裝配式建筑結構的設計優化探究

孔維薇

（紹興文理學院，浙江 紹興 312000）

隨著制造工業的不斷發展，裝配式建筑結構在建筑行業的得到廣泛應用，并取得了良好的應用效果。裝配式建筑結構采用裝配化生產工藝，實現了建筑結構工業化制造，轉變了傳統建筑結構的生產方式。因此，裝配式建筑結構能夠降低工程造價以及建材消耗，同時也提高了建筑工程的施工質量及安全。傳統裝配式建筑結構設計，尚未形成一體化、標注化設計構建，導致設計、生產及施工安裝等環節相脫節，難以形成連貫的周期。在制造業、科技信息快速發展的當前，裝配式建筑結構的設計優化，應將傳統“現場建造”形式向“工廠制造”形式轉變。本文從裝配式建筑結構設計出發，就如何優化裝配式的建筑結構設計，做了如下具體闡述。

1 裝配式建筑結構一體化設計

隨著裝配式建筑的推廣及發展，已成為現代建筑結構的重要類型。傳統設計模式一體化集成效果較差，技術設計的優化與調整，成為裝配式建筑產業發展的內在需求。一體化集成設計的實踐，能夠實現對建筑結構各子系統及其部件在工廠模式下進行制造、裝配，形成有機整體，大大提高了裝配式建筑結構的設計施工效率。裝配式建筑結構一體化設計，核心在于如何統籌建筑結構、部件、裝飾裝新以及機械設備；如何基于裝配式建筑結構的形式及平面布置，打破傳統僵化的設計專業劃分，實現一體化的協同設計。因此，一體化設計的構建，能夠優化建筑結構設計的整體性，并且靈活的設計空間，能夠更好地滿足建筑結構的使用需求，對建筑空間、設備等要素進行更新。首先，一體化設計轉變了傳統設計模式，特別是傳統設計的專業劃分存在過于明顯的界限，導致不同專業之間的協同性不足。一體化設計的構建，能夠實現建筑、結構及機電設備一體化協同配合，有效提高了裝配式建筑結構的設計效率及整體質量；其次，建筑設計與裝飾裝修設計相集成，促使裝飾裝修貫穿整個裝配式結構設計。這樣可以實現建筑結構內部體系的統籌設計，且在裝飾品設計方面，能夠創設模塊化條件，提高裝配式結構的整體性；再次，裝配式結構裝飾裝修、裝配等環節，已形成較大的結構環節破壞，以及資源浪費等問題。一體化設計能夠實現裝配式建筑完整產業鏈發展，提高設計一體化價值。

2 裝配式建筑通用化、標準化、深化設計方式

在裝配式建筑結構的設計中，建筑的特征決定了設計要素的構建，特別是對于生產、施工、安裝等環節的影響較大。為此，在裝配式建筑結構的設計中，應實現通用化、模數化和標準化設計。首先，從設計到生產，再到建造，各個環節之間的技術銜接，直接影響到裝配式建筑結構的質量。通過標準化聲場設計，能夠有效降低部件的生產成本，同時也可以降低手工作業面，有效提高建筑結構的質量；其次，裝配式建筑結構的設計，要注重空間布局及功能要素的合理性，數模化、標準化設計的構建，能夠將建筑結構從傳統單一要素的構建，向通用化、標準化方向轉變，進而更好地提高各部件之間的應用，實現建筑結構的多樣化設計；再次，當前，在數模化構建中，應著力于建筑結構與建筑內裝部品模塊的協調統一，可有效提高建筑機構的通用化、模塊化。

裝配式建筑結構深化設計，是標準化、數模化設計的重要方式，能夠在建筑結構性能的構建中，提高結構的穩定性和安全性，同時也確保了建筑結構的合理性。如圖1 所示，是裝配式建筑結構中，梁柱深化設計的節點、梁-梁模型。

圖1 梁柱深化設計的節點、梁-梁模型

從中可以知道，在深化設計中，通過節點深化設計，提高建筑結構的整體性。并且基于建筑結構的設計標準，在節點設計中確保各指標要素符合要求。圖中節點鋼板厚度≥30mm，且采用K 字形坡口對接焊縫，有效保障了建筑結構的完整性。此外，梁-梁節點設計應注重梁面結構的合理性，一般采用H 形或工字形，提高裝配式建筑結構的穩定性。因此，在建筑結構的設計優化中，應注重建筑結構的完整性、穩定。特別是在關鍵節點等的設計中，應通過深化設計，構建整體性結構體系，能夠更好地滿足實際需求。

3 BIM 技術的實踐應用

隨著信息技術的快速發展，BIM 技術在裝配式建筑結構設計中的實踐，是現代化、信息化設計發展的重要體現。BIM技術的實踐應用，實現了各專業之間的協同性，在推動裝配式建筑結構設計發展中，起到了重要的作用。在裝配式建筑中，結構設計是核心，可基于BIM 技術的精細化、可視化等優勢，實現裝配式建筑結構的設計優化。如表1 所示，是基于BIM 技術下裝配式建筑結構的設計模式。從中可以知道，在BIM 技術的應用中，實現了建筑結構空間三維形態的表達，同時也在各專業之間的協同配合中，提高了結構設計的協同性，轉變了傳統單一元素的設計方式。因此，BIM 技術在裝配式建筑結構設計中的實踐，是信息化發展的中基礎，也是建筑結構設計向智能化、可視化、大數據化發展的方向。

表1 基于BIM 技術下裝配式建筑結構的設計模式

此外，BIM 技術的應用，能夠實現裝配式建筑結構設計的信息化管理，突顯出元素設計的重要性。首先，BIM 設計能夠將設計構建的重點放在結構體系中，有效確保了建筑結構的完整性，同時通過建立裝配式部件通用數據模型標準，實現各部品部件的數據庫的生成；其次，在安裝施工中，BIM技術的組織實施，能夠實現模型化安裝，不僅降低了成本，而且有效縮短了工期，確保了裝配式建筑結構的設計優化；再次，BIM 技術能夠實現裝配式結構與大數據相結合，不僅提高了建筑結構的設計效率，而且也為設計信息化發展提供了契機，符合當前裝配式建筑結構的設計發展方向。

4 結語

綜上所述，在現代建筑業快速發展的當前，裝配式建筑結構的發展及推廣應用，是現代建筑結構設計的發展體現，也是建筑結構模式的發展新方向。在本文的探討中，傳統設計思想及方法，難以實現一體化、通用化等要素的構建，降低了建筑結構設計的整體性。在裝配式建筑結構的設計優化中，應堅持創新發展理念，在通用化、一體化和深化設計中，提高各設計要素之間的協調配合，并且在BIM 技術的應用中，推進裝配式建筑結構設計向現代信息化方向發展，進一步推進裝配式建筑結構的優化設計，適應新的發展環境。