基于裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

朱濤

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)建筑工程發(fā)展也十分迅速，在進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，其中包含平面與立面、施工圖紙、預(yù)制構(gòu)件等多個(gè)設(shè)計(jì)施工的要點(diǎn)。現(xiàn)實(shí)的裝配式建筑在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析與解讀，再根據(jù)具體的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的分析，旨在把裝配式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量提高，提升施工效率，避免可能出現(xiàn)的安全隱患。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；相關(guān)問(wèn)題

近些年發(fā)展起來(lái)的裝配式建筑相對(duì)于傳統(tǒng)式的建筑而言，能夠更加有效地并且嚴(yán)格地控制建筑的質(zhì)量，除此之外，發(fā)展裝配式建筑這一新型的建筑方式能夠提升建筑業(yè)整體的水平，主要表現(xiàn)為科技方面和管理方面。并且對(duì)于能源方面，可以節(jié)約建筑過(guò)程中所用的資源，這樣有利于建筑的可持續(xù)發(fā)展，這也是我國(guó)建筑行業(yè)需要發(fā)展的必要趨勢(shì)。所謂建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的就是設(shè)計(jì)人員對(duì)施工建筑的表達(dá)，并且需要將建筑的重要性、抗震防裂度、建筑場(chǎng)地的自然地質(zhì)地貌等因素充分融合進(jìn)去，最終表現(xiàn)在施工設(shè)計(jì)圖上。本文筆者就裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程、預(yù)制構(gòu)件的拆分、結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、圖紙校審，建筑成本控制五個(gè)方面進(jìn)行分析討論。

一、預(yù)制裝配式建筑的主要特征

傳統(tǒng)建筑行業(yè)主要采用面向現(xiàn)場(chǎng)的方式進(jìn)行施工，在生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中存在工業(yè)化程度低、能耗高、廢棄物高、設(shè)計(jì)施工效率低、裝飾裝修質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。相較于傳統(tǒng)模式，預(yù)制裝配式建筑具有現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)強(qiáng)度低、品質(zhì)高、垃圾少、材料利用率高、污染管控到位、人工成本易控、工期短、運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)。而且預(yù)制裝配式建筑能夠很好地融合綠色低碳、節(jié)能環(huán)保、健康生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展等新型理念，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化，能夠有效改善傳統(tǒng)方式的缺陷，打破工程建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)的局限性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)上下游的高度協(xié)同。

二、裝配式建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（一）平面與立面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

裝配式建筑前期設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)是對(duì)平面和立面的設(shè)計(jì)，其中對(duì)于平面的設(shè)計(jì)，要求根據(jù)建筑構(gòu)件之間裝配的具體情況，來(lái)對(duì)相關(guān)尺寸以及套型模塊需求進(jìn)行分析，從而對(duì)建筑空間的內(nèi)部布局進(jìn)行綜合的選擇，從而完成對(duì)承重墻以及管井位置的布置，使得建筑內(nèi)部空間的各個(gè)功能區(qū)的體現(xiàn)與劃分得到保證，確保整個(gè)建筑的美觀性。

（二）主要設(shè)計(jì)流程

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)分為技術(shù)策劃、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖、構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)5種類型的設(shè)計(jì)階段。技術(shù)策劃過(guò)程中需要對(duì)預(yù)制裝配式建筑項(xiàng)目定位、規(guī)模、成本、外部條件等進(jìn)行了解，通過(guò)制定有效的技術(shù)路線，提升構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，會(huì)同建設(shè)方共同確立完善技術(shù)方案，為設(shè)計(jì)、施工提供準(zhǔn)確的依據(jù)。初步設(shè)計(jì)過(guò)程中必須注意聯(lián)合各專業(yè)技術(shù)人員，進(jìn)行系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程建設(shè)要求確立有效的層數(shù)、構(gòu)件種類等要素，結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況，綜合設(shè)備管線的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，并分析整體的成本狀況，制定科學(xué)合理的技術(shù)方案及措施。施工圖設(shè)計(jì)要根據(jù)前期的技術(shù)策劃和初步設(shè)計(jì)進(jìn)行，綜合不同專業(yè)提供的參數(shù)，充分考慮預(yù)留、預(yù)埋件的要求，針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、關(guān)鍵部位做好防水、防火設(shè)計(jì)，并在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中認(rèn)真落實(shí)。構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)期間可由設(shè)計(jì)單位與加工企業(yè)進(jìn)行配合設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求提供預(yù)制構(gòu)件尺寸控制圖，精確定位預(yù)制構(gòu)件中的門窗洞口、機(jī)電管線等，并考慮預(yù)制構(gòu)件儲(chǔ)運(yùn)、吊裝過(guò)程中的需求，設(shè)置好相應(yīng)的起吊、固定裝置。

