裝配式建筑的結構設計與施工要點

李帥

（保定市城鄉建筑設計研究院，河北 保定 071000）

引言

近年來，隨著我國建筑業快速發展，裝配式建筑應用更加廣泛，裝配式建筑是一種綠色環保型的建筑，而且能夠快速施工，減少了施工時的污染。但是在裝配式建筑施工前期，要優化布局設計建筑工程圖紙，圖紙設計好壞會影響到后期項目建設的效果。設計師要把握好各裝配施工環節要點，明確設計中的關鍵點，不斷完善裝配式建筑施工設計方案，為后期裝配式建筑施工方案打下堅實基礎。

一、裝配式建筑結構概述

（一）裝配式建筑的基本概念

裝配式建筑不僅具有結構方面的突出優勢，還可以在施工建設的過程中實現生產成本的控制，減小施工過程中的環境污染和資源浪費。憑借這些優勢，裝配式建筑得到了廣泛的應用。從裝配式建筑結構的施工流程來看，主要以設計、生產、施工、安裝為主，在預制工廠內根據前期所設計的各個構件來組織生產，對各個構件加以適當的優化，保障構件質量，這種預制生產、現場安裝的方式有效提升了整體的施工效率。此外，裝配式建筑結構下的施工安裝作業，有效實現了裝配安裝施工與裝配件設計的結合，保持了各個結構施工的協調性與高效性。

（二）預制裝配式建筑設計特點分析

預制裝配式建筑設計的特點具體如下：首先是流程相對精細，在對預制裝配式建筑體系進行設計的過程中，施工流程更為精細和全面，這使得建筑設計工作逐漸朝著精細化這一方向發展；其次是成本相對精細，在對預制裝配式建筑物進行設計的過程中，需要將設計的成果視為生產的主要依據，通常情況下，預制構件的拆分方案存在一定的差異，所以，科學合理的建筑設計方案能夠對成本進行精細化的控制；同時，需要進行一體化配合工作，預制裝配式建筑設計工作需要對設計成果予以優化處理，這項工作的進行需要建立在不同專業與廠家配合的基礎上，從而實現一體化管理的效果。此外，需要進行模塊化的設計工作，需要對不同的建筑元素進行統一，對建筑參數予以控制，使得建筑模塊能夠建立起合作的關系，進而提升建筑設計工作的標準化水平。

（三）裝配式建筑結構優勢

首先，可行性高。安全性與實用性對建筑工程來說非常重要，使用裝配式結構可以更好地將各個建筑環節結合起來，從而保證整個建筑工程的穩定性。有關設計人員在對裝配式建筑結構進行設計的時候，需要結合具體情況對各個施工重點進行統一規劃，與此同時加強對材料的關注，保證將加工過后并且質量達標的材料投入使用。其次，保證建筑質量。裝配式建筑結構需要對大部分的生產構件進行統一生產與組裝，于是就在很大程度上減少了施工操作環節，從而在很大程度上保證了施工的準確性，標準控制也更為嚴格，管理難度降低，使建筑質量得到保證。另外，保證建筑的環保性與安全性。在裝配式建筑結構設計中，包括零件組裝以及室內設計在內的諸多環節都會有專門的管理與考核機制，從而盡可能地保證操作的規范性，減少傳統建筑施工中存在的噪音、粉塵、操作不達標等問題，有效保證建筑的環保性與安全性。

二、裝配式建筑的結構設計與施工要求

（一）裝配式建筑結構設計要求

裝配式建筑結構設計中，可行性和實用性是必須要堅持的原則。專業的結構設計人員在開展設計工作時，應該考慮裝配式建筑的使用功能、安全性和抗震性是否達到了結構標準要求。由于裝配式建筑結構的構成要素繁多，為促進結構目標的實現，專業設計人員應開展精細化設計，以保障各個結構細節問題的處理。此外，裝配式建筑中的節能環保性設計也應該達到要求，設計人員應綜合分析能源消耗、環境保護等方面的要求，將裝配式建筑的結構高度、結構不規則項、復雜指標等控制在特定范圍內。初步設計環節，尤其要進行材料、結構體系、結構布置等的綜合對比，從經濟性、可行性、安全性等角度，確定最佳的結構設計方案。裝配式建筑的結構設計中，相關設計人員應根據實際的設計需求，采用先進的結構設計技術，比如，選用BIM 技術來開展裝配式建筑的結構設計優化。在利用BIM 技術開展結構設計優化的過程中，不僅要關注結構的整體質量，更要注重建筑功能性的考慮，實現裝配式建筑施工過程中的資源合理配置與利用，提高裝配式建筑的經濟、社會與環保效益。在開展裝配式建筑結構設計的過程中，專業設計人員應首先了解結構的功能需求和特性，對整個裝配式建筑開展科學的結構布局；其次，專業設計人員應依據結構標準，對結構體系中相關參數加以科學配置，保障各個設計細節的優化。

（二）裝配式建筑施工要求

預制裝配施工設計規范中，需要根據建筑設計的規范要求分析，判斷其實際的承載強度。按照分割設計標準調整空間中存在的不靈活因素。采用合理的預制建設施工規范方式，結合自身的需求，采用符合墻體操作，提升技術空間的創新作用。預制樓板墻體、地面、屋面均采用新材料，可以有效地提升預制加工的節能環保水平，保證建筑整體施工質量的合理性，最大限度地提高節能利用率。按照預制建筑施工的規范要求，將建筑材料、裝配材料進行整合，對建筑外墻采用批量生產加工工藝，保證建筑整體施工的質量合理性。通過各方面的技術規范要求，打破傳統的技術操作壁壘，降低傳統地基的承載力水平，重視優化建筑的實際操作配置工序，優化建筑施工的現場管理，滿足建筑設計的實際安裝配置要求。

