裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化探討

賈金成

摘 要：裝配式建筑物由于它獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，受到了越來越多的人重視。目前在我國裝配式建筑物正處于推廣階段，當(dāng)下我國環(huán)境壓力和能源壓力不斷加大，綠色環(huán)保節(jié)能也成為了裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵。但是，裝配式建筑物的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)建筑物相比，兩者制作工藝差異較大，設(shè)計(jì)缺乏經(jīng)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)制造成本高，技術(shù)推廣難度大等因素限制著裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展。因此，通過科學(xué)合理的方法對其技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，降低建設(shè)成本，顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；技術(shù)優(yōu)化

近年來，我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛。為了解決傳統(tǒng)建筑模式中人工成本高、工期長、工程量大、環(huán)境污染嚴(yán)重等重要問題，裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生，順應(yīng)了行業(yè)發(fā)展的要求，并且采用裝配式施工方法綠色、環(huán)節(jié)、節(jié)能，符合當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理念。但目前裝配式建筑在我國發(fā)展還較為緩慢，還處于待完善階段，主要在東部經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)進(jìn)行嘗試性發(fā)展。因此，很多企業(yè)于裝配式建筑物的特征不夠了解，對其理解不清，在建筑設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)及構(gòu)建制作上缺乏經(jīng)驗(yàn)，不能是裝配式建筑的優(yōu)勢充分發(fā)揮，在建設(shè)過程中不但沒有降低建筑成本，反而使建筑成本大大增加。裝配式建筑結(jié)構(gòu)有效設(shè)計(jì)是裝配式建筑結(jié)構(gòu)成功與否的關(guān)鍵，再依循設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的拆分、構(gòu)件制作及結(jié)構(gòu)組裝。穩(wěn)定性、安全性和實(shí)用性是裝配式建筑結(jié)構(gòu)的基本原則，所以對裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化顯得尤為重要，確保建筑物質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)整個裝配建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

可行性、使用性是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。同時，在設(shè)計(jì)中首先必須注意在確保建筑物功能性和安全性的前提下，通過專業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、精細(xì)的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，注重能源的損耗，為人們提供一個安逸舒適的建筑環(huán)境。將建筑物的結(jié)構(gòu)高度、不規(guī)則度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜度控制在合理范圍。建筑設(shè)計(jì)在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)過程中必須充分考慮建筑材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、各參數(shù)等，對多種設(shè)計(jì)方案從可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行充分比較，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。另一方面，根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行精確計(jì)算，保證在建筑過程中對風(fēng)險處于可控范圍。

2 裝配式建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

裝配式建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要從設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)體系建立、結(jié)構(gòu)技術(shù)體系、預(yù)制構(gòu)件拆分與控制、預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有效利用相關(guān)政策六方面進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 設(shè)計(jì)流程優(yōu)化

裝配式建筑在考慮功能性需求的同時還需要關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對工廠化生產(chǎn)及裝配式施工的影響。裝配式建筑的設(shè)計(jì)需要涵蓋整個過程，從構(gòu)件生產(chǎn)到運(yùn)輸、裝配，對建筑物的要求都非常嚴(yán)格。在設(shè)計(jì)階段，對構(gòu)件設(shè)計(jì)、拆分等方面需要做好優(yōu)化工作，保證裝配式構(gòu)建在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工過程中的緊密連接，形成完整的工藝流程；在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方面，以方案的可行性作為前提，細(xì)化設(shè)計(jì)建筑物裝配結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工序，降低現(xiàn)場管理難度和施工難度，降低施工成本。

2.2 設(shè)計(jì)體系優(yōu)化

設(shè)計(jì)體系優(yōu)化主要在于建立標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)體系。規(guī)范建筑戶型模塊和交通核模塊，充分發(fā)揮建筑物經(jīng)濟(jì)性和功能性要求，降低樓板和外墻的構(gòu)件種類，使裝配式建筑物施工效率大大提高。建筑戶型模塊方面，在確保室內(nèi)空間尺寸的精準(zhǔn)、合理的前提下，可對室內(nèi)結(jié)構(gòu)布置、客廳布置及臥室開間布置做適當(dāng)調(diào)整；交通核模塊方面，主要對建筑物使用過程中的人的上下通行和物品上下運(yùn)輸（主要包括樓梯、電梯井、走道）、設(shè)備的安裝布置（主要包括機(jī)電管井）等進(jìn)行規(guī)范性設(shè)計(jì)，使其與板樓、通廊相互搭配更加規(guī)范，滿足各種客戶對房屋的不同需求。

2.3 結(jié)構(gòu)技術(shù)體系優(yōu)化

與現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合，選擇合理的結(jié)構(gòu)技術(shù)體系是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵。所謂結(jié)構(gòu)技術(shù)體系是指配整體式的框架結(jié)構(gòu)、疊合剪力墻、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)等與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)體系。建筑物的平面部分，在結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)化時可采用疊合板、疊合梁形式；建筑物剪力墻采用預(yù)制裝配式時可采用預(yù)制的疊合剪力墻，也可采用雙面預(yù)制的疊合剪力墻，豎向連接可采用鋼套筒連接形式進(jìn)行。在各構(gòu)件之間連接時方法較多，連接形式也不固定，具體根據(jù)施工需要而定。

2.4 預(yù)制構(gòu)件拆分與控制

在不同項(xiàng)目中裝配式建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)制部位和預(yù)制形式不同，需結(jié)合具體工程項(xiàng)目而定，一般住宅建筑，首先應(yīng)該考慮其水平構(gòu)件的預(yù)制技術(shù)，主要有樓梯、陽臺、預(yù)制疊合梁以及外墻保溫與裝飾等一體化設(shè)置，減少外墻腳手架的使用，優(yōu)化承重墻與非承重墻的設(shè)置等。

2.5 預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

裝配式建筑的設(shè)計(jì)重難主要在于節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，在抗震性、功能性方面對建筑物起著決定性作用。因此，在建筑構(gòu)件連接處控制所使用的鋼筋、套筒、預(yù)埋件等的成本，優(yōu)化節(jié)點(diǎn)處的連接方式，保證建筑物具有良好的抗?fàn)幮阅埽瑫r降低施工成本，提高工作效率，達(dá)到穩(wěn)固連接各部件的目的。

2.6 有效利用相關(guān)政策

裝配式建筑發(fā)展處于起步階段，技術(shù)不成熟，因此其發(fā)展受到了較大的阻礙，為了鼓勵新技術(shù)的發(fā)展，提高建筑業(yè)走向更加綠色環(huán)保、低能耗的目的發(fā)展道路，政府必須出臺一些優(yōu)惠政策，鼓勵企業(yè)發(fā)展裝配式建筑結(jié)構(gòu)，降低裝配式建筑結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本，充分發(fā)揮裝配式建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

我國的裝配式建筑近年來發(fā)展緩慢主要原因在于其建設(shè)成本較高，因此降低裝配式建筑物建設(shè)成本是其向前發(fā)展的關(guān)鍵。企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)管理，建立健全各模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、部件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，通過這些標(biāo)準(zhǔn)是個裝配式構(gòu)建統(tǒng)一流水線式工廠生產(chǎn)，降低構(gòu)建的預(yù)制成本。另一方面，在工程實(shí)際中要不斷對裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)施工工藝，提高工程質(zhì)量和效率，降低施工成本，推動裝配式建筑的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。

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