裝配式結構設計優化淺析

廖 鵬

(北京中景昊天工程設計有限公司河南分公司,河南 鄭州 450000)

在建筑設計中,裝配式結構設計有著廣闊的發展空間,為了實現其設計的進步與完善,需要我們根據其設計的特點進行相應的優化,讓裝配式結構設計具有規范性、合理性和專業性,實現對我國建筑行業發展的推動。優化裝配式結構設計,提升建筑施工質量,節約建筑建設成本,從設計的層面對建筑行業進行影響,實現建筑行業的進步與發展。

1 裝配式結構設計的要求

由于裝配式結構設計具有使用性和可行性,這就意味著設計的標準有著一定的要求,裝配式結構設計的要求體現在其專業和精細的設計上,在其設計的過程中要遵循以上標準。在進行裝配式結構設計之前,首先要對建筑結構的安全進行保證,保證建筑結構安全是一切設計的前提,在設計的時候就要將隱患予以根除。其次就是對建筑功能的保證,進行裝配式結構設計時不能忽略建筑功能的設定,需要在保證建筑功能的基礎上來進行相應的裝配式結構設計。裝配式結構設計需要對節能減耗的問題進行考慮,從設計的角度來實現對建筑施工成本與能源的節約,符合我國相關政策的要求,讓建筑設計符合精細化設計的理念與標準化管理的要求。

2 裝配式結構設計的要點

在對裝配式結構設計進行優化前,需要對裝配式結構設計的要點進行分析,經總結后包括以下幾點：

第一,裝配式結構設計方案制定。該階段所需要進行注意的要點是要確保方案具有合理性和可行性,對建筑設計中需要顧慮的各個方面進行考慮,包括建筑的戶型、分縫、柱網布置及立面造型等。裝配結構設計方案的制定需要與專業人員進行充分的討論和溝通,確保該設計方案的安全性和功能性能夠得到保障,合理控制建筑結構的高度、不規則程度和復雜程度等,實現裝配式結構設計的最優化。

第二,裝配式結構設計的過程。該階段的要點主要體現在對設計相關因素的控制,包括設計參數、結構布置、結構體系和建筑材料等,針對這些因素進行分析和比較,從中選取合適的方案融入裝配式結構的設計,是裝配式結構設計的要點之一。

第三,裝配式結構設計圖紙符合標準。想要將裝配式結構設計投入具體的施工環境中,具有精細化的圖紙必不可少,實現裝配式結構設計圖紙的內審及優化是具有必要性的,在配筋原則、模型調整和計算把控方面按照標準化的流程進行,降低返工帶來的經濟損失,保證整個建筑施工的順利進行[1]。

3 裝配式結構設計的優化

3.1 建立裝配式結構設計體系

在結構設計的角度,裝配式結構設計與傳統的結構設計有所不同,由于其設計與建筑的標準化設計體系有著密切的關系,在設計中建立裝配式結構設計體系是具有必要性的。設計體系應當具有標準性,包括標準化交通核模塊和標準化戶型模塊。標準化交通核模塊是為了將不標準的交通和通過建立設計體系的方式調整成標準化交通核,減少因為交通核不統一而產生的過多建筑構件種類,使得裝配式結構設計過于復雜,不具有實際應用的意義。標準化戶型模塊是對戶型內部的功能尺寸進行合理的調整,這是為了讓建筑模數能夠符合相應的標準,通過對內部空間的進深或者開間進行標準化的設計,實現裝配式結構設計的優化[2]。

3.2 規范裝配式結構設計流程

如果裝配式結構設計的流程不夠規范,就會使得設計與生產之間可能出現脫節,對后續施工進度有所影響。在裝配式結構設計階段,就需要以全局的眼光看待整個建筑施工,將后續可能涉及到的問題都考慮到設計中來,裝配式結構設計的流程不僅僅是對建筑功能的展現,還要對精細化設計和構件的拆分進行充分的考慮。例如,A企業在對一處住宅進行裝配式結構設計時,沒有考慮到一處構件的生產過為復雜,其功能與其制造的成本不具有高的性價比,屬于成本上的浪費,導致后續施工過程中出現了兩項問題。一是該處構件的生產成本過高超出了原本的預算,對企業的利潤造成了影響。二是該處構件由于生產工藝復雜無法大批量生產,嚴重影響了建筑施工的進度。該案例表明規范裝配式結構設計流程是十分必要的,在施工過程中起到承上啟下的作用,流程的規范性確保了設計與其他方面的緊密聯系,在不脫節的前提下密切配合,實現高效的建筑建設。

