裝配式建筑設(shè)計探討

裝配式建筑設(shè)計探討近年來，無論是國家相關(guān)部門還是地方政府，都對建筑工業(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、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快推進生態(tài)文明建設(shè)的意見》、國務(wù)院出臺的《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建筑工業(yè)化發(fā)展。此前不久，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(國辦發(fā)〔2016〕71號)》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、提升勞動生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，有利于促進建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動能和推動化解過剩產(chǎn)能。一、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢西方發(fā)達(dá)國家的裝配式住宅已經(jīng)發(fā)展到了相對成熟、完善的階段。日本、美國、澳大利亞、法國、瑞典、丹麥?zhǔn)亲罹叩湫托缘膰?。國外全面和系統(tǒng)的研究了預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，在工程設(shè)計中，制定了相關(guān)的設(shè)計規(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》以及北美的《預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》。發(fā)達(dá)國家和地區(qū)裝配式住宅發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段是工業(yè)化形成的初期階段，重點建立工業(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)量和性價比；第三階段是工業(yè)化發(fā)展的成熟期，進一步降低物耗和環(huán)境負(fù)荷，發(fā)展資源循環(huán)型建筑。發(fā)達(dá)國家的實踐證明，利用工業(yè)化的生產(chǎn)手段是實現(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。在大力推動轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和大力推動節(jié)能減排工作的背景下，北京、上海、沈陽、深圳、濟南、合肥等城市地方政府以保障性住房建設(shè)為抓手，陸續(xù)出臺支持建筑工業(yè)化發(fā)展的地方政策。國內(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)也紛紛行動起來，加大建筑工業(yè)化投入。從全國來看，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)化進入了新一輪的高速發(fā)展期。這個時期是我國住宅產(chǎn)業(yè)真正進入全面推進的時期，工業(yè)化進程也在逐漸加快推進，但是總體來看與發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。建筑工業(yè)化是世界性的大潮流和大趨勢，同時也是我國改革和發(fā)展的迫切要求。在我國，建材工業(yè)和建筑業(yè)已列為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)。裝配式建筑的發(fā)展將促進建筑領(lǐng)域生產(chǎn)方式的巨大變革。在這樣一個大形勢下，我國作為發(fā)展中國家，建筑業(yè)正處在一系列加快發(fā)展的大好機遇期，降低能耗、抗震減災(zāi)、保護生態(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、減少現(xiàn)場作業(yè)，實現(xiàn)文明施工是當(dāng)前技術(shù)進步的重要標(biāo)志，加強關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)體系集成，實現(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。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：(1)保證工程質(zhì)量傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工受限于工人素質(zhì)參差不齊，質(zhì)量事故時有發(fā)生而裝配式建筑構(gòu)件在預(yù)制工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中可對溫度濕度等條件進行控制，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)件運輸?shù)浆F(xiàn)場后，由專業(yè)安裝隊伍嚴(yán)格遵循流程進行裝配，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)成本相對較低，尤其是生產(chǎn)形式較復(fù)雜的構(gòu)件時，優(yōu)勢更為明顯;同時省掉了相應(yīng)的施工流程，大大提高了時間利用率。(4)降低人力成本目前我國建筑行業(yè)勞動力不足、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)場裝配施工，機械化程度高，減少現(xiàn)場施工及管理人員數(shù)量10倍，節(jié)省了可觀的人工費，提高了勞動生產(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)場濕作業(yè)按規(guī)范要求進行受剪承載力計算?？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)長寬比和接縫方式不同，其計算也不同。在制作、安裝施工狀態(tài)下的受力狀態(tài)和計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)計強度，應(yīng)特別注意其在短暫設(shè)計狀況下承載能力驗算，對預(yù)制構(gòu)件脫模、翻轉(zhuǎn)、起吊、運輸、堆放、安裝等生產(chǎn)和施工過程中的安全性進行分析。總之，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)計應(yīng)遵循受力合理、連接簡單、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，借鑒先進技術(shù)、沉淀經(jīng)驗，深入研究產(chǎn)業(yè)化建筑的特點。作為在設(shè)計單位