基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑的设计领域，具体是基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法。

背景技术

装配式建筑拆分设计是装配式建筑设计的关键内容，在现有的装配式建筑设计中，由于对预制构件加工、运输、安装等后期过程考虑不充分，设计阶段拆分的预制构件不够优化，通用性不强，造成成本增加。实际上，对于每类预制构件，在构件加工、运输、安装等每个阶段均存在一个最优经济尺寸，如能在拆分设计阶段即使用每类最经济的构件尺寸作为拆分单元，则能实现在装配式建筑拆分设计阶段的成本最优。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种经济、合理、准确的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，包括以下步骤：

1） 建立预制混凝土墙、板、梁及各种预制构件、附件的尺寸数据库；

2） 考虑装配式建筑整个全产业链，分别计算装配式建筑设计后期的加工制作、运输及施工阶段各类预制构件，尤其预制墙、预制梁、预制柱、预制板及其他预制构件的最优经济尺寸；

3） 装配式混凝土结构进行整体结构计算分析；

4） 基于各类预制构件最优经济尺寸，按预制率要求对装配式建筑平面进行自适应拆分，计算达到预制率后的装配式建筑拆分的构件类型及其对应的数量；

5） 分别计算得到每类标准构件数量占到本类型预制构件总数的百分比M；

6） 当各M值均小于60%，可进行再次拆分，并得到对应的M值；

7） 当M值均大于等于60%以上，即认为达到“少规格、多组合”合理状态，以此拆分类型及对应的预制构件数量作为最后最优成本目标的装配式建筑拆分设计方案。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤1）中，数据库中预制构件尺寸主要来源于当地及周边100km内近5年内预制构件厂出厂的预制构件尺寸，还包括当地已建造的装配式建筑实际应用的尺寸。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤2）中，各类预制构件的最优经济尺寸L由考虑构件加工厂模台的经济尺寸A、考虑运输车辆尺寸及运输能力的经济尺寸B、考虑拆分构件卸车费及堆放架费用的经济尺寸C、考虑现场塔吊吊装能力及台班费用的经济尺寸D、考虑安装防护措施费的经济尺寸E中的最小尺寸组成，为L=Min{A,B,C,D,E}。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤3）中，按“等同现浇”原则，装配式建筑结构按现浇结构规则进行整体结构计算分析。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤4）中，装配式建筑按预制率数值大小，先依次进行水平构件的拆分，其中，水平构件包括预制阳台板、预制空调板、预制楼梯、预制板、预制梁，如果预制构件数值不满足指定预制率，再依次进行竖向构件的拆分，竖向构件包括预制外墙、预制内墙、预制柱。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤5）中，M值可具体用Mq，即预制墙、Mb，即预制板、Mlt，即预制楼梯、Mz，即预制柱、Ml，即1预制梁标识。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤6）中，M值均小于60%表示 Mq、Mb、Mlt、Mz、Ml中有一个值，小于60%。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤7）中，M值均大于等于60%表示 Mq、Mb、Mlt、Mz、Ml值中每个值都大于等于60%。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，每类预制构件均得到一个最优经济尺寸，包括但不限于，预制板的最优经济尺寸为Lb=Min{Ab,Bb,Cb,Db,Eb}，预制墙的最优经济尺寸为：Lq=Min{Aq,Bq,Cq,Dq,Eq}。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，各类预制构件的经济尺寸A,B,C,D,E均根据各自阶段的实际条件确定，至少应考虑现场塔吊吊装能力及台班费用的经济尺寸D一般在（3~5m）*（2.8~2.9m）之间，此时，通常对应单块构件重量控制在3~8吨。

本拆分设计方法，相较于其他常规设计手段而言，具有以下优势：

1）创新性的提出了各类预制构件的最优经济尺寸；

2）建立了考虑预制构件加工、运输、安装等后期过程对设计前期影响下的装配式建筑拆分设计方法；

3）以预制构件最优经济尺寸作为拆分设计的基本单元，通过标准构件数量占到本类型预制构件总数的百分比M来判断是否达到最优拆分结果，实现最优拆分的目标。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

一种基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，包括以下步骤：

1） 建立预制混凝土墙、板、梁及各种预制构件、附件的尺寸数据库；

2） 考虑装配式建筑整个全产业链，分别计算装配式建筑设计后期的加工制作、运输及施工阶段各类预制构件，尤其预制墙、预制梁、预制柱、预制板及其他预制构件的最优经济尺寸；

3） 装配式混凝土结构进行整体结构计算分析；

4） 基于各类预制构件最优经济尺寸，按预制率要求对装配式建筑平面进行自适应拆分，计算达到预制率后的装配式建筑拆分的构件类型及其对应的数量；

5） 分别计算得到每类标准构件数量占到本类型预制构件总数的百分比M；

6） 当各M值均小于60%，可进行再次拆分，并得到对应的M值；

7） 当M值均大于等于60%以上，即认为达到“少规格、多组合”合理状态，以此拆分类型及对应的预制构件数量作为最后最优成本目标的装配式建筑拆分设计方案。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤1）中，数据库中预制构件尺寸主要来源于当地及周边100km内近5年内预制构件厂出厂的预制构件尺寸，还包括当地已建造的装配式建筑实际应用的尺寸。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤2）中，各类预制构件的最优经济尺寸L由考虑构件加工厂模台的经济尺寸A、考虑运输车辆尺寸及运输能力的经济尺寸B、考虑拆分构件卸车费及堆放架费用的经济尺寸C、考虑现场塔吊吊装能力及台班费用的经济尺寸D、考虑安装防护措施费的经济尺寸E中的最小尺寸组成，为L=Min{A,B,C,D,E}。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤3）中，按“等同现浇”原则，装配式建筑结构按现浇结构规则进行整体结构计算分析。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤4）中，装配式建筑按预制率数值大小，先依次进行水平构件的拆分，其中，水平构件包括预制阳台板、预制空调板、预制楼梯、预制板、预制梁，如果预制构件数值不满足指定预制率，再依次进行竖向构件的拆分，竖向构件包括预制外墙、预制内墙、预制柱。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤5）中，M值可具体用Mq，即预制墙、Mb，即预制板、Mlt，即预制楼梯、Mz，即预制柱、Ml，即1预制梁标识。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤6）中，M值均小于60%表示 Mq、Mb、Mlt、Mz、Ml中有一个值，小于60%。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，步骤7）中，M值均大于等于60%表示 Mq、Mb、Mlt、Mz、Ml值中每个值都大于等于60%。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，每类预制构件均得到一个最优经济尺寸，包括但不限于，预制板的最优经济尺寸为Lb=Min{Ab,Bb,Cb,Db,Eb}，预制墙的最优经济尺寸为：Lq=Min{Aq,Bq,Cq,Dq,Eq}。

所述的基于预制构件最优经济尺寸的装配式建筑拆分设计方法，各类预制构件的经济尺寸A,B,C,D,E均根据各自阶段的实际条件确定，至少应考虑现场塔吊吊装能力及台班费用的经济尺寸D一般在（3~5m）*（2.8~2.9m）之间，此时，通常对应单块构件重量控制在3~8吨。

本拆分设计方法，相较于其他常规设计手段而言，具有以下优势：

1）创新性的提出了各类预制构件的最优经济尺寸；

2）建立了考虑预制构件加工、运输、安装等后期过程对设计前期影响下的装配式建筑拆分设计方法；

3）以预制构件最优经济尺寸作为拆分设计的基本单元，通过标准构件数量占到本类型预制构件总数的百分比M来判断是否达到最优拆分结果，实现最优拆分的目标。