理论教育 建筑构造技术发展演变:模数协调与公差控制

建筑构造技术发展演变:模数协调与公差控制

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了解决模块预制和装配中可能出现的误差,在装配设计中综合各种误差的可能进行了模块的公差设计,主要的构造方式为预留构造缝。图F30单元模块的模数协调与公差控制资料来源:自绘有了总体的尺寸协调与公差控制,单元模块与组件安装的效率和质量就有了基本保证,但这还不够。

建筑构造技术发展演变:模数协调与公差控制

正如同艾顿所指出的,公差控制才是工程学的核心内容[6],在整体设计的铝合金可移动建筑系列产品中,模数协调只是用来确定组件大概尺寸的范围,而组件的加工尺寸必须考虑组件特定的安装方式。

例如在可移动集装箱铝合金房产品的复合保温铝板组件的设计中,根据结构框架的尺寸以及组件的制作工艺,在6m的立面上按基本模数划分只需要两种型号的组件,即中间2 000mm长以及两侧1 950mm长的组件。但由于考虑到上下铝板之间需要留缝,同时还要能够防水,每块铝板都做了企口设计,并且根据面板位置的不同,企口的设置也不一样:底部面板的企口在面板顶部,顶部面板的企口在底部,中间面板两端都有企口,因此将企口的尺寸以及安装误差计算在内后,实际的面板组件加工尺寸类型不是两种,而是六种,而且最终的组件加工尺寸都大于基本的模数尺寸(图F29)。

图F29 围护体面板的模数协调与公差控制

资料来源:自绘

关于组件的模数协调与公差控制还在其他相似的围护体组件如地板、屋顶、内装面板中得到了应用,所有组件尺寸都得到了合理设计,在建造的过程中鲜有因为尺寸的误差而导致组件重新设计的问题出现。公差控制不仅在单元模块内各部分组件的关系协调过程中发挥了重要作用,还是单元模块之间组合协调的关键。在单元模块连接的过程中,接缝是构造连接处理的重点,随着单元模块的数量增加,接缝的误差也会累积而增大,而安装误差并不是导致接缝不能对齐的唯一原因,每个单元模块在安装过程中产生的误差也可能导致单元尺寸之间的差异,这些误差都是不可避免的。为了解决模块预制和装配中可能出现的误差,在装配设计中综合各种误差的可能进行了模块的公差设计,主要的构造方式为预留构造缝。

在南京陶吴镇台创园的可移动铝合金办公建筑设计中,构造缝的设计为最终的单元模块装配的顺利进行提供了必要保证。通过之前的建造实验,团队在对铝合金型材的组装误差(1mm)、在使用过程以及吊装过程中可能产生的应力变形(2mm),以及主体模块与基础平台就位时的安装误差(1mm)等因素的综合计算基础上,结合人工装配误差的放大系数,最终确定了为单元模块之间预留2cm的构造缝。由于构造缝的加入,建筑的尺寸也不再是简单地将若干单元的尺寸叠加就可以得出的,而是将总体单元尺寸的总和加上若干构造缝尺寸的总和而形成的(图F30)。针对预留的构造缝,弹性封堵、绝缘以及盖缝板等特殊的材料与构件被设计出来完善建筑整体性能、美观品质(图F31)。(www.daowen.com)

图F30 单元模块的模数协调与公差控制

资料来源:自绘

有了总体的尺寸协调与公差控制,单元模块与组件安装的效率和质量就有了基本保证,但这还不够。为了提高构件与模块的安装质量,我们还需要合理、简洁、高效的装配工艺。虽然工业铝型材本身已经具备了成熟的构造连接技术,但围护体部件、基础部件以及设备部件与结构的连接并没有现成可用的构造连接技术,模块与模块之间的连接更是无先例可循。这些既是装配构造设计的问题,也是激励团队进行创新性设计的动力。在全面的市场调研、概念设计以及与产品生产企业合作的样品试制、测验的过程中,众多具有原创性的可移动铝合金建筑产品的装配构造工艺被研发出来。

图F31 为了控制安装误差设计的构造缝以及填缝、盖缝构造设计

资料来源:自绘、自摄

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