（三）預(yù)制構(gòu)件的拆分

不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著更高的要求：需要完成施工圖的設(shè)計(jì)和構(gòu)件生產(chǎn)詳圖的設(shè)計(jì)。PC詳圖是工廠內(nèi)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的主要依據(jù)，工廠生產(chǎn)出的所有的預(yù)制構(gòu)件，在拆分后的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需要進(jìn)行制作圖的設(shè)計(jì)工作。進(jìn)行構(gòu)件拆分的因素主要有以下幾種：①進(jìn)行構(gòu)件拆分可以降低施工的綜合成本，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)成本可控的結(jié)果；②便于現(xiàn)場(chǎng)施工，施工過(guò)程中大構(gòu)件的出現(xiàn)會(huì)給施工人員帶來(lái)很大麻煩，因此對(duì)于大構(gòu)件進(jìn)行拆分可以減少施工的措施。③進(jìn)行拆分工作有利于工廠對(duì)于構(gòu)件的生產(chǎn)、構(gòu)件運(yùn)輸以及進(jìn)行構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝工作。④節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)科學(xué)合理。⑤構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。建筑在使用過(guò)程中會(huì)受到各種各樣外力的干擾，因此，建筑整體結(jié)構(gòu)的安全可靠對(duì)于其使用來(lái)說(shuō)是非常重要的。在施工前，對(duì)于構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的拆分是裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)。構(gòu)件拆分不僅僅在于了解主體結(jié)構(gòu)的受力情況，同時(shí)還會(huì)對(duì)建筑的功能、建筑的平立面、預(yù)制構(gòu)件承載能力以及工程造價(jià)等等都會(huì)產(chǎn)生非常重要的影響。因此，在對(duì)構(gòu)件拆分進(jìn)行審查工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照“模數(shù)協(xié)調(diào)原則”來(lái)檢查各個(gè)預(yù)制構(gòu)件的尺寸，拆分位置的精確程度，最大限度地減少預(yù)制構(gòu)件的種類，從而優(yōu)化建筑的整體結(jié)構(gòu)，使方案的設(shè)計(jì)努力得到質(zhì)量好、功能高、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的最佳方案。

（四）構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

構(gòu)件的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵性內(nèi)容，其中預(yù)制外墻板的防水薄弱部位構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、材料選擇過(guò)程中要充分考慮建筑物理性能、耐久性、裝飾性要求。各類接縫要充分依據(jù)工程實(shí)際施工情況、所處環(huán)境條件合理設(shè)計(jì)，以便滿足防水和節(jié)能要求，針對(duì)外墻板的垂直縫，可使用材料、構(gòu)造防水兩相結(jié)合的方式進(jìn)行處理，預(yù)制外墻板水平縫構(gòu)造防水時(shí)可采用企口縫或高低縫來(lái)進(jìn)行處理。各部位的接縫寬度要滿足材料受環(huán)境影響情況下的變形要求。外墻板連接節(jié)點(diǎn)的密封要能與混凝土相容，并滿足有關(guān)性能要求，對(duì)于門窗要確保安裝穩(wěn)固、安全、封閉性好。外圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)要依照國(guó)標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，保溫層要保持連續(xù)，滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

（五）建筑成本控制

對(duì)于建設(shè)單位來(lái)說(shuō)，控制好建筑工程的成本也是設(shè)計(jì)要求中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。因此為了更好地推動(dòng)裝配式建筑的成本控制，設(shè)計(jì)單位需要對(duì)PC構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、和安裝的成本進(jìn)行精確的預(yù)估，綜合考慮項(xiàng)目所在地區(qū)構(gòu)件加工廠的生產(chǎn)能力，施工單位的運(yùn)輸、吊裝等施工條件。在施工前對(duì)于整體工程項(xiàng)目進(jìn)行成本預(yù)算，并且還要考慮在施工過(guò)程中減少不必要的開(kāi)支。目前，我國(guó)相關(guān)部門對(duì)于PC構(gòu)件生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有統(tǒng)一制定，因此，這就導(dǎo)致了PC構(gòu)件的生產(chǎn)市場(chǎng)比較混亂，相關(guān)構(gòu)件的成本高，進(jìn)而會(huì)限制相關(guān)行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。這就需要設(shè)計(jì)單位在工作中提高預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件種類，減小構(gòu)件的生產(chǎn)成本，進(jìn)而可以以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的有效控制。作為裝配式建筑施工環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)測(cè)構(gòu)件安裝技術(shù)水平的高低和安裝的質(zhì)量好壞也影響著建筑成本的高低。因此在結(jié)構(gòu)施工圖中，還要對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的運(yùn)輸方式，安裝施工提出明確的技術(shù)要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于成本的控制。

三、結(jié)語(yǔ)：

對(duì)裝配式建筑的設(shè)計(jì)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，達(dá)到提高裝配式建筑設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性以及可行性的效果，使得裝配式建筑的功能性和安全性得到保證。我國(guó)建筑行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)始逐步反思建筑工程與環(huán)境、人文間的關(guān)系，通過(guò)各類先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，形成具有我國(guó)特色的本土經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)研究產(chǎn)業(yè)化的建筑生產(chǎn)方式，在設(shè)計(jì)過(guò)程中樹(shù)立先進(jìn)的產(chǎn)業(yè)化思想，組建能夠適應(yīng)新型建筑類型需求的專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，整合多方技術(shù)、資源，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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