謝 虎 張洪林 王成忠 胡 躍

隨著建筑技術的不斷進步與升級，預制裝配式建筑已經成為現(xiàn)代建筑的主流之一。其中，對預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的深化設計研究具有重要的意義。

1 概念和特點

預制裝配式施工是一種現(xiàn)代化建筑施工方式，也被稱為工業(yè)化建筑施工。它是一種將建筑元件在工廠進行預制、裝配，再將它們運送到工地現(xiàn)場組裝的施工方法。

預制裝配式施工是一種更加先進、高效、安全、環(huán)保的建筑施工方式，已經得到廣泛應用。預制裝配式施工相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工方式，具有以下特點：第1，施工周期短。由于預制構件在工廠進行生產和裝配，相較于傳統(tǒng)現(xiàn)場施工方式，預制裝配式施工可以大幅縮短施工周期。第2，精度高，浪費少。由于預制構件在工廠中進行模板和模具的生產和制造，因此能夠保證構件的精度。在生產過程中還能對原材料進行優(yōu)選和裁剪，從而減少了浪費。第3，安全。在工廠內制造構件，可以減少高空作業(yè)，減少意外事故發(fā)生的可能性，提高安全性。第4，環(huán)保。預制裝配式施工可以減少工地上的廢棄物和粉塵，因此可以更好地控制污染物的排放量。第5，協(xié)同效率高。預制裝配式施工需要提前對施工流程進行規(guī)劃和預測，可以提高各參與方的協(xié)同效率，減少因為協(xié)作不當導致的問題和誤差。

2 預制裝配式斜屋面挑檐蓋板深化設計流程

2.1 確定設計需求

東方壹品房地產開發(fā)項目的總建筑面積為24.99 萬m2，分為2 個區(qū)塊。其中，一區(qū)共8 棟高層住宅，建筑面積約15.55 萬m2，均為地上26 層，地下室2 層。二區(qū)共4 棟高層住宅，建筑面積約9.45 萬m2，均為地上26 層，地下室2 層。

在預制裝配式斜屋面挑檐蓋板深化設計過程中，需要從使用功能、環(huán)境因素、建筑風格及經濟效益等方面進行考慮，以便明確設計需求。確定設計需求是設計工作的重要一步，可為后續(xù)設計工作提供方向和指導。

首先，需要明確這個預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的使用功能。根據不同的使用功能，可以確定不同的設計需求和要求。

其次，環(huán)境因素對于設計需求也是一個重要的影響因素。比如施工項目所在的地理位置、氣候條件、風向及降雨量等，都會對預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的設計需求產生影響，需要根據實際情況考慮不同環(huán)境因素的影響，以便為設計提供更準確的需求。

再次，建筑風格也是一個重要的考慮因素。不同的建筑風格需要不同的預制裝配式斜屋面挑檐蓋板設計。例如古典建筑風格需要磚石或木質材料的蓋板，現(xiàn)代建筑風格則更傾向于鋼鐵材質的蓋板。

最后，在確定設計需求時還需要考慮經濟效益。根據預算和經濟效益的要求，可以確定不同的設計需求和方案。

2.2 材料選擇

在預制裝配式斜屋面挑檐蓋板深化設計過程中，材料選擇是非常重要的一個步驟，應該列出需要考慮的材料選項，確定需要考慮的因素。根據設計要求，需要考慮的因素包括強度、硬度、重量、耐腐蝕性、耐候性及成本等。對于每種材料，輸入其對應的特性值。例如對鋼材，可以輸入Q235 和Q345 等不同規(guī)格的強度和硬度數(shù)值；對鋁合金，可以輸入6061 和6063 等不同規(guī)格的材料型號；對玻璃鋼，可以輸入其重量、耐腐蝕性、耐候性等特性值。

