分析與探討裝配式建筑結構設計關鍵點

崔澤

摘 ? ?要：裝配式結構在建筑工程中具有多項優勢，工程建設單位要明確裝配式結構設計特點，加大對其的研究力度和資金支持，研究人員科學分析其結構設計特點，進一步確定預制構件、立體設計和成本預算的開展情況。加強裝配式結構體系的合理，可以保障整體建筑結構設計方案質量，進而為后續工程施工提供可靠建設依據與施工指導，使裝配式結構可以變得更加的完善和科學，更好的滿足人們居住方面的要求，同時也能提高企業的利潤和效益，為我國社會經濟持續穩定發展做出貢獻。

關鍵詞：裝配式：結構設計

1 ?裝配式建筑結構體系的建設現狀

對于民用建筑而言，可供結構設計選擇的裝配式結構型式很多。如，多層或是低層住宅建筑，可從木結構、鋼結構、輕鋼-鋼筋混凝土結構以及新型普通鋼結構等型式中進行選擇。從建設實踐角度來看，裝配式建筑結構分為兩類：①裝配式鋼結構，其建設材料是鋼材，包含鋼柱與鋼梁等;②裝配式混凝土結構，其建設材料為混凝土，工程在完成混凝土構件加工后，通過將相關構件運輸至作業場地。然而，裝配式建筑結構體系設計包含建材選擇、總體設計以及裝配施工、驗收等工作環節，增加了設計質量控制工作的開展難度。其中，最為關鍵的構件連接技術具有復雜特點，即使采用同一結構布置，不同連接技術最終產生的結構力學與抗震性能也存在差異。為此，研究人員應從科學技術角度出發，通過將現有體系設計技術利用起來，以降低裝配式建筑結構體系設計工作的開展難度。

2 ?配式建筑結構設計的關鍵點分析

2.1 ?明確設計方案進行初步設計

在裝配式建筑結構設計中應該以設計方案為主，通過對該建筑項目的信息了解與特點分析進行全面考量，不同的行業領域的裝配式建筑有其不同的差異特征。在設計過程中要對裝配式建筑的應用行業領域進行明確，例如：化工廠、電廠、污處理水廠等。這三個裝配式建筑功能就截然不同。只有對其功能進行了解掌握，才能在設計過程中融入功能特點與特色元素，提升該建筑項目的實用性。同時，在進行初期設計過程中應該注重一體化、統一性。這也是其重要的設計原則。在初步設計中要保障各預制構件的順利組合與有效銜接，即組合設計。并將構件的利用性、價值性進行發揮。

2.2 ?編制施工 圖紙

在建筑工程施工圖紙設計階段，以預先完成的設計工作作為基礎，進一步深化設計工作。針對各專業的基本需求，促進構件制作廠、裝飾廠與材料廠的協調配合。與現澆架構相比，裝配式建筑結構以建筑工程設計文件作為基礎保障，完成連接部位構造圖與墻面構件圖的參數組合。此外，設計人員要嚴格履行職責，保證預制構件設計圖紙的完整性與合理性，滿足建筑工程設計的基本需求。

2.3 ?構件設計要素

（1）在設計裝配式建筑的構件時，還應充分考慮裝配式建筑的具體安裝流程和安裝難度。目前，許多裝配式建筑的設計人員來源于施工團隊，對裝配式建筑的認識較少，經驗十分匱乏，從而導致構件設計不合理，給后續的裝配和施工帶來了一定的難度，也給建筑結構帶來了安全隱患。為了提高裝配式建筑構件的質量，設計人員在進行設計之前，必須對項目進行實地考察和充分的了解，還要考慮裝配式建筑結構整體的抗震要求。

（2）結構構件拆分是裝配式建筑設計的重要環節。通常情況下，建筑圖紙設計完畢后，方可開展結構構件拆分工作。首先，邀請專業技術人員進行前期策劃，確保建筑設計方案滿足實際需求。之后按照既定的設計方案進行結構構件拆分，并對設計方案中不合理部分進行調整。其次，在建筑設計過程中，BIM 技術對單個外墻構件具有極大的影響。依靠 BIM 技術的可視化功能，可有效調節建筑外墻板與構件數量，實現理想化設計目標。

