試析裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)

馮振

摘要：裝配式建筑與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑最顯著的區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)中的各個(gè)部分都可以進(jìn)行組裝和拆卸。這種特點(diǎn)就要求這類建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段應(yīng)當(dāng)把握好總體的方向，并考慮到各個(gè)不同結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)的銜接，從而確保這類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有適宜性和合理性。本文主要針對(duì)這類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及細(xì)節(jié)分析，并研究其未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);發(fā)展趨勢(shì)

引言

裝配式建筑的建設(shè)施工過程，以不同組裝結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和最終的組裝完成為主要內(nèi)容，但前期的設(shè)計(jì)流程對(duì)于整個(gè)建筑的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很直接的影響。另外，這類建筑類型是一種基于更加綠色環(huán)保而出現(xiàn)的新的建筑形式，因此，其未來發(fā)展前景也值得專業(yè)人士進(jìn)行探討研究。

1 此類建筑的特征分析

1.1 施工作業(yè)強(qiáng)度低

裝配式建筑中，其不同的建筑環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)都是進(jìn)入專項(xiàng)的生產(chǎn)車間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的批量生產(chǎn)的。因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)的工作內(nèi)容，往往只包括了根據(jù)具體的項(xiàng)目施工進(jìn)度和所運(yùn)輸?shù)轿坏脑牧希瑢⑾鄳?yīng)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝組建即可，這就大大降低了實(shí)際施工環(huán)節(jié)的工作強(qiáng)度。

1.2 建筑垃圾少

在裝配式建筑的背景下，由于各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)和部件都是在工廠完成了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)后運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用的，因此，其在建筑施工過程中并不會(huì)產(chǎn)生過多的垃圾[1]。這也是其與傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目作業(yè)最大的區(qū)別，在傳統(tǒng)建筑的背景下，施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾不僅總量較大，還有可能存在一些難以降解和處理的垃圾類型。

1.3 環(huán)保程度高

這里所講的較高的環(huán)保程度與這類建筑建設(shè)時(shí)產(chǎn)生較少的垃圾也有一定的關(guān)系。因?yàn)槔绻貌坏郊皶r(shí)的處理，最終也會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成污染。而其環(huán)保特點(diǎn)更加典型的體現(xiàn)是，這類建筑在施工中所應(yīng)用的原材料，由于裝配式的特點(diǎn)，選擇空間更大，相應(yīng)的綠色環(huán)保材料的利用率也就更高。正是基于裝配式建筑的以上特點(diǎn)，使其能夠成為現(xiàn)代建筑中受到認(rèn)可的一類建筑方式。

2 建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)闡述

2.1 主體流程的設(shè)計(jì)

對(duì)于裝配式建筑而言，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)的把握首先應(yīng)當(dāng)從主體的設(shè)計(jì)流程開始。只有把握好了主體得到流程，才能確保整體的設(shè)計(jì)不偏離建筑的需求和方向。在主體設(shè)計(jì)的流程中，主要包括了以下幾個(gè)方面：方案的設(shè)計(jì)、技術(shù)的策劃、初步的設(shè)計(jì)、施工圖紙的準(zhǔn)備、以及不同構(gòu)件的加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)五個(gè)大的方面。設(shè)計(jì)的具體流程順序見下表1。

其中，技術(shù)策劃設(shè)計(jì)的完成，需要對(duì)項(xiàng)目建設(shè)前期的一些資料進(jìn)行搜集和分析，主要包括了項(xiàng)目的建筑規(guī)模、成本預(yù)算、地質(zhì)環(huán)境條件等。而初步設(shè)計(jì)的過程則更加具體，需要配合專業(yè)的技術(shù)人員來完成。設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容包括了建筑的層高，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所需要的構(gòu)建類型、施工現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境條件等。另外，在施工圖紙方面，則包括了施工設(shè)計(jì)圖和構(gòu)件加工設(shè)計(jì)圖兩類圖紙種類[2]。其繪制都必須依照數(shù)據(jù)分析和參數(shù)項(xiàng)目確認(rèn)的結(jié)果，由專業(yè)的繪圖技術(shù)人員完成。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

