PC 建筑设计是一个有机的过程,“装配式”的概念应当伴随设计全过程,需要建筑设计师、结构设计师和其他专业设计师合作与互动,需要设计人员与构件生产厂家、安装施工单位的技术人员密切合作与互动。PC建筑设计是具有高度衔接性、互动性、集合性和精细性的设计过程,会面对一些新的课题和挑战。
1)设计前期
工程设计尚未开始时,关于装配式的分析就应当先行。设计者首先需要对项目是否适合做装配式进行定量的技术经济分析,对约束条件进行调查,判断是否有条件做装配式建筑,得出结论。
2)方案设计阶段
在方案设计阶段,建筑师和结构师需根据PC 建筑的特点和有关规范的规定确定方案。方案设计阶段关于装配式的设计内容包括:
①确定建筑风格、造型、质感时,分析判断装配式的影响和实现可能性。例如,PC 建筑不适宜造型复杂且没有规律的立面;无法提供连续的无缝建筑表皮等。
②确定建筑高度时考虑装配的影响。
③确定建筑形体时考虑装配的影响。
④一些地方政府在土地“招拍挂”(使用权出让方式招标、拍卖、挂牌)时设定了预制率的刚性要求,建筑师和结构师在方案设计时需考虑实现这些要求的做法。
3)施工图设计阶段
(1)建筑设计
在施工图设计阶段,建筑设计关于装配式的内容包括:
①与结构工程师确定预制范围,确定哪些楼层及哪些部分需要预制。
③在进行平面布置时考虑装配式的特点和要求。
④在进行立面设计时考虑装配式的特点,确定立面拆分原则。
⑤依照装配式建筑特点与优势,设计表皮造型和质感。
⑥进行外围护结构建筑设计时,尽可能实现建筑、结构、保温、装饰一体化。
⑦设计外围护预制构件接缝防水防火沟。
⑧根据门窗、装饰、厨卫、设备、电源、通信、避雷、管线、防火等专业或环节的要求,进行建筑构造设计和节点设计,与构件设计对接。
⑨将各专业对建筑构造的要求汇总等。
(2)结构设计
施工图设计阶段,结构设计关于装配式的内容包括:
①与建筑师确定预制范围,确定哪些楼层及哪些部分预制。(www.daowen.com)
②因装配式而附加或变化的作用与作用分析。
③对构件接缝处水平抗剪能力进行计算。
④因装配式所需要进行的结构加强或改变。
⑤因装配式所需要进行的构造设计。
⑥依据等同原则和规范确定拆分原则。
⑦确定连接方式,进行连接节点设计,选定连接材料。
⑧对夹心保温构件进行拉结节点布置、外叶板结构设计和拉结件结构计算,选择拉结件。
⑨对预制构件承载力和变形进行验算。
⑩将建筑和其他专业对预制构件的要求集成到构件制作图中。
(3)其他专业设计
给水、排水、暖通、空调、设备、电气、通信等专业须将与装配式有关的要求,准确定量地提供给建筑师和结构师。
(4)拆分设计与构件设计
拆分设计和构件设计是结构设计的一部分,也是装配式结构设计非常重要的环节,拆分设计人员应在结构设计师的指导下进行拆分,应由结构设计师和项目设计单位审核签字,承担设计责任。
拆分设计与构件设计内容包括:
①依据规范,按照建筑和结构设计要求和制作、运输、施工的条件,结合制作、施工的便利性和成本因素,进行结构拆分设计。
②设计拆分后的连接方式、连接节点、出筋长度、钢筋的锚固和搭接方案等,确定连接件材质和质量要求。
③进行拆分后的构件设计,包括形状、尺寸、允许误差等。
④对构件进行编号,构件有任何不同,编号都要有区别,每一类构件有唯一的编号。
⑤设计预制混凝土构件制作和施工安装阶段所需的脱模、翻转、吊运、安装、定位等吊点和临时支撑体系等,确定吊点和支撑位置,进行强度、裂缝和变形验算,设计预埋件及其锚固方式。
⑥设计预制构件存放、运输的支撑点位置,提出存放要求。
(5)其他设计
装配式混凝土结构建筑的其他设计包括制作工艺设计、模具设计、产品保护设计、运输装车设计和施工工艺设计,由PC 构件工厂和施工安装单位负责,其中模具还需要专业模具厂家负责或参与设计。
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