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【裝配交流】如何以裝配率為導(dǎo)向進(jìn)行裝配式建筑方案設(shè)計(jì)優(yōu)化?
發(fā)布日期:2020-05-13來(lái)源:綠建之家

基于《標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)原則和預(yù)制構(gòu)件選擇



01


裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)


《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定: “建筑裝配率不低于50%、采用全裝修、主體結(jié)構(gòu)部分的評(píng)價(jià)分值不低于20 分、圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻部分的評(píng)價(jià)分值不低于10 分”的建筑為裝配式建筑。并且主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件中預(yù)制部品部件的應(yīng)用比例不低于35%,可進(jìn)行裝配式建筑等級(jí)三級(jí)評(píng)價(jià)(見(jiàn)表1) 。

微信圖片_20200513150621.png



裝配式建筑的設(shè)計(jì)程序


裝配式建筑的設(shè)計(jì)程序分為方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)3個(gè)階段,如圖1所示。

圖1 裝配式建筑設(shè)計(jì)程序


預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)優(yōu)先次序


鑒于剪力墻結(jié)構(gòu)在我國(guó)的普及性,本文以裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)我國(guó)11項(xiàng)代表性裝配式建筑工程的統(tǒng)計(jì)分析,得出裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的外部權(quán)重和內(nèi)部權(quán)重,以及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的單項(xiàng)構(gòu)件預(yù)制率的最低要求,結(jié)合《標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)分表,剪力墻結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件率最低要求和相應(yīng)權(quán)重如表2所示。


由表2中可知,主體結(jié)構(gòu)部分占比較大,其中 梁、疊合板以及預(yù)制非承重外圍護(hù)墻對(duì)裝配率的貢獻(xiàn)程度最高,承重墻次之,其余次要結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件貢獻(xiàn)率最小。根據(jù)現(xiàn)有的裝配式建筑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在構(gòu)件選擇時(shí),除考慮構(gòu)件占比外,還需結(jié)合預(yù)制構(gòu)架的制作、施工工藝和安裝等特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮。一般來(lái)說(shuō),預(yù)制構(gòu)件的選擇順序如圖2所示。

圖2 預(yù)制構(gòu)件選擇順序


此外,通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,得到不同評(píng)價(jià)等級(jí)對(duì)應(yīng)的構(gòu)件應(yīng)用比例(如表3) ,因預(yù)制構(gòu)件中梁、板對(duì)裝配率影響最大,所以裝配率的變化主要以調(diào)整梁、板應(yīng)用比例為主

構(gòu)件拆分原則


裝配式建筑構(gòu)件拆分是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),根據(jù)《預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ224-2010和相關(guān)文獻(xiàn)中的規(guī)定,對(duì)構(gòu)件的拆分一般遵循“少規(guī)格、多組合”的原則,具體規(guī)定見(jiàn)表4。

基于BIM的參數(shù)化設(shè)計(jì)



02


基于裝配率的BIM參數(shù)化方案優(yōu)選設(shè)計(jì)流程


根據(jù)拆分原則,預(yù)先確定及預(yù)制構(gòu)件,結(jié)合BIM參數(shù)化平臺(tái),進(jìn)行裝配式建筑方案設(shè)計(jì)。


基本思路是: 首先確定和選中構(gòu)件圖元,利用BIM提取模型構(gòu)件參數(shù)信息,然后根據(jù)各評(píng)價(jià)項(xiàng)應(yīng)用比例公式對(duì)各項(xiàng)評(píng)分( 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1) ,利用評(píng)分值進(jìn)行裝配率計(jì)算,最后根據(jù)裝配率進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)。具體流程如圖3所示。

圖3 BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)流程圖


應(yīng)用實(shí)例



03


裝配式建筑的設(shè)計(jì)程序


本工程為兩層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅,共計(jì)4戶(hù),二類(lèi)建筑,采用65㎡標(biāo)準(zhǔn)化戶(hù)型模塊,建筑總面積570.16㎡,共兩層,采用裝配剪力墻結(jié)構(gòu)體系,目標(biāo)裝配率為78%,AA級(jí)裝配式建筑,工程全裝修。圖4為本工程的BIM三維圖。



標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)


1.戶(hù)型標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)


通過(guò)歸納整理住宅戶(hù)型設(shè)計(jì)及組合形式,本文戶(hù)型設(shè)計(jì)主要有35㎡、50㎡、65㎡三種標(biāo)準(zhǔn)化戶(hù)型,圖5為基于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基本戶(hù)型平面布置圖。

2.預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)原則


本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)執(zhí)行《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014相關(guān)規(guī)定以及上述的構(gòu)件拆分原則,其中主體部分結(jié)構(gòu)采用預(yù)制剪力墻、疊合板、預(yù)制樓梯等預(yù)制部品。


3.預(yù)制構(gòu)件選擇順序


本項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件選擇順序?yàn)闃翘荨⑴畠簤?、疊合板、內(nèi)墻、剪力墻。


裝配率計(jì)算及方案優(yōu)選


1.裝配率計(jì)算


利用BIM對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆分,拆分界面和拆分部分結(jié)果分別如圖6和圖7所示。




圖7 板、墻拆分示意圖


當(dāng)樓梯、內(nèi)墻、剪力墻、疊合板、女兒墻等構(gòu)件分別采用預(yù)制構(gòu)件的情況下,利用BIM通過(guò)計(jì)算規(guī)則計(jì)算預(yù)制部品部件的應(yīng)用比例,其應(yīng)用比例計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

最后通過(guò)編寫(xiě)python評(píng)分公式對(duì)相關(guān)項(xiàng)評(píng)分,得出裝配率為58.8%,程序運(yùn)行的工作空間如圖8所示。


圖8 程序運(yùn)行空間


2.方案優(yōu)化


上文計(jì)算出的裝配率未達(dá)到目標(biāo),可將裝配率調(diào)整為78%,BIM會(huì)按照構(gòu)件權(quán)重比例更改構(gòu)件應(yīng)用比例,從而根據(jù)應(yīng)用比例的變化,更改方案設(shè)計(jì)。項(xiàng)目修改裝配率后,各構(gòu)件應(yīng)用比例如表7所示。


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