装配式设计和建造方式在学校公寓楼中的应用.pdf
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1、中国新技术新产品2024 NO.3(下)-106-工 程 技 术“低碳化”和“绿色化”的学校公寓楼与校园,是可持续发展思想在学校建筑上的体现1。“绿色校园”概念是由丹麦于 1991 年提出的,经过数年的发展,“绿色校园”已成为当今世界发展的趋势。在我国,绿色校园建筑不仅能满足教育市场发展素质的需要,而且也能符合建筑业可持续发展的要求。在建设“绿色校园”的过程中,要把“节能”和“环保”作为建筑设计、开发、建造的基本要求,以确保建成后的建筑在投产使用后可以发挥预期的经济效益与社会收益。为满足此方面需求,将装配式结构建筑作为校园公寓楼建设的主要方向,本文将以此为切入点,对装配式结构建筑进行建造与设计
2、。1 项目实例分析1.1 工程概况根据工程项目的建造需求,本次研究的工程为某高校公寓楼建筑,在建设项目中包括 5 栋建筑,可将其为 D1、D2、D3、D4、D5,其中 D1、D2、D3、D4 建筑为高校内本科学生居住,D5 建筑为高校内研究生居住2。对应建筑的基本情况见表 1。表 1 装配式建筑项目基本情况建筑标号 单体建筑名称建筑层数/层建筑高度/m建筑地上总面积/m2D1本科学生公寓1032.48844D2本科学生公寓1139.618688D3本科学生公寓1139.615402D4本科学生公寓725.27073D5研究生公寓725.28956在此基础上,对 D1、D2、D3、D4、D5 建
3、筑中的预制构件分布情况进行统计与分析,具体内容见表 2。表 2 D1、D2、D3、D4、D5 建筑中的预制构件分布情况建筑标号预制阳台/叠合楼板分布层数(层)建筑中单层叠合楼板数量/块建筑中单层预制阳台数量/个D1496624D241010632D341010632D4467722D54611937在明确建筑中预制件的分布情况后,分析该建筑的设计标准,具体内容见表 3。表 3 装配式结构建筑项目的设计标准工程抗震设防类别抗震设防烈度设计基本地震加速度设计地震分组建筑场地类别特征周期抗震等级丙类7度0.10g第一组III类0.45s二级本工程项目在施工中使用的钢筋混凝土结构均按照剪力墙-异形柱框
4、架结构设计,建筑主体结构中梁结构、柱结构均为现浇结构,装配式结构主要应用在建筑的预制阳台中、预制叠合板中、预制楼梯中、预制保温夹心外墙板中。在建造前,所有的建筑构件均需要在指定工厂中生产,完成生产后,对预制件强度进行检验,例如检验后强度达到设计标准,可以对预制件进行出厂应用、施工现场拼装,如果检验后强度未能达到设计标准,就说明制造的成品不符合工程项目施工需要,应结合项目的具体需求与工程建造标准,安排预制件返厂。1.2 装配式设计和建造中的受力分析考虑装配式结构建筑在建造中涉及脚手架施工,为确保预制混凝土建筑的施工质量符合规范,建立脚手架有限元模型及其在施工中的平面、侧面、立面图,如图 1 所示
5、3。在图 1 中,需要全面考虑施工人员在脚手架上拼装或吊装构件时的均布荷载,以保证施工的稳定性。计算脚手架均布荷载如公式(1)所示。q=g/a(1)式中:q 为脚手架均布荷载;g 为挂架自身重力表;a 为外挂架的长宽比值。在此基础上,应明确施工中叠合板结构是建筑主体结构中的主要支撑体系,为确保支撑体系的稳定性,对结构的顶部立杆段、非顶部立杆段进行受力计算,如公式(2)、公式(3)所示。I1=k1(h+b)(2)I2=k2h(3)式中:I1为装配式建筑中叠合板结构顶部立杆段受力;k 为支撑段立杆附加长度系数;1、2为支撑端稳定参数;h 为支撑端长度;b 为立杆整体长度;I2为装配式建筑中叠合板结
6、构顶部非立杆段受力。根据上述内容,明确装配式建筑中装配式设计和建造方式在学校公寓楼中的应用王东星(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司,山西 太原 030000)摘 要:针对现有设计与建造模式下,学校公寓楼建设施工存在施工效益低的问题,将组合式设计和施工相结合,对学校公寓楼建筑工程的设计和施工进行了研究。明确学校公寓楼工程概况,对装配式设计和建造中的受力进行分析。通过外墙围护结构设计、预制板建造与连接、预制楼梯连接施工,将装配式设计和建造方式应用到工程中。应用新设计与建造方式可以提高施工效益,使项目获得较好的综合效益。关键词:装配式设计;建造方式;公寓楼中图分类号:TU24 文献标志码:A中国新
7、技术新产品2024 NO.3(下)-107-工 程 技 术叠合板在建造过程中的立杆最大横向间距,如公式(4)所示。1N1.5q (4)式中:N 为立杆最大横向间距;q 为混凝土强度等级。参照上述方式,对装配式建筑建造与设计过程中的结构相关参数进行计算,为校园公寓楼结构体系的深化设计提供技术支持。1.3 结构体系深化设计在上述内容的基础上,参照相关文件,对建筑框架结构不同地震条件下的弹塑性进行计算,得到工程项目具体结构的设计参数。以此为依据,对装配式建筑结构的体系进行深化设计,在设计过程中,辅助使用 ALLPLAN 软件,对预制件进行精细的三维造型设计,自动生成预制件的加工图纸、平面布置图以及配
8、料表。预制件是装配式建筑的主要组成部分,预制件的构造和连接是装配式建筑建造的关键,因此,需要根据工程具体需求,设计预制件的节点,设计内容包括内、外墙连接与施工;地板连接与施工;预制构件与施工构件的连接与施工等4。在施工中,各类节点结构的设计既要符合热工、防火、隔热等需求,又要满足建筑设计中的外观方面要求。2 装配式设计和建造方式应用2.1 外墙围护结构设计学校公寓楼项目的东、西两面墙都是预制混凝土夹芯绝缘外墙板,其混凝土的强度等级是 C35,夹心保温外墙面板厚度为 200mm(包括 50mm 的外面层,70mm 的保温层,80mm 的内面层)。安装完毕后,利用预留的内面层两侧及顶部的拉结筋,分
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