裝配式建筑設(shè)計(jì)探討

裝配式建筑設(shè)計(jì)探討近年來，無論是國(guó)家相關(guān)部門還是地方政府，都對(duì)建筑工業(yè)化給予了重視，一批大型建筑企業(yè)開始從轉(zhuǎn)型升級(jí)中尋求建筑工業(yè)化的發(fā)展，并已取得了階段性的成果。在中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》、國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《新型城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃》等一系列文件中都提出要大力推進(jìn)建筑工業(yè)化發(fā)展。此前不久，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(國(guó)辦發(fā)〔2016〕71號(hào))》也明確提出，發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措，有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能和推動(dòng)化解過剩產(chǎn)能。一、國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家的裝配式住宅已經(jīng)發(fā)展到了相對(duì)成熟、完善的階段。日本、美國(guó)、澳大利亞、法國(guó)、瑞典、丹麥?zhǔn)亲罹叩湫托缘膰?guó)家。國(guó)外全面和系統(tǒng)的研究了預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，在工程設(shè)計(jì)中，制定了相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，如日本的“JASS14混凝土幕墻”和“JASS10預(yù)制混凝土工程”，歐洲的《預(yù)制混凝土工程標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用手冊(cè)》以及北美的《預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》。發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)裝配式住宅發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是工業(yè)化形成的初期階段，重點(diǎn)建立工業(yè)化生產(chǎn)建造體系；第二階段是工業(yè)化的發(fā)展期，逐步提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性價(jià)比；第三階段是工業(yè)化發(fā)展的成熟期，進(jìn)一步降低物耗和環(huán)境負(fù)荷，發(fā)展資源循環(huán)型建筑。發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐證明，利用工業(yè)化的生產(chǎn)手段是實(shí)現(xiàn)建設(shè)低能耗、低污染建筑，達(dá)到資源節(jié)約、提高品質(zhì)和效率的根本途徑。在大力推動(dòng)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和大力推動(dòng)節(jié)能減排工作的背景下，北京、上海、沈陽(yáng)、深圳、濟(jì)南、合肥等城市地方政府以保障性住房建設(shè)為抓手，陸續(xù)出臺(tái)支持建筑工業(yè)化發(fā)展的地方政策。國(guó)內(nèi)的大型房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)、總承包企業(yè)和預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)也紛紛行動(dòng)起來，加大建筑工業(yè)化投入。從全國(guó)來看，以新型預(yù)制混凝土裝配式結(jié)構(gòu)快速發(fā)展為代表的建筑工業(yè)化進(jìn)入了新一輪的高速發(fā)展期。這個(gè)時(shí)期是我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)真正進(jìn)入全面推進(jìn)的時(shí)期，工業(yè)化進(jìn)程也在逐漸加快推進(jìn)，但是總體來看與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大。建筑工業(yè)化是世界性的大潮流和大趨勢(shì)，同時(shí)也是我國(guó)改革和發(fā)展的迫切要求。在我國(guó)，建材工業(yè)和建筑業(yè)已列為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)。裝配式建筑的發(fā)展將促進(jìn)建筑領(lǐng)域生產(chǎn)方式的巨大變革。在這樣一個(gè)大形勢(shì)下，我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，建筑業(yè)正處在一系列加快發(fā)展的大好機(jī)遇期，降低能耗、抗震減災(zāi)、保護(hù)生態(tài)與環(huán)境，提高人們工作與生活質(zhì)量是當(dāng)前最熱門的話題。