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土木建筑论文:某产业园区办公楼装配整体式框架项目的方案设计
作者:管理员    发布于:2021-05-14 11:16:39    文字:【】【】【
摘要:文章以某产业园区办公楼装配整体式框架项目为例,介绍了建筑方案的标准化设计;基于装配率、预制率的结构拆分以及PKPM-BIM软件在建筑、结构、深化设计中的应用。

  摘要:文章以某产业园区办公楼装配整体式框架项目为例,介绍了建筑方案的标准化设计;基于装配率、预制率的结构拆分以及PKPM-BIM软件在建筑、结构、深化设计中的应用。

  关键词:装配式建筑; 标准化设计; 拆分方案; BIM;

  Abstract:Take the monolithic precast concrete frame of office building as example,this paper introduces the standardized design of the architectural design scheme;split design method based on prefabrication ratio and assembly rate;and the application of PKPM-BIM in architecture, structure and deepening design.

  Keyword:Prefabricated building; Standardized design; Split design; BIM;

  本文以北京某产业园区办公楼装配整体式框架项目为例,阐述了该装配式建筑方案的标准化设计思路,基于装配率、预制率要求的结构拆分方案,以及PKPM-BIM软件在该装配整体式框架结构模型建立、计算分析、构件拆分、碰撞检查中的应用。

  1 工程概况

  该四层产业园办公楼,总用地面积7342 m2,建筑控制规模约6000~10000 m2.工程重要性等级为二级,中等复杂场地,中等复杂地基,岩土工程勘查级别为乙级。该办公楼依据甲方要求需达到A级装配式建筑评价标准的要求,即评价项目需满足《装配式建筑评价标准》第3.0.3条规定[1],而且主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例需≥35%,同时装配率为60%~75%时,可评价为A级。以此达到政府资金奖励条件。

  2 标准化的方案设计

  依据工程要求,基于标准化设计理念,本项目设计方案如下:办公楼建筑的长度为80.6 m,宽度为28 m,共4层,层高4.5 m,总高18 m,占地面积2029 m2,建筑面积8116 m2.

  为了契合装配式少规格,多组合的特点,主体建筑以图1作为半结构进行镜像组组成左半区域,再将左半区域镜像成整个平面。该建筑外观通过外挂墙板实现立面的凹凸变化,增加了建筑的美学价值,减轻了墙身自重,实现了节能减材的目标。

  为满足业主要求,实施大开间、未设内隔墙的形式,以敞开式办公为主、简单性玻璃隔板划分部分区域的形式进行区域划分。为满足绿色建筑和功能性要求,墙体采用保温隔热一体板,减少冷桥效应。楼顶铺设太阳能板,达到节能减排的作用。

  图1 建筑平面半结构

  3 基于装配率、预制率的结构拆分

  基于本项目需达到装配式建筑A级,从结构合理性、制作、运输、安装等方面进行综合考虑后,确定结构拆分方案如下:

  采用一层梁柱现浇,其余层运用装配式。装配整体式框架的拆分涉及梁、板、柱、外墙、内墙这几类构件。

  本项目为办公楼项目,为方便于拆分,选定厕所与电梯间区域为现浇区,其余区域为预制装配区。预制件包含:桁架叠合板、叠合梁、预制柱,预制楼梯。外墙采用外挂墙板。叠合主梁尺寸300 mm×700 mm,现浇区高160 mm,叠合次梁尺寸250 mm×650 mm,现浇区高140 mm,叠合梁采用预留凹口截面形式。主次梁连接按次梁端部取为1.5 h0现浇段,该项目主次梁现浇段均取1000 mm.楼板拆分按单向板进行拆分,采用密拼连接,叠合板为60 mm厚预制板+70 mm厚现浇层。预制柱尺寸500 mm×500 mm,竖向预制柱的拆分位置为梁柱节点处,上下层柱连接采用灌浆套筒保证等同现浇。预制梁、预制叠合板拆分示意如图2、图3所示。外挂墙板按建筑外立面要求进行拆分。

  图2 叠合板拆分结构模板

  
图3 梁、柱拆分结构模板图

  预制率是单体建筑±0.000标高以上,预制构件的混凝土用量占全部混凝土用量的体积比。依据北京市地标《北京市发展装配式建筑2018年-2019年工作要点》的规定,该装配整体式框架预制率40.88%>40%,满足要求。

  依据《装配式建筑评价标准》的计算规则,本项目中主体结构指标Q1=26分,围护墙和内隔墙指标Q2=15分,装修和设备管线指标Q3=21.2分,装配率P为62.1%.满足装配式建筑A级评价要求。

  在结构拆分完成后,利用PKPM软件对结构进行整体分析,该结构满足设计、抗震等规范要求。

  4 基于BIM的深化设计

  在完成了结构构件的拆分设计后,需对模型进行精细化处理,准确获取各个构件的预制现浇比例,进行拆分后的深化设计,确定合理装配方案。装配整体式框架结构中承重构件的深化设计主要以钢筋碰撞检查、现浇段节点及钢筋排布为主。

  本项目中钢筋碰撞常出现于交叉节点位置,如梁梁交接、梁柱交接处[2].

  梁梁钢筋碰撞处理方法:通过装配单元参数修改,改变次梁中间底筋的间距以及次梁底筋与主叠合梁箍筋间间距。

  梁柱钢筋碰撞常见于"十"字形节点,既有两个方向叠合梁间的钢筋又有竖向柱子的纵筋。处理方法:梁与柱的钢筋碰撞通过梁底纵筋弯折避让的方式修改,水平向避让距离在左右方向设置。叠合梁间的钢筋通过竖向避让,避让距离在上下方向设置形成竖向交错。

  5 结语

  通过BIM技术在建筑、结构、深化设计阶段的应用,可规避掉后续施工中的很多问题,提高设计、施工效率。本文基于BIM技术,以某产业园区办公楼项目为对象,阐述了标准化设计理念在建筑方案中的应用,基于装配率、预制率的结构拆分方案以及BIM在深化设计中的应用,为同类工程应用BIM技术提供了参考。

  参考文献

  [1] 中华人民共和国住房和城乡建设部。GB/T51129-2017装配式建筑评价标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.

  [2] 中华人民共和国住房和城乡建设部。GB/T51129-2015工业化建筑评价标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.

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