首先，平面角度的規(guī)劃設(shè)計(jì)預(yù)制裝配建筑的設(shè)計(jì)角度中，平面角度的規(guī)劃設(shè)計(jì)相對(duì)比較基礎(chǔ)，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要點(diǎn)包括設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)要具有準(zhǔn)確性以保證設(shè)計(jì)效果的協(xié)調(diào)。另外，對(duì)于設(shè)計(jì)中的具體構(gòu)件，在進(jìn)行成品制作時(shí)，一定要參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收和保障[3]。最后，為了提高整體的建筑質(zhì)量，縮減建筑成本，需要選取適宜的建筑需求類型實(shí)施平面角度的設(shè)計(jì)。普遍情況下，具有較大空間余地的建筑，適合以平面的形式進(jìn)行布局。除此之外，在建筑內(nèi)部的管道、承重墻等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，也應(yīng)當(dāng)注意其應(yīng)用的功能性和調(diào)節(jié)的靈活性，以確保其能夠適應(yīng)不同的內(nèi)部環(huán)境中的應(yīng)用需求。最后，為了體現(xiàn)出裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行平面規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮將常用的承重墻變換為內(nèi)隔墻進(jìn)行應(yīng)用。使建筑內(nèi)部的空間劃分和轉(zhuǎn)變更加便利。

2.3 構(gòu)件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

裝配式建筑中的構(gòu)件是影響建筑水平和質(zhì)量的主要因素。因此，這部分部件的設(shè)計(jì)也是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中最重要的核心部分。在進(jìn)行具體構(gòu)件的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)不同構(gòu)件類型的標(biāo)準(zhǔn)化要求，應(yīng)用專業(yè)的、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)形式進(jìn)行相應(yīng)構(gòu)件的生產(chǎn)。另外，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)乜紤]到其在具體施工中的運(yùn)輸、吊裝需求，構(gòu)件的原材料應(yīng)用和外形設(shè)計(jì)上進(jìn)行改善和優(yōu)化，以確保設(shè)計(jì)效果盡可能的滿足其在應(yīng)用中的便捷性需要。而且，設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件的功能設(shè)計(jì)也是一個(gè)重點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮設(shè)計(jì)后其耐火、耐腐蝕等性能，為這種建筑構(gòu)件的長期有效使用提供保障。最后，由于構(gòu)件在具體應(yīng)用時(shí)需要經(jīng)過一定的運(yùn)輸環(huán)節(jié)才能到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同構(gòu)件在運(yùn)輸時(shí)的要求和要點(diǎn)，對(duì)其外部采取一定的防護(hù)措施，避免影響其正常應(yīng)用。

3 發(fā)展前景分析

3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀觀察

從國外的角度進(jìn)行觀察，目前這類建筑形式多見于美國和日本的建筑行業(yè)中。在日本，其裝配式建筑的主要特點(diǎn)是以鋼結(jié)構(gòu)體系為主體結(jié)構(gòu)，但在建筑主體的平面設(shè)計(jì)和室內(nèi)外裝修設(shè)計(jì)中，會(huì)融入一部分裝配式建筑的構(gòu)件。比較典型的是目前已經(jīng)獲得專利的，基于B型傳統(tǒng)功法基礎(chǔ)上加入了合成板的裝配式建筑。其中應(yīng)用的設(shè)計(jì)技術(shù)主要是米制整數(shù)值模數(shù)，可滿足多種形式的裝配式建筑要求。而在美國，裝配式建筑則更為成熟和完善，常規(guī)的構(gòu)件類型已經(jīng)向著商品化的方向發(fā)展。在構(gòu)件生產(chǎn)完成后，即可直接在裝配式建筑中進(jìn)行應(yīng)用[4]。

3.2 我國發(fā)展前景

裝配式建筑綠色環(huán)保和高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)是非常顯而易見的。但是目前我國的裝配式建筑發(fā)展仍處于初期階段，在政策法規(guī)、市場(chǎng)管理、規(guī)模化推廣、專業(yè)化分工等方面都需要進(jìn)一步完善，尤其在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間缺少實(shí)質(zhì)性紐帶，在設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、施工安裝的過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)還是以傳統(tǒng)的條塊分割為主。但隨著現(xiàn)有裝配式建筑技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、結(jié)構(gòu)體系日趨成熟，在我國未來追求可持續(xù)發(fā)展的基本國策下，裝配式建筑必將迎來較大的發(fā)展前景。

結(jié)語

總之，目前我國的裝配式建筑仍然處在不斷發(fā)展和創(chuàng)新的階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是決定建筑總體質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素，只有設(shè)計(jì)人員不斷提高設(shè)計(jì)水平，完善設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，才能促使裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。

參考文獻(xiàn)

[1]陳凌.試述預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].四川水泥，2016（8）：82-82.

[2]張喆.裝配式建筑結(jié)構(gòu)形式淺析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（19）.

[3]矯艷軍.預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].建筑建材裝飾，2017（4）.

[4]閆莉媛.淺析預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和發(fā)展應(yīng)用前景[J].建材與裝飾，2016（37）.