裝配式建筑結構設計優化路徑研究

匡輝軍

銘揚工程設計集團有限公司 浙江杭州 310000

如今工程建筑行業在社會經濟迅速發展的大前提下迅速崛起，其工程建筑結構的設計及模式創新成為當前建筑行業發展的突破口。當前傳統的工程建筑結構模式的粗放性特點使得企業成本資源配置利用不合理，工程施工過程中所帶來的環境污染和能源浪費等問題也使得工程建筑行業發展受阻。此外，人民生活水平的提升使得工程建筑產品質量及工程建筑安全保障無法滿足人民的需求。因此，加強預制裝配式建筑結構的應用進而實現工程建筑結構體系的創新完善對于助推建筑工業化具有重要價值[1]。

1 裝配式建筑概述

裝配式建筑是在構件預制廠將梁、板、柱、墻等結構構件預先生產，統一轉運至施工現場經焊接、螺栓、澆筑等施工將這些預制構件連接在一起形成一個整體性的建筑。我國在20世紀50-80年代開始發展裝配式建筑，其所具備的各類優勢促使其成為未來建筑行業的重要趨勢。當前，節能環保標準及人力資源成本的增加，推動了預制裝配式住宅在我國的推廣，裝配式建筑研究、應用不斷增加，在建筑結構設計方面已與初期存在較多差異。但由于裝配式建筑產業體系不夠完善，其應用受到一定阻礙，各地設計人員的裝配式建筑設計經驗欠缺，裝配式建筑結構設計人員與生產廠家未能有效對接等問題，阻礙了裝配式建筑的應用。因此，設計人員必須充分掌握裝配式建筑結構設計要點，并加強各方溝通，結合我國經濟、社會發展需求形成能夠適應當前狀況的建筑結構設計標準及經驗，為我國裝配式建筑推廣應用奠定良好基礎。

2 裝配式建筑結構設計的優化路徑

2.1 管控整個設計流程

傳統民用建筑是以功能需求為導向來設計的，特別是在民用生活空間，要爭取實現基本功能和空間環境的最優化。裝配式建筑不僅需要適用性和功能性，還需要注意設計的生產和裝配施工過程。由于結構組件預制廠家的生產、運輸和施工安裝要求，裝配式建筑必須將結構設計擴展到整個過程。在設計的初期階段，就應考慮結構組件有較統一的模數、拆分設計和合理的受力、傳力結構設計體系。當前裝配式建筑施工成本高，原因也是由于各個方面，但主要原因還是因為參與項目設計單位、預制廠家、施工單位缺少溝通和技術交流，管理不到位，導致設計、施工、生產等環節出現漏洞，也導致了分體系統的組件和設計的節點結構增加了大量難度，使結構組件不能標準簡單化而變得更加復雜化，從而增加成本、降低建筑舒適性。在設計上，要有詳細施工圖紙及施工深化圖紙，設計單位、預制廠家、施工單位保持密切溝通、配合工作，以此來確保參與整個項目的單位能夠順暢溝通，協調問題能夠及時、合理地解決[2]。

2.2 構件拆分設計

預制構件設計期間要參考生產單位生產工藝水平，確立最為合理的尺寸，最大限度減少建筑結構間的誤差，努力避免因尺寸問題而造成的質量問題。同時，設計人員還要關注施工單位吊裝工作水平，合理選擇吊運方式、位置等細節。部分單位將構建進行拆分主要是為了降低工程建設成本和優化施工流程，利于對各個現場施工節點進行把控。另外，還要關注裝配式建筑結構的安全性，確保建筑施工過程中具備良好的可靠性、安全性。而且，設計人員要考慮結構安全性及構件運輸、安裝等方面的問題，綜合多種環節的需求，不斷調整預制構件拆分設計，才可以使設計更為合理。對于預制構件的拆分需要以把握裝配式建筑主體結構受力情況為前提，在掌握現澆與預制范圍時，明確構件拆分位置，明確后澆區與預制構件間的關聯。結構拆分時還要根據實際情況減少構件類型，確保建筑結構總體的合理性，必須掌握相鄰構件拆分情況，合理選擇構件接縫位置。例如：剪力墻結構拆分裝配設計時，要盡量選擇T型剪力墻，避免拆解得較為分散；對于需要增加翼緣的剪力墻，要保證翼緣長度設計合理，減少邊緣構件澆筑長度影響現場施工[3]。

2.3 根據實際情況選擇合理結構體系

配裝式建筑結構設計時，應該考慮和分析每個施工環節中結構預制組件在單獨及整個結構體系傳力、受力情況，還須考慮結構預制組件安裝前與安裝后在整個結構體系傳力、受力變化情況，必要時應該增加支撐系統和框架的二道防線，應在每個施工階段都要有完整的結構體系，才能保證施工時的結構安全性，必須要滿足所設計建筑的抗側力和承載重力的要求，還須滿足變形允許值下及裝配組件與現澆結構部分的節點連接安全和合理性，這需要設計人員對房屋結構的薄弱處環節進行優化設計，以此來促進解決這些問題。在工程結構設計中，承重墻這一部分也是需要優化提升的，優化提升后有利于讓建筑空間得到一個合理的布局與利用，還能夠大大提升這棟建筑的適用性和功能性。讓建筑的空間功能變得更加合理、更有價值、人性化，還可以提升建筑多方面設計的優化性，方便實施優化建筑結構的設計環節[4]。

3 結語

綜上所述，裝配式建筑結構作為一種新型的現代工程建筑結構模式，是實現效率及質量提升的必然要求。同時，設計人員對于工程結構質量及成本具有一定積極影響，廣大設計人員需要進行積極的技術探索與技術創新，以便裝配式建筑更快更好標準化、工業化。