3.3 細化裝配式結構設計技術

裝配式結構設計技術體系的選擇是實現裝配式結構設計的優化的一項措施,從技術的角度來完善裝配式結構設計,讓設計不只是停留在表面,更能細化到建筑施工時所采用的技術,體現了精細化的設計理念,在節約資源的同時讓裝配式結構設計的實施更加順利。在實際的裝配式結構設計中,不同設計可以選用不同的技術,同樣的設計也可能面對多種技術的選擇,這就需要設計師進行衡量比較,選擇具有較高性價比的一種技術來完成預定的設計[3]。例如,北京A建筑項目在進行裝配式結構設計時,有著45%的裝配預制率,其設計就將每個環節所使用的技術進行了細化,包括使用外保溫復合水泥板外墻作為預制外墻,將疊合梁和疊合樓板作為建筑內部所使用的梁板,充分考慮建筑的設計理念和所處環節,將建筑施工進行了模擬分析,從而得出最合適的裝配式結構設計技術。

3.4 預制裝配式結構節點設計

裝配式結構設計中的節點設計需要進行優化預制,節點連接的設計優化可以提升建筑的使用性能,讓建筑的抗震能力得以加強,實現安全化、科學化和合理化的裝配式結構設計。傳統的建筑設計中對于節點連接方面的設計主要使用套筒、預埋件和鋼筋等,這種方法雖然能夠保證建筑的安全性能,但是隨之而來的成本問題擠占了企業的利潤空間,無法滿足企業在經濟收入方面的需求。對節點設計進行充分的優化,降低在節點連接中使用構建的成本,在保證建筑設計具有充分安全性的基礎上實現裝配式結構設計的優化。例如,在現階段建筑建設中較為普遍使用的鑄鋼連接就是節點連接的其中一種類型,這種連接方式具有整體澆筑和適應性強的優點,能夠適應多種建筑設計的要求,但是其缺點也影響著建筑設計師對其的選擇的,較高的成本和自重,對工藝方面的高要求,無一不制約著裝配式結構設計的發展,需要我們通過改進技術的方式來對其進行優化,實現更加科學和合理的節點設計。

3.5 降低裝配式結構設計成本

面對裝配式建筑成本較高的問題,不僅對裝配式建筑的普及有所影響,還制約了裝配式結構設計的應用,除了從設計的角度來對使用成本進行降低,可以通過利用相關政策的方式實現裝配式結構設計的優化。合理使用法規與政策實現裝配式建筑成本的降低,需要國家和相關部門對政策有所出臺,推動裝配式建筑的發展,給予裝配式結構設計更加廣闊的使用空間,讓其在大范圍工業化的環境中得以占有主要的地位,也能夠得到更多的福利待遇。想要通過降低成本的方式實現裝配式結構設計的優化,將政府和有關部門出臺的獎勵政策加以正確的利用是優化的措施之一,這種獎勵政策惠及的是進行裝配式建筑建設的企業,保證了建筑企業的利潤才能夠讓更多的企業加入到建設裝配式建筑的隊伍中來,推動我國裝配式建筑的發展與普及,通過合理降低工程造價的方式實現我國工業化的迅速發展。

4 結論

綜上所述,裝配式結構設計需要根據現階段的實際情況進行優化,引入先進的技術手段和設計理念,從多個角度對裝配式結構設計進行完善,達到建筑建設中的最大化綜合效益。面對現行裝配式結構設計的不足,需要對該設計進行足夠的重視,建立裝配式結構設計體系,規范裝配式結構設計流程,實現建筑成本的有效降低,保證科學、可行和合理的建筑設計。