裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化路徑研究

楊麗琛

遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110000

目前，住宅業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)地位已經(jīng)確立，住宅建筑工業(yè)化必將是今后住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，我國建筑工業(yè)化已經(jīng)進(jìn)入持續(xù)、健康發(fā)展的新時(shí)期。裝配式建筑結(jié)構(gòu)能夠提高建筑的建造效率，通過裝配式建筑結(jié)構(gòu)能夠使建筑施工更加安全，提高了建筑行業(yè)的靈活性，同時(shí)也更加符合綠色節(jié)能環(huán)保的建筑要求。裝配式設(shè)計(jì)的過程極其精密，本文對(duì)裝配式設(shè)計(jì)理念進(jìn)行敘述，對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和要求

①思路，在采用裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，首先要明確設(shè)計(jì)思路，因?yàn)檠b配式建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有獨(dú)立性，合理的設(shè)計(jì)可以減少異形構(gòu)件，從而保障裝配式建筑整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，同時(shí)也能降低建設(shè)成本。在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該從尺寸、配筋等多個(gè)方面著手考慮，同時(shí)還要做好節(jié)點(diǎn)錨固、構(gòu)配件拆分等工作。如果采用程序化的設(shè)計(jì)方式，會(huì)導(dǎo)致建筑外形過于單一，梁、板、柱等內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shù)來優(yōu)化設(shè)計(jì)，從項(xiàng)目規(guī)劃、概算、預(yù)算、物業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，實(shí)現(xiàn)全生命周期智能動(dòng)態(tài)控制和管理。在BIM 技術(shù)應(yīng)用的過程中，可以采用revit+國內(nèi)插件進(jìn)行建筑的創(chuàng)建和設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，可以采用PKPM 計(jì)算配筋量，同時(shí)也可以對(duì)層側(cè)移剛度進(jìn)行計(jì)算。以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)思路更加清晰、合理。②要求，在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員要要采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，如上文所述，可以基于BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要保障結(jié)構(gòu)質(zhì)量，還要增強(qiáng)建筑功能性，同時(shí)控制工程成本，確保各類資源的合理配置和應(yīng)用，進(jìn)而使裝配式工程的整體效益得到提升，同時(shí)也可以促進(jìn)裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)和優(yōu)化。通常，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：一方面，要明確功能需求，合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局，詳細(xì)分析柱節(jié)點(diǎn)等內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布情況；另一方面，根據(jù)工程整體水平，對(duì)結(jié)構(gòu)體系、材料等參數(shù)進(jìn)行配置和設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)的科學(xué)合理。

2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化路徑研究

2.1 疊合板與墻體設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的核心工作。在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)保證結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性與安全性，使預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)能夠有效地連接各處區(qū)域，保障建筑的質(zhì)量。這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)于預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)論證，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況細(xì)化設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)善于利用多種裝配式施工技術(shù)，保障良好的施工效果，達(dá)到縮短工期節(jié)約物資的目的。在設(shè)計(jì)過程中受力構(gòu)件是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，在疊合板進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)滿足一定的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)要求疊合板的厚度不得小于60mm，并且在采用150 板時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用PC 層與RC 層組合的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保疊合板的質(zhì)量。當(dāng)疊合板跨度高于3m 時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)選用鋼架混合疊合板，當(dāng)跨度大于6m 時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制板設(shè)計(jì)，增強(qiáng)疊合板的機(jī)械強(qiáng)度。從而更好地保障裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，提高建筑的整體機(jī)械強(qiáng)度。預(yù)制剪力墻在施工過程中由于結(jié)構(gòu)件較多，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件之間出現(xiàn)了過多的縫隙，針對(duì)這一問題，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行預(yù)制剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)做好接縫的處理工作，同時(shí)保障施工的便易性，達(dá)到縮短工期的設(shè)計(jì)效果，在明確預(yù)制剪力墻的相關(guān)指標(biāo)后，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場施工特點(diǎn)對(duì)預(yù)制剪力墻做出設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求中明確指出裝配式結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)保障承重構(gòu)件豎向受力的問題，豎向受力要均勻，且受力程度要低，保證豎向承重構(gòu)件上下對(duì)齊，并且沒有轉(zhuǎn)換。在一般的情況下護(hù)剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行優(yōu)先的設(shè)計(jì)選擇，便于預(yù)制結(jié)構(gòu)件的現(xiàn)場安裝，內(nèi)部剪力墻設(shè)計(jì)由于施工安裝較為困難，所以應(yīng)當(dāng)予以排除。在進(jìn)行墻體底端加固作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)豎向受力構(gòu)件進(jìn)行水泥的澆筑工作。疊合板與剪力墻是裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的部分，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)工作。

2.2 結(jié)構(gòu)選型

在工程設(shè)計(jì)的過程中，為了減少塔樓沉降差異，進(jìn)而出現(xiàn)各類問題。塔樓規(guī)范裙房外會(huì)設(shè)置沉降縫，塔樓一層結(jié)構(gòu)樓板比裙房高1.2m，所以在周圍設(shè)置水平加腋大樣，以此確保水平力可以順利傳遞。不僅如此，核心筒采用細(xì)腰型布置的方式，結(jié)構(gòu)在核心筒外墻兩側(cè)增加了寬度為1m 的結(jié)構(gòu)連板，以此確保樓板寬度在5m 以上。為了滿足裝配和預(yù)制的要求，預(yù)制構(gòu)件選擇凸窗、陽臺(tái)和部分樓板。

2.3 裝配結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

裝配結(jié)構(gòu)是一種預(yù)制件安裝的形式，預(yù)制件當(dāng)中難免會(huì)存在一些細(xì)微的問題，設(shè)計(jì)工作人員在對(duì)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先應(yīng)當(dāng)注重裝配結(jié)構(gòu)預(yù)制件的平面設(shè)計(jì)，在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)時(shí)要保障平面布局的合理性，建筑門窗應(yīng)當(dāng)與平面設(shè)計(jì)相吻合，使門窗達(dá)到安全適用標(biāo)準(zhǔn)，一般采用上下對(duì)齊和成列分布的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，要注重預(yù)制構(gòu)件之間的縫隙防水設(shè)計(jì)，保障預(yù)制構(gòu)件的耐久性，在墻板縫隙處、樓梯接縫處等位置進(jìn)行防水設(shè)計(jì)，保障其使用效果。在對(duì)一些特殊部位的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)其精確性進(jìn)行考量，并且要在接縫處進(jìn)行防水、防風(fēng)設(shè)計(jì)，保障室內(nèi)的保溫性能。在外墻與立面設(shè)計(jì)時(shí)，要達(dá)到美觀整潔經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求，墻體與墻體間的連接部分要做好加固工作，使裝配式結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)達(dá)到保溫、隔音、防水等硬性要求。

3 結(jié)語

綜上所述，在這個(gè)建筑工程行業(yè)發(fā)展飛速的時(shí)代，相應(yīng)的建筑技術(shù)也得到迅猛的發(fā)展。隨著裝配式建筑的不斷增多，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求也在不斷提高。為了滿足人們對(duì)建筑的要求，設(shè)計(jì)人員要不斷進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和改進(jìn)。通常要從設(shè)計(jì)流程、計(jì)算方式、設(shè)計(jì)體系等方面著手優(yōu)化，通過有效的監(jiān)督和管理工作確保設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效性，從而促進(jìn)裝配式建筑工程項(xiàng)目效益的全面提升。