使用新材料、應(yīng)用新工藝，提高工程質(zhì)量、提高工效，減少污染和浪費(fèi)、減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)文明施工是當(dāng)前技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)體系集成，實(shí)現(xiàn)房屋建筑的產(chǎn)業(yè)化、多樣化、工業(yè)化，將是新世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。二、目的和必要性相較傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑有著如下突出優(yōu)勢(shì)：(1)保證工程質(zhì)量傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)施工受限于工人素質(zhì)參差不齊，質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生而裝配式建筑構(gòu)件在預(yù)制工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中可對(duì)溫度濕度等條件進(jìn)行控制，構(gòu)件的質(zhì)量更容易得到保證。(2)降低安全隱患傳統(tǒng)施工大部分是在露天作業(yè)、高空作業(yè)，存在極大的安全隱患，裝配式建筑的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，由專業(yè)安裝隊(duì)伍嚴(yán)格遵循流程進(jìn)行裝配，大大提高了工程質(zhì)量并降低了安全隱患。(3)提高生產(chǎn)效率裝配式建筑的構(gòu)件由預(yù)制工廠批量采用鋼模生產(chǎn)，減少腳手架和模板數(shù)量，因此生產(chǎn)成本相對(duì)較低，尤其是生產(chǎn)形式較復(fù)雜的構(gòu)件時(shí)，優(yōu)勢(shì)更為明顯;同時(shí)省掉了相應(yīng)的施工流程，大大提高了時(shí)間利用率。(4)降低人力成本目前我國(guó)建筑行業(yè)勞動(dòng)力不足、技術(shù)人員缺乏、工人整體年齡偏大、成本攀升，導(dǎo)致傳統(tǒng)施工方式難以為繼。裝配式建筑由于采用預(yù)制工廠施工，現(xiàn)場(chǎng)裝配施工，機(jī)械化程度高，減少現(xiàn)場(chǎng)施工及管理人員數(shù)量10倍，節(jié)省了可觀的人工費(fèi)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。(5)節(jié)能環(huán)保，減少污染裝配式建筑循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征顯著，由于采用的鋼模板可循環(huán)使用，節(jié)省了大量腳手架和模板作業(yè)，節(jié)約了木材資源。此外，由于構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)按規(guī)范要求進(jìn)行受剪承載力計(jì)算?？紤]樓板整體性要求以及預(yù)埋管線、面筋埋設(shè)、施工誤差等因素，并考慮脫模、吊裝、運(yùn)輸、施工等因素，預(yù)制板厚度不小于60mm，現(xiàn)澆層厚度不小于60mm。預(yù)制板根據(jù)長(zhǎng)寬比和接縫方式不同，其計(jì)算也不同。在制作、安裝施工狀態(tài)下的受力狀態(tài)和計(jì)算模式與使用狀況不同；預(yù)制構(gòu)件在此階段未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，應(yīng)特別注意其在短暫設(shè)計(jì)狀況下承載能力驗(yàn)算，對(duì)預(yù)制構(gòu)件脫模、翻轉(zhuǎn)、起吊、運(yùn)輸、堆放、安裝等生產(chǎn)和施工過程中的安全性進(jìn)行分析?？傊?，預(yù)制裝配式建筑體型、平面布置及構(gòu)造應(yīng)符合抗震設(shè)計(jì)的原則和要求，為滿足工業(yè)化建設(shè)的要求，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)遵循受力合理、連接簡(jiǎn)單、施工方便、少規(guī)格、多組合的原則，選擇適宜的預(yù)制構(gòu)件尺寸和重量，方便加工運(yùn)輸，提高工程質(zhì)量，控制建設(shè)成本，承重墻、柱宜上下連續(xù)，門窗洞宜上下對(duì)齊，成列布置，不宜采用轉(zhuǎn)角窗。門窗洞口的平面布置和尺寸應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力及預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)要求。五、展望近幾十年高速發(fā)展的建筑業(yè)已經(jīng)逐漸從房地產(chǎn)開發(fā)的熱潮中冷卻下來，更趨于理性。在這個(gè)過程中，我們應(yīng)開始反思建筑與生活、城市甚至未來的關(guān)系，借鑒先進(jìn)技術(shù)、沉淀經(jīng)驗(yàn)，深入研究產(chǎn)業(yè)化建筑的特點(diǎn)。作為在設(shè)計(jì)單位