装配式建筑预制构件深化设计常见问题与应对策略研究_高海洋.pdf
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1、33建筑科技2023 年 第 3 期建筑工业化Building Industrializayion装配式建筑预制构件深化设计常见问题与应对策略研究Research on Common Problems and Coping Strategies of Deepening Design of Prefabricated Building Components in Assembled Buildings高海洋(长沙远大住宅工业安徽有限公司,安徽 合肥 230000)摘要:近年来,随着房地产市场模式的转变和装配式建筑建造技术的推陈出新,采用装配式建筑技术方案的项目持续增多,装配式建筑以其精细化设计
2、、工厂化生产以及现场快速装配而成效显著。作为装配式建筑的主要组成部分的预制构件,其深化设计工作至关重要,深化设计成果的精良与否直接影响后续的生产与现场安装,也决定着装配式建筑整体的建造效率。从项目实践以及相关总结入手,提出预制构件深化设计工作过程中遇到的问题以及总结的解决办法,为装配式建筑深化设计工作用提供参考与借鉴,促进装配式建筑与构件深化设计工作更加完善和高效。关键词:装配式建筑;预制构件;深化设计;常见问题;解决措施中图分类号:TU234 文献标识码:A 文章编号:2096-3815(2023)03-0033-031深化设计概述建筑设计的原始概念是指建筑物在建造之前,技术人员按照建设任务
3、,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先进行通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达出来,同时作为各参建方开展各项工作的共同依据,这种内涵,首先是重建造,其次是较为灵活。相较于这种广义概念上的普遍设计,深化设计作为设计工作的必要补充,其工作就更多的是为了消除灵活设计背后可能形成的各种隐患。深化设计本身就是在对设计的灵活性进行可行性验证,是一个模拟生产和施工安装的过程。由于预制构件的标准化特征,深化设计更多的是在进行一个产品的设计,经过产品化的深化设计工作,预制构件自工厂生产完毕即是确定的产品,现场对照安装图进行组装施工即可完成对应的施工安装作业。装配式建筑前期
4、,需要户型匹配深化设计的拆分设计、工厂生产设备的产品适配、预制构件的运输以及现场安装的便捷性。随着装配式建筑各方面技术水平的不断发展,装配式建筑也可以做到灵活多变,因此,深化设计阶段的工作更显重要。设计师要把“变”转化成“不变”,把“不便”转化成“便”,这就要求深化设计师应当具备生产与施工安装的模拟思维与产品性的设计理念,这是控制装配式建筑的成本和建造效率的关键之处。为了契合装配式建筑的发展理念,目前的装配式建筑预制构件在经济性、可行性、合理性成立的条件下能拆则拆,进而导致预制构件的类型繁多,水平构件与竖向构件涵盖10余种之多。因此,在深化设计中,要求深化设计师针对不同的预制构件有不同的拆分设
5、计思路与方法,规避一些常见问34建筑科技2023 年 第 3 期建筑工业化Building Industrializayion题,同时要对一些问题有相应的解决办法与措施,提高深化设计环节的成果质量与工作效率,进而发挥出装配式建筑的整体优势。2预制构件设计特点装配式建筑深化设计工作,是根据设计蓝图结合生产与现场安装情况,对蓝图作出更详尽的设计图纸,并对设计内容做出合理的调整,对原有设计进行一些针对性优化,使得设计更优、生产更省、安装更便捷。目前,装配式建筑深化设计主要有2种设计模式,一种是由设计单位负责完成各专业施工图与对应的预制构件深化图;另一种模式是设计完成各专业施工图与装配式方案设计,由构
6、件生产厂或者专业的深化设计单位完成构件的深化设计详图绘制工作。第二种模式可以整合设计、构件生产工艺以及施工安装,因此第二种模式更加普遍1。装配式建筑深化设计以专业进行划分,包括建筑深化设计、主体深化设计、电气深化设计以及暖通深化设计、排水管线深化设计。各专业建立协同深化设计的制度与流程,按照设计提资校对审核出图流程开展深化设计工作,前承设计蓝图,后接生产与安装,既要对设计意图与图纸内涵深刻理解,转化成构件尺寸、钢筋下料排布,又要对生产与安装的可行性、便捷性进行思考与策划,是一项专业性、综合性极强的工作。深化设计主要由深化设计师执行,但是从项目角度考虑,深化设计工作的各项问题往往会牵涉到业主、设
7、计、施工、生产各个方面,设计师需要一种项目思维与开放的态度进行深化设计工作,出现综合性的问题应同各方一起对深化设计方案进行研究调整,达到最优的深化设计成果。在装配式建筑前期阶段,由于是新技术,各个环节人员对装配式建筑还缺乏充分的认识或了解,导致在深化设计工作中出现一些较为低级的问题,例如后浇边缘构件钢筋采用封闭箍筋无法施工的问题,首层预制构件下部插筋预留缺失或错位等基础问题。随着装配式相关概念与知识的普及和设计人员技术熟练度的提高,较为基础的问题已不多见,主要还存在一些技术性问题。本文结合相关项目实践,总结了一些常见问题。3常见问题及应对策略3.1拆分设计有关的问题(1)拆分设计对施工操作面考
8、虑不周详产生的问题。在深化设计时,设计师往往按图拆分,比较理论化,容易忽视施工操作面的问题。如图1所示,拆分的图面看似比较可行,但根据深化设计原则拆分,沿着构造柱拆分预制外墙,外围是贴着构造柱的外叶板,会导致构造柱钢筋绑扎困难或无法进行钢筋绑扎作业。图1预制外墙拆分与构造柱布置示意图(2)拆分设计对节点做法和施工工艺不熟悉产生的问题。在深化设计时,由于设计师往往专注于“图面拆分”,对一些细部节点不熟悉以及施工工艺缺乏了解,加之节点部位的做法往往又较为复杂,设计师往往会忽略节点处的要求。最常见的问题就是保温预留缝隙放置位置不当,可能影响现场的防水做法或影响打胶施工作业,甚至会导致防水失效。3.2
9、节点区域碰撞问题(1)梁与柱、梁与梁节点钢筋碰撞问题2。如图2所示,在深化设计时,由于梁锚固要求高、钢筋排布较密,深化设计师在节点设计时更多关注于某个构件的钢筋排布;同时设计平面图往往三维性不够,依赖设计师的主观经验和三维空间想象能力,容易疏忽构件间在节点处的协调问题,进而在节点处容易发生钢筋的碰撞,对后续的现场安装造成困扰,问题较严重时构件甚至要返回重新设计,造成不必要的成本浪费、施工工期延误。图2梁与梁深化设计图(2)预制墙体之间钢筋碰撞或协调问题。预制墙体之间的钢筋碰撞问题主要是在墙体“T”形或“L”形连接处,一般此处预制墙体的钢筋交接,现场吊装时钢筋容易“打架”,致使安装困难或无法安装
10、。针对各类型预制构件的钢筋碰撞问题,在提高设计师设计水平的同时,尽可能地对常见问题进行典型问题列项建库。设计师在发图校核前,宜结合典型问题项目进行自校与销项工作,更优先的方法是采用目前比较流行的BIM技术进行设计,可充分利用BIM技术可视化功能,优化装配式建筑中各构件、管线等空间位置的分布,以期为顺利施工提供保35建筑科技2023 年 第 3 期建筑工业化Building Industrializayion障,并实现降低成本、减少工期等目标3。BIM技术具有三维设计特征,依据三维可视化的设计技术,设计师可以更加直观地发现设计中的碰撞问题,同时可以在设计中采用碰撞分析技术。经过碰撞分析的设计模型
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