuō)其設(shè)計(jì)圖紙十分完善,因此可以更好地保障實(shí)際施工質(zhì)量。

        2.2有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)

        裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的應(yīng)用,可以在設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程中有效節(jié)約材料及減少現(xiàn)場(chǎng)施工量,并且在現(xiàn)場(chǎng)裝配施工過(guò)程中也無(wú)須配備攪拌車、固定水泵等設(shè)備,可以避免這些設(shè)備對(duì)水的浪費(fèi)。另外,由于裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的現(xiàn)場(chǎng)裝配施工沒(méi)有濕作業(yè)及現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆搗作業(yè),所以還能夠有效減少相關(guān)施工帶來(lái)的污染。

        2.3有利于降低建設(shè)成本

        傳統(tǒng)建筑建設(shè)模式從現(xiàn)場(chǎng)地基施工開始到最后竣工,全過(guò)程都需要有專業(yè)施工人員進(jìn)行作業(yè),而如果應(yīng)用裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的話,則只需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)即可,可以大大節(jié)省人工成本。同時(shí),由于裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),所以也可以在很大程度上節(jié)省成本。因此從總體上而言,裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的應(yīng)用有利于降低建設(shè)成本。

        3、裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        3.1整體設(shè)計(jì)

        3.1.1規(guī)格設(shè)計(jì)

        在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻結(jié)構(gòu)的規(guī)格設(shè)計(jì)中,主要需注意以下幾項(xiàng)要點(diǎn):對(duì)于以橫向方式為主的立面,在規(guī)格設(shè)計(jì)中需充分運(yùn)用橫條板來(lái)對(duì)樓層墻板進(jìn)行合理劃分;對(duì)于以豎向方式為主的立面,在規(guī)格設(shè)計(jì)中需充分運(yùn)用豎條板對(duì)開間樓層墻板預(yù)制件進(jìn)行合理設(shè)計(jì);在規(guī)格設(shè)計(jì)中需有效關(guān)聯(lián)區(qū)分好窗洞與墻板,例如可以在外墻板中預(yù)留窗洞,利用整間板充當(dāng)開間標(biāo)準(zhǔn)外墻板;若窗洞與外墻板是處于分開的狀態(tài),則在規(guī)格設(shè)計(jì)中需采用豎/橫向窗臺(tái)板進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)外墻板設(shè)計(jì)。

        3.1.2組合設(shè)計(jì)

        在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,外墻組合設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重難點(diǎn),根據(jù)一般設(shè)計(jì)要求,常需采用復(fù)合性設(shè)計(jì)或者同一性設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō),在復(fù)合性設(shè)計(jì)中,主要需通過(guò)合理排列運(yùn)用不同尺寸、不同材質(zhì)的外墻掛件來(lái)進(jìn)行立面外形的設(shè)計(jì);在同一性設(shè)計(jì)中,則是以立面簡(jiǎn)潔的標(biāo)準(zhǔn)外墻掛件組成為主,通過(guò)合理運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)外墻板的色彩和材質(zhì),并以錯(cuò)動(dòng)或疊加等形式進(jìn)行外形的組合設(shè)計(jì)。

        3.1.3材質(zhì)設(shè)計(jì)

        裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的材質(zhì)處理方式主要有兩種:一種是直接使用材料或涂刷顏料,一種是根據(jù)預(yù)制混凝土板的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中,根據(jù)預(yù)制混凝土板的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以呈現(xiàn)出更加自然、淳樸的視覺(jué)效果,不過(guò)它需要在材質(zhì)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分按照設(shè)計(jì)要求、結(jié)合材料紋路和顏色等情況來(lái)合理應(yīng)用材料。

        3.2細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

        3.2.1窗外框設(shè)計(jì)

        在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的窗外框設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分根據(jù)建筑平面的實(shí)際情況來(lái)合理設(shè)計(jì)窗框尺寸及合理選擇板材,并且期間還要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的合理運(yùn)用,通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)保障建筑的實(shí)用性與外觀的美觀度。BIM技術(shù)即建筑信息模型技術(shù),它是一種基于建筑的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)來(lái)建立數(shù)字化建筑模型,通過(guò)數(shù)字信息對(duì)建筑物的真實(shí)信息進(jìn)行仿真模擬的技術(shù)。BIM技術(shù)具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、參數(shù)化性、一體化性、可出圖性以及信息完備性等優(yōu)勢(shì),在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,基于BIM技術(shù)可以按照設(shè)計(jì)形式、構(gòu)件適用性、加工工藝等對(duì)預(yù)制混凝土外墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行合理分類和高效整理。此外,在窗外框設(shè)計(jì)過(guò)程中還要加強(qiáng)對(duì)接縫、斜面、凸出部位等細(xì)節(jié)內(nèi)容的設(shè)計(jì)分析,確保將預(yù)制混凝土外墻與建筑的主體結(jié)構(gòu)有機(jī)連接在一起,避免設(shè)計(jì)與實(shí)際不符情況的發(fā)生。

        3.2.2外飾面模具設(shè)計(jì)

        在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的外飾面模具設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇模板類型,并對(duì)模板進(jìn)行精心設(shè)計(jì),以確保特殊面肌理的表現(xiàn)效果和質(zhì)量。通常來(lái)說(shuō),預(yù)制混凝土外墻結(jié)構(gòu)主要分為三部分,即保溫層、結(jié)構(gòu)層和保護(hù)層,對(duì)此,在實(shí)際外飾面模具設(shè)計(jì)過(guò)程中需做好逐層設(shè)計(jì)。再者,還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)外表皮裝飾、窗框尺寸等的設(shè)計(jì)。

        3.2.3防水接縫設(shè)計(jì)

        在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的防水接縫設(shè)計(jì)中,首先應(yīng)選用密封性好、防水效果好的材料,只有先選對(duì)材料,才能夠保證防水接縫設(shè)計(jì)質(zhì)量。其次,應(yīng)加強(qiáng)排水接縫設(shè)計(jì),根據(jù)結(jié)構(gòu)邊緣的實(shí)際情況來(lái)合理設(shè)置凸起排水接縫;這種排水接縫是一種以墻板邊緣形狀為基礎(chǔ)的具有密封功能的接縫,它可以對(duì)雨水侵蝕產(chǎn)生有效的阻隔,并且施工不受氣候影響。再次,應(yīng)加強(qiáng)預(yù)壓縮密封膠條防水接縫設(shè)計(jì),例如在節(jié)點(diǎn)接縫處有效設(shè)置膠條粘、在節(jié)點(diǎn)一側(cè)處有效設(shè)置膠條粘等。最后,還應(yīng)加強(qiáng)防水密封膠帶設(shè)計(jì)。

        結(jié)語(yǔ):

        綜上所述,裝配式建筑是我國(guó)建筑的主要發(fā)展方向之一,而預(yù)制混凝土外墻則是裝配式建筑中的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,它的應(yīng)用有利于提升建設(shè)效率和質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)以及降低建設(shè)成本。在裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,重點(diǎn)需把握好整體設(shè)計(jì)與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)問(wèn)題,以切實(shí)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉濤.裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].綠色環(huán)保建材,2020(10):65-66.

        [2]姜再君.裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].建材與裝飾,2020(18):103+106.

        [3]馮穎彥.裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].四川水泥,2019(01):127.

        [4]肖芳,王景梅,李明.裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].廣東土木與建筑,2018,25(12):17-19.

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