對于每個因素，根據設計要求和材料特性，分別對不同的材料進行評分。評分方法可以根據設計要求和材料特性確定。例如對強度因素，可以根據設計要求，對每種材料的強度進行評分。根據評分結果選擇最優(yōu)材料，可以將每種材料的得分相加，得出總分。得分最高的材料即為最優(yōu)選項，材料選擇標準如表1 所示。

表1 材料選擇標準

2.3 結構設計

為了降低施工難度、避免材料浪費和減少施工成本，本工程原設計中的斜屋面采用了現(xiàn)澆混凝土斜板并鋪設瀝青瓦。然而，這種施工方式導致了木模、封閉空腔內的支模架和模板無法拆除的問題，增加了施工成本。為解決此問題，將原設計中的現(xiàn)澆斜板改為預制斜板，并采用裝配式技術一次性完成施工。通過使用預制斜板，可以避免現(xiàn)場施工過程中使用木模和封閉空腔支模架，從而減少了材料的浪費。同時，預制斜板的裝配式施工方式大大降低了施工的難度，節(jié)省了施工時間和人力成本。這種改進方案不僅提高了施工效率，還降低了施工過程中的人為錯誤和質量風險。

采用裝配式技術還可以提前進行模塊化設計和生產，實現(xiàn)工程的整體優(yōu)化和精確控制。通過將原設計中的現(xiàn)澆斜板改為預制斜板，并利用裝配式技術進行施工，成功實現(xiàn)了降低施工難度、避免材料浪費、減少施工成本的目標。此改進方案不僅在本工程中取得了顯著的效果，還為類似工程提供了可行的技術選擇和經驗借鑒。

2.4 工藝流程

在制造和組裝過程中，要嚴格按照工藝流程和加工工藝進行操作，保證質量和安全性。根據設計要求和材料選擇結果，確定預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的工藝流程和加工工藝，如圖1 所示。

圖1 預制裝配式斜屋面挑檐蓋板工藝流程（來源：網絡）

根據設計要求，對所選材料進行加工處理。例如，可對桁架材料進行切割、焊接、打孔及噴漆等處理，對檁條材料進行切割、榫接、拋光等處理。根據加工好的材料，對桁架、檁條等構件進行制造。將制造好的構件進行組裝和調試，包括桁架和檁條的安裝、支撐件的加固、覆蓋材料的安裝等。

在組裝和調試過程中，要保證結構的穩(wěn)定性和準確性。對組裝好的屋面挑檐蓋板進行防腐處理，防止腐蝕和損壞。例如，可對鋼結構進行鍍鋅或者噴漆處理，在木質構件上涂刷防腐劑等。對制造和組裝好的屋面挑檐蓋板進行檢驗和驗收，應包括結構的穩(wěn)定性、材料的質量、安裝的準確性等方面。只有通過檢驗和驗收，才能交付給客戶使用[1]。

2.5 結果分析與討論

在預制裝配式斜屋面挑檐蓋板深化設計過程中，結果分析與討論是非常重要的一步，它可以幫助相關人員對設計方案的可行性和優(yōu)化空間進行評估。需要綜合考慮各方面因素，確保結果準確，并及時調整方案，以滿足設計要求和用戶需求。

通過有限元分析等方法，分析預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的結構性能，包括強度、剛度、穩(wěn)定性等方面。根據分析結果可以評估設計方案的合理性，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調整。分析預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的經濟性，包括生產成本、使用成本等方面。根據分析結果可以評估設計方案的可行性和優(yōu)化空間，為決策提供依據。分析預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的環(huán)保性能，包括使用材料的環(huán)保性、能耗等方面。根據分析結果可以評估設計方案的環(huán)保性能，為可持續(xù)發(fā)展提供支持[2]。

2.6 完善設計方案

根據設計要求和使用環(huán)境，選擇適當?shù)牟牧?，并嚴格按照設計要求進行采購和檢驗，確保材料的質量。通過有限元分析、實驗測試等手段，對設計方案進行驗證和優(yōu)化，確保設計方案的可行性和穩(wěn)定性。比如，在預制裝配式斜屋面挑檐蓋板深化設計中，三維可視化技術是一種非常有用的工具，它可以幫助設計師和工程團隊更清晰地理解挑檐蓋板的設計概念，提供全面的空間感知和視覺效果。

