預制裝配式建筑設計實踐及問題探討

董祥龍

武漢華宇業瑞企業管理有限公司 湖北武漢 430000

1 裝配式建筑結構設計思路和要求

1.1 思路

在采用裝配式結構進行設計的過程中，首先要明確設計思路，因為裝配式建筑的結構構件具有獨立性，合理的設計可以減少異形構件，從而保障裝配式建筑整體結構的質量，同時也能降低建設成本。在設計的過程中，應該從尺寸、配筋等多個方面著手考慮，同時還要做好節點錨固、構配件拆分等工作[1]。如果采用程序化的設計方式，會導致建筑外形過于單一，梁、板、柱等內部結構尺寸保守單一，不利于房間利用率的提升。所以，可以利用BIM技術來優化設計，從項目規劃、概算、預算、物業等多個環節入手，實現全生命周期智能動態控制和管理。在 BIM 技術應用的過程中，可以采用revit+國內插件進行建筑的創建和設計。在結構設計的過程中，可以采用PKPM計算配筋量，同時也可以對層側移剛度進行計算。以BIM技術為基礎，進行裝配式建筑結構設計，可以使設計思路更加清晰、合理。

1.2 要求

在裝配式建筑結構設計的過程中，設計人員要要采用科學合理的設計方案，如上文所述，可以基于 BIM 技術進行設計規劃。結構設計不僅要保障結構質量，還要增強建筑功能性，同時控制工程成本，確保各類資源的合理配置和應用，進而使裝配式工程的整體效益得到提升，同時也可以促進裝配式結構設計方案的改進和優化。通常，裝配式建筑結構設計包括兩個方面：一方面，要明確功能需求，合理進行結構布局，詳細分析柱節點等內部結構分布情況；另一方面，根據工程整體水平，對結構體系、材料等參數進行配置和設計，確保設計的科學合理。

2 預制裝配式建筑設計的意義以及存在的問題分析

2.1 意義分析

預制裝配式建筑設計和傳統建筑工程設計針對的施工條件各有不同。預制結構配件運輸到施工場地之前，工程團隊會提前開鑿孔洞，以此方便后續的安裝施工，并保證安裝施工的順利進行，減少多余的工序，以免延誤工期。同時，工程企業會和特定的供貨廠商建立合作關系，結構配件構造、拼接和運輸的工作由供貨廠商負責，所以，預制裝配式建筑施工不需要大量的勞動力，從而可以幫助企業節省更多的成本。另外，預制裝配式建筑的設計過程會全方位考慮機構配件間的連接，提高建筑工程的穩定性和防水性能，從而保證建筑工程的使用期限[2]。

2.2 存在的問題分析

首先，預制結構的外墻與現澆結構的水平墻會存在連接不穩定的可能，要解決這一情況，設計者必須對結構設計進行適當的調整和優化；其次，由于工程團隊需要根據設計方案提前制作結構配件，需要和供貨廠商簽訂合同，合同中要精確計算預制構件的數量，不能在后續施工過程中提出定制配件增加或減量的要求，因此，設計者要確保定制配件的質量和數量能夠符合工程施工的實際要求，運輸路線也需要工程團隊提前規劃確定。同時，設計者還要將定制配件的具體信息和運輸路線在工程的設計方案中作出詳細說明，以此來為工程團隊提供更加全面科學的參考依據。

3 預制裝配式建筑設計的具體應用分析

3.1 框架結構優化設計

在預制裝配式建筑的設計過程中，框架結構設計是其中的關鍵部分，并且通常會被應用在高層建筑的設計實踐中，與建筑結構的穩定性和完整性有緊密聯系，所以，設計單位必須關注框架結構的優化設計。但是，在當前的框架結構設計中仍然存在著很多缺陷和不足，這就需要設計人員對框架結構進行優化設計。設計框架結構時，設計人員應注意以下要點：①需要將各個部位的中心線保持在一個垂直面中，并在設計方案中做出明確規定。②設計人員需要進行分塊設計，還要考慮到多方面的影響因素，如進深、裝配條件、連接縫等。③在對預制元件之間的連接節點進行設計時，設計人員需要保證節點受力合理，通過對最不利受力截面的分析確定連接方式，以保證結構連接的穩定性，提高結構強度[3]。

3.2 鋼筋連接設計

預制裝配式建筑工程的鋼筋連接非常重要，直接影響著建筑結構的穩定性，因此，需要引起設計者的重視。首先，設計者要對配筋進行精確的計算，合理確定鋼筋間距。另外，對于鋼筋材料的連接設計，設計人員必須根據具體情況確定鋼筋連接方法（通常有焊接、綁扎搭接、套管灌漿、機械連接等主要連接方式）。同時，由于工序錯誤會導致工程的進度受影響，故而設計團隊要關注梁柱節點的定位。

3.3 節點防水設計

傳統的結構節點防水設計只能阻止自然降水進入建筑結構，在空氣濕度較大時無法發揮作用，不能滿足預制裝配式建筑工程的防水設計要求，因此，設計者要對節點防水設計措施進行創新和調整，不僅要設置排水通道，還要對墻體裂縫進行處理，以此增強建筑工程的防水性，避免滲水對工程穩定性造成破壞。

3.4 環境適應性設計

現階段建筑領域對建筑工程的綠色設計越來越重視，為此預制裝配式建筑工程設計者應采取措施提高建筑的環境適宜性，并在建筑設計過程中落實綠色環保的設計理念。其次，設計團隊還要在設計階段注重對工程場地周邊環境資源的充分利用。在這個過程中，設計者需要先對建筑周圍的氣候和環境條件進行調查，掌握其特點，通過科學的選址，合理地確定建筑的朝向，提高建筑工程的通風與采光條件，減少建筑暖通空調和照明設備的耗能。運用環境資源時，設計團隊可以利用能源收集設備和能源轉換設備獲取所需資源，從而發揮環境資源的最大功效，強化綠色設計的效果。

4 結語

綜上所述，本文對預制裝配式建筑設計的意義以及存在的問題等方面的內容進行了總結，并對預制裝配式建筑設計中的混凝土結構優化設計、鋼筋連接設計、節點防水設計、環境適應性設計等具體應用進行了分析，希望對相關人士提供一定的參考。