浅析装配式建筑结构设计方法.doc
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1、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;BIM;PKPM1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、二层以上楼梯。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)。该项目采用的标准图集:装配式混凝土结构连接节点构造(G310-12)
2、;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):脱模、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
3、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.
4、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、安装各环节进行结构设计,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BI
5、M技术系统装配式建筑从设计伊始,到深化设计,到工艺协调以及碰撞检查,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、可视性、协调性、模拟性、优化性等特性使设计、施工、运营、维护等各阶段能够共同执行,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
6、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,进行拆分方案的初设及优化,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结构设计人员基本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、图集、基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、图集、标准,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。其次还需要了解深化设计的内容,这就要求设计
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