首先，利用三維可視化技術可以將挑檐蓋板的設計以逼真的三維模型形式展現(xiàn)出來。設計師可以使用專業(yè)的三維建模軟件，將挑檐蓋板的形狀、尺寸和細節(jié)進行精確建模，并設置材質和光影效果，使其更加真實和可視化。設計師可以通過旋轉、縮放、漫游等操作，全方位地觀察和評估設計方案，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和改進的空間。

其次，利用三維可視化技術可以將挑檐蓋板與整體建筑模型進行集成和呈現(xiàn)。通過融合挑檐蓋板的三維模型與建筑模型，設計團隊可以在統(tǒng)一的環(huán)境中進行設計和協(xié)調，這有助于發(fā)現(xiàn)挑檐蓋板與建筑其他部分之間的空間關系和協(xié)調性，避免設計上的沖突和不一致。此外，利用三維可視化技術還可以模擬不同光照條件下的挑檐蓋板外觀效果。通過調整光源的位置、強度和顏色，可以模擬不同時間段和天氣條件下的光照效果，例如白天、陰天或夜晚。設計團隊可以更準確地評估挑檐蓋板的外觀，確保其與整體建筑風格和氛圍的協(xié)調性。

最后，利用三維可視化技術可以實現(xiàn)交互式漫游和虛擬現(xiàn)實體驗。設計師和利益相關者可以通過虛擬現(xiàn)實設備，如頭戴式顯示器或智能手機，親身體驗挑檐蓋板的空間感和細節(jié)。他們可以自由移動、觀察和評估挑檐蓋板的各個方面，從而更加深入地理解設計方案并提供有價值的反饋。從中能夠看出，三維可視化技術在預制裝配式斜屋面挑檐蓋板深化設計中具有重要的應用價值。它能夠提供直觀、真實和交互性的設計展示[3]。

2.7 生產制造

預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的生產制造需要注重材料的選擇、加工的精度和工藝的規(guī)范，以確保產品的質量和使用壽命。根據設計方案確定所需材料種類、規(guī)格和數(shù)量，進行材料的采購、檢驗和入庫。材料主要包括鋼材、保溫材料、防水材料等。對采購的鋼材進行切割、折彎、鉆孔等加工，制成需要的零部件。其中，折彎和鉆孔的精度要求較高，需要采用數(shù)控機床進行加工。對加工好的零部件進行組裝，采用焊接、螺栓連接等方式進行固定。其中，焊接工藝需要符合相關標準和規(guī)范要求，保證焊縫的質量和強度。對挑檐蓋板進行保溫和防水處理，以保證其在使用過程中的絕緣性能和防水性能[4]。

2.8 施工安裝

預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的施工安裝需要按照設計圖紙和施工方案進行操作，并且遵循安全可靠、按圖施工、質量優(yōu)先的原則，確保施工質量和工人的安全。搭建安全可靠的施工架或者腳手架，以確保工人的安全。根據設計圖紙確定挑檐蓋板的安裝位置和順序，然后將其搬運到安裝位置。將挑檐蓋板逐一安裝，先固定一側的檐口，然后沿斜屋面方向進行安裝，最后再固定另一側的檐口。調整挑檐蓋板，確保其水平度和垂直度，并使用螺栓或者焊接等方式將其固定。按照設計要求進行挑檐蓋板的密封處理，以保證其防水性能[5]。

3 結語

通過對預制裝配式斜屋面挑檐蓋板的深化設計研究，本文提出一種新型的設計方案，具有實用性和美觀性，能滿足建筑的安全性和穩(wěn)定性要求。未來將進一步完善并探索更多的設計思路，為行業(yè)的發(fā)展貢獻力量。