（3）裝配式建筑要做到主體裝修過程的一體化，建筑工程中的結構整體與機電設備一體化，因此，設計單位要和施工單位達成一致，二者之間在開始設計和施工前，應進行深入討論和研究，盡可能地提高建筑結構的建設標準和質量效果。進行施工時，要嚴格控制構件設計的科學性和合理性，綜合考慮建筑物的分體結構以及水電內裝等部分的安裝要求，可以在進行具體操作之前，采用 BIM 技術對設計效果進行模擬，以分析其可行性。

2.4 ?裝配式的結構節點設計

構件連接節點設計是裝配式結構設計的關鍵之處，整體工程項目質量如果想要得到更好的效果，必須優化結構節點設計方案。在進行節點設計時，設計人員必須著重關注連接節點結構的安全指數，保證節點結構穩定并且保證力的傳導的效率。同時要精確計算節點處的實際受力情況，保證結構整體功能性良好，并做好節點安全保障措施，如位置防火、防水處理。目前節點連接技術具有繁多的種類，如套筒灌漿連接以及螺栓連接等，都是較為有效的連接設計方法，設計人員可以分析實際情況，根據不同的連接需求選擇更合理連接方式，并制定出配套的節點計算以及技術使用設計方案。

2.5 ?管線的深化設計

在裝配式建筑結構設計中，需要對管線預埋位置進行預留及標注，這也是設計過程中的必然環節。進行管線設計時需要在設計圖中詳細標注出管線預埋位置、標高和埋管直徑等信息。要對排水管道、中接地線路、電力管線等進行合理設計，即預留安裝點定位。管線預埋設計對整體工程施工效率、質量十分關鍵。其次，BIM 信息化技術可以檢查裝配式建筑預埋管線實際安裝情況，檢查預留管線是否科學、合理，同時能重點檢查預留管線的點位是否有沖突、遺漏等問題。管線設計需要注意不能占用其他建筑位置，同時各預留管線之間應預防出現平行交叉、垂直碰撞，以保證實現預想功能。

3 ?裝配式建筑結構關鍵部位的設計與優化

在實際裝配式施工過程中需要我們對其加以更大的質量防控，特別是建筑的質量問題更加突出，要將細節考慮到位，不留隱患。首先設計人員要在設計之前對所建工程的實際地理位置進行考察，并結合當地的地質資料參考，對其周邊的建筑進行實地走訪尋找存在的問題和可能存在的隱患，在自身設計的過程中要將這些影響因素考慮進去。然后根據要設計的目標建筑進行需求分析，對設計目標有明確的標準，盡可能選用優質建筑材料，有明確的措施，這樣就能夠以當地的環境條件為參考有一個設計階段的預防方案。其次是施工過程，現代建筑多以鋼筋混凝土為主體結構，對于鋼筋的澆筑要盡量一次性，避免有混凝土接縫。最后是在澆筑過程中要對混凝土均勻攪拌，確保混凝土的和易性，防止有跑漿現象出現，在屋面的找平層做好整體性效果。預制構件設計還應注意： 外墻板考慮空調留洞口，空調安裝預埋件，斜撐預埋螺母，吊裝用吊釘，調節標高用螺母，灌漿套筒等位置及埋件; 疊合樓板考慮設備管線、吊頂、燈具安裝點位的預留和預埋，滿足設備專業要求; 房間隔墻和內走道墻采用自重輕、隔聲好、防水、防火性能好的GRC 預制內墻板，之間采用企口連接。對于干式鉸接結構、濕式剛接結構以及柔性連接結構來說，均屬于基本裝配式混凝土結構體系類型。還有混合連接結構，其會受到結構力學性能、抗震性能、施工場地便捷操作情況以及造價成本等因素影響，但因全面性更高，是未來裝配式混凝土結構體系設計的重要內容。

4 ?結束語

裝配式建筑構件設計的研究與應用，對裝配式建筑的現場施工和建造具有十分重要的意義，施工人員和技術人員應充分考慮裝配式建筑的綠色環保性，并且最大程度上避免對周圍環境產生影響。另外，要不斷完善其生產運輸體系和設計，保證建筑結構的安全穩定性，推動裝配式建筑在更多的地區得到廣泛的應用，推進城市化建設的進程。

參考文獻：

[1] 賈金成.裝配式建筑結構設計優化探討[J].建材發展導向，2017（10）：47.