裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用與優(yōu)化

鐘亮

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以及建筑工程規(guī)模的不斷增加，裝配式建筑結(jié)構(gòu)作為建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，不僅能夠提高施工效率，還能夠降低對環(huán)境的污染，最重要的是還能夠提高人們對居住環(huán)境的設(shè)計(jì)需求。因此，通過不斷進(jìn)行裝配式設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，從而使裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加完善，保證滿足人們的居住結(jié)構(gòu)功能要求，增加施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國社會的綠色可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用；優(yōu)化

1裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展情況概述

1.1裝配式結(jié)構(gòu)建筑基本概念

裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)槠淠軌蚪档蜕a(chǎn)成本投入，減少對環(huán)境的污染等問題，因此其應(yīng)用范圍非常廣泛。裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工流程主要是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝等，首先通過預(yù)制工廠根據(jù)實(shí)際需要對相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行相應(yīng)的建筑構(gòu)建的不斷完善，使其能夠保證實(shí)際使用的施工質(zhì)量，降低工程施工工期。另外，通過采用裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工安裝時，還可以將整個裝配安裝施工和裝配件設(shè)計(jì)工作進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而真正提升裝配式建筑工程的建設(shè)效率，加強(qiáng)建筑物之間的協(xié)調(diào)性與安全性。

1.2裝配式結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)

裝配式建筑結(jié)構(gòu)不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還能夠使建筑施工間有效統(tǒng)一協(xié)調(diào)，所以在實(shí)際的建筑項(xiàng)目施工建設(shè)過程中，首先，可以通過預(yù)先進(jìn)行相關(guān)構(gòu)件的制定，從而保證施工時有時間、有精力進(jìn)行一些其他的施工工作。因此，在進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)的施工過程中，不僅能有效的提高建筑工程的施工效率，還能加強(qiáng)施工步驟直接的結(jié)合程度。其次，因?yàn)檠b配式結(jié)構(gòu)建筑，其屬于標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，因此對于建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展有著直接的影響。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得裝配式結(jié)構(gòu)在相關(guān)的構(gòu)件生產(chǎn)上更加先進(jìn)，而標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式結(jié)構(gòu)工藝更加環(huán)保。最后，裝配式建筑設(shè)計(jì)能夠縮短整個工程的建設(shè)周期。并且，在實(shí)際的施工過程中，能夠使整個施工企業(yè)對裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的計(jì)算機(jī)化處理，從而使設(shè)計(jì)方案更加完善，對于各個方面的施工操作精度控制更加自如，不僅提升了施工質(zhì)量，還加快了施工速度。

2裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1設(shè)計(jì)流程

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，首先要把握好的一項(xiàng)要點(diǎn)是其設(shè)計(jì)流程，只有對設(shè)計(jì)流程進(jìn)行不斷優(yōu)化，才能夠設(shè)計(jì)出符合要求的結(jié)構(gòu)方案。裝配式建筑本身就與傳統(tǒng)形式的建筑存在很大的差異，所以在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中也有所不同。在對裝配式建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之時，僅考慮建筑自身的功能、質(zhì)量及美觀是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要充分考慮到各類預(yù)制構(gòu)件的工廠生產(chǎn)、運(yùn)輸及現(xiàn)場裝配等問題。在整個裝配式建筑的施工過程中，無論哪一項(xiàng)環(huán)節(jié)的工作都必須要做好，否則任何一項(xiàng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差錯，都會直接影響到建筑質(zhì)量。尤其是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要貫穿于建筑施工全過程當(dāng)中，而非僅僅在前期進(jìn)行設(shè)計(jì)。再者，還要在保證裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可行性的同時，對各個部分的構(gòu)件進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)簡化生產(chǎn)工序，以盡可能地降低施工成本及現(xiàn)場裝配難度。

2.2布局方式

就現(xiàn)狀來看，由于受高容積率的影響，我國很多建筑都在規(guī)劃布局上面受到許多限制，特別是對于裝配式建筑而言，其不但要考慮到規(guī)劃布局問題，還需要考慮到工藝流程的問題。例如預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸車流線、塔吊位置以及構(gòu)件堆場等的布局，均是重點(diǎn)內(nèi)容。布局設(shè)計(jì)上必須要易于裝配，這樣才能夠優(yōu)化施工流程，降低施工難度。并且還應(yīng)當(dāng)要對套型的組合拼接方式和體型系數(shù)等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在保證裝配化與功能性的同時，盡量避免對立面的影響。由于裝配式建筑的整個布局過程往往會涉及到很多方面的協(xié)調(diào)，所以必須要多方協(xié)調(diào)妥當(dāng)，這樣才能夠保證后續(xù)工作的良好配合。

2.3標(biāo)準(zhǔn)化類型

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只有盡量達(dá)成更多的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，才能夠有效縮短施工工期、減少模板用量以及降低建筑成本。由于我國的裝配式建筑起步較晚，目前尚處于初級發(fā)展階段，所以在施工工藝等方面尚不夠完善，這導(dǎo)致了部分主要的承載構(gòu)件還不能實(shí)現(xiàn)裝配化生產(chǎn)。而現(xiàn)階段的裝配化主要指的是兩部分：現(xiàn)澆和裝配。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，只有保證結(jié)構(gòu)空間規(guī)整，才能夠滿足建筑要求。這需要不斷提升其標(biāo)準(zhǔn)化程度，如將多個標(biāo)準(zhǔn)單元通過拼合復(fù)制的方式組成標(biāo)準(zhǔn)層平面。還要提前根據(jù)具體的戶型模塊和交通核模塊等來規(guī)范空間結(jié)構(gòu)設(shè)置；一般對于戶型模塊的設(shè)置，可以參考室內(nèi)空間結(jié)構(gòu)，對客廳、臥室開間等進(jìn)行合理的布置；而對于交通核模塊的設(shè)置，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)對樓梯、走道、電梯井、機(jī)電管井等進(jìn)行合理的布置。再者由于現(xiàn)代人對建筑空間的個性化需求越來越高，所以在設(shè)計(jì)時還應(yīng)當(dāng)要考慮到業(yè)主的個性化需求，應(yīng)用不同的平面組合類型。另外，在設(shè)計(jì)中還需要注意的幾點(diǎn)問題是：門窗洞口應(yīng)保證上下對齊，有水房間應(yīng)進(jìn)行集中布置，外墻要做好防水處理。

2.4平面模數(shù)化

現(xiàn)階段在建筑行業(yè)內(nèi)多是以300為模數(shù)來統(tǒng)一建筑各方面。不過，隨著近年來裝配式建筑的不斷發(fā)展及廣泛應(yīng)用，根據(jù)裝配式建筑的實(shí)際需求，模數(shù)的實(shí)際意義又有了更多的拓展。一方面，相同構(gòu)件數(shù)量決定了具體的模板數(shù)量；另一方面，模板數(shù)量又影響著項(xiàng)目周期和整體投資。可見，這一過程是互相影響、環(huán)環(huán)相扣的。在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)盡量采用相同模數(shù)，因?yàn)檫@樣可以有效提升模板的重復(fù)利用率。同時還要配合好插座和設(shè)備開口等要素，以方便后期的施工安裝。

3裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

3.1建立裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度進(jìn)行分析，其裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在很多不同之處，而裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏一個標(biāo)準(zhǔn)化體系，影響了裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。因此，必須要建立一個裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，從而使其能夠具有標(biāo)準(zhǔn)化的模塊設(shè)計(jì)，使裝配式結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用更加簡便。標(biāo)準(zhǔn)化的模塊設(shè)計(jì)上，只需要將用戶對結(jié)構(gòu)尺寸等功能進(jìn)行調(diào)整，從而讓模塊符合使用者的要求，然后對結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)完善，從而保證了裝配式建筑結(jié)構(gòu)的自身優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2規(guī)范裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

裝配式結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中，如果不能夠保證設(shè)計(jì)流程的規(guī)范性，將會使整個設(shè)計(jì)與實(shí)際產(chǎn)品間存在脫節(jié)，甚至還會直接影響后續(xù)的施工進(jìn)度。因此，在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者就需要通過不斷創(chuàng)新，以一種大局觀的眼光對整個裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后將一些可能會遇到的問題考慮到實(shí)際的設(shè)計(jì)中來，從而能夠及時將這些問題進(jìn)行解決。裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)闃?gòu)件生產(chǎn)的成本過高，導(dǎo)致實(shí)際施工超出預(yù)算，也會對施工企業(yè)的利潤造成影響。并且，設(shè)計(jì)過程中，如果裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，并且根本不能夠批量生產(chǎn)，這樣也會嚴(yán)重影響整個裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度。因此，加強(qiáng)對裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程的規(guī)范化發(fā)展非常必要，不僅能夠在裝配式建筑施工中承上啟下，還能夠在不脫節(jié)的前提下，實(shí)現(xiàn)建筑工程的高效建設(shè)。

結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，裝配式建筑主要是通過按照相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的裝配施工，能夠更好地符合業(yè)主的實(shí)際功能需求。目前，裝配式建筑主要包括了混凝土建筑結(jié)構(gòu)、裝配式鋼結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)等多種類型的建筑風(fēng)格。在進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，必須要保證其承重結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，并且對設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而保證裝配式建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。

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（作者單位：黑龍江省輕工設(shè)計(jì)院）