三、裝配式建筑結構設計要點

（一）實施全過程的建筑結構設計流程管控

部分裝配式建筑存在著結構設計成本偏高、設計細節把控不嚴的情況，這是結構設計流程管控不嚴格所造成的。正是因為沒有制定科學的結構設計流程，導致在設計、生產與施工環節的銜接性不足，無論是構件生產還是施工作業中都面臨著多種質量問題。因此，針對這一情況，在裝配式建筑的結構設計時，設計人員應根據總體的結構設計標準，處理好結構圖紙、構件預制和施工作業之間的緊密關系，通過不同環節的流程再造和銜接來保障設計工作的高效、有序進行。各個工程企業在裝配式建筑結構設計中，應該不斷積累經驗，對結構設計流程加以調整與控制，簡化預制構件的生產工序與流程，降低總體的施工難度，實現構件預制中的成本控制。

（二）科學設計裝配式連接結構構件

想要科學設計裝配式連接結構構件，需要確保水平接縫和豎向結構的無縫銜接，并對銜接處進行套筒灌漿處理，確保鋼筋連接穩固，在對接頭進行處理時，需要采用標準的處理技術。對于裝配式剪力墻構件設計時，需要對混凝土接頭套筒處進行保護，確保其厚度合理，對于裝配式結構構件的鋼筋接頭處，也需要將套筒外側通過混凝土進行保護。對于裝配式梁、板構件和混凝土后澆疊合層進行設計時，需要對其進行連接，并科學區分粗糙面和鍵槽位置，確保鍵槽設計科學合理。根據粗糙面位置對后澆混凝土和裝配式剪力墻構件底部和頂部進行科學結合，并對結合處采用鍵槽設計。

（三）結構技術體系設計

技術體系是裝配式建筑結構設計中起決定性作用的因素，這一問題十分重要，設計人員在設計與施工的過程中需要加強對這一技術的運用，保證設計質量。先進技術在裝配式結構設計中的應用可以在很大程度上促進結構設計體系的不斷完善與優化，從而促進整個建筑行業更好地發展。就當前我國建筑行業裝配式建筑結構發展現狀來看，技術體系主要分為三種，分別為疊合剪力墻結構體系、裝配整體式剪力墻結構以及整體框架結構。為保證裝配式建筑結構設計質量，設計人員在設計的過程中一定要結合實際情況對結構技術體系進行選擇，同時對每一個結構體系進行針對性的設計。在實際操作過程中，設計人員一定要加強對施工現場的考察，結合施工現場的實際情況對建筑的風負荷以及抗震能力進行分析，然后再通過結構形式選擇與設計賦予建筑相應的性能，保證技術體系選擇的合理性。疊合板與疊合梁一般使用在平面樓蓋中，豎向剪力墻構架則用在單面或者是雙面的預制剪力墻中，為保證工程質量，在進行節點鋼筋連接的時候，要注意嚴格按照相關標準進行施工。

（四）預制裝配式結構節點設計

傳統建筑的結構連接節點只能發揮連接、傳遞的作用，達不到國家要求的標準，在進行裝配式建筑結構的設計過程中，設計人員要注意優化裝配式建筑結構的節點，使其在連接時能快速準確地完成，節省施工時間，連接節點的優化可有效提高建筑的抗震性，進一步加強建筑的安全性。另外，在進行連接節點優化設計時，可參考國內現有的先進科學技術，從而有效發揮節點作用。節點的優化可有利于結構的穩定性，從而保障工程的整體質量和安全性。

四、裝配式建筑施工技術要點

（一）構件吊裝技術分析

裝配式建筑構件主要包括干式構件和濕式構件兩種。不同的構件，吊裝施工流程也不盡相同。在吊裝施工過程中，施工企業需要根據構件的不同類型，采取相應的吊裝技術，實施不同的吊裝流程。例如，在進行干式構件的吊裝作業之前，首先需要對建筑本身進行放樣作業，然后根據放樣所取得的模型，進行預制構件的吊裝，最后對各個構件之間的縫隙進行灌澆、加固，在以上工序完成后，進行外墻保溫、裝飾作業；而濕式構件同樣需要在吊裝之前進行放樣作業，然后吊裝預制構件、進行混凝土澆筑，在完成基礎吊裝后，還需要對其進行機電施工作業對其進行加固，在加固作業基礎上，最后進行各個構件之間的灌澆施工。

（二）預制裝配剪力墻施工技術

按照現代預制裝配建筑施工技術要求，按照預制裝配的連接方式，構建預制構件。在連接操作方式方法分析中，需要明確建筑整體竣工質量符合實際連接規范要求。根據預制裝配的技術標準，選擇螺栓連接的方式，確定預制構件的緊密連接操作方式。在保障精密連接操作規范要求的情況下，提升建筑施工的技術水平。按照實際安裝操作方式，方便鋼筋的拆裝使用，需要在建筑下層制定預留，借助螺栓完整剪力墻的固定工作，提高預制裝配的整體合理性，完善預制建筑施工水平。在預制裝配操作施工技術規范中，需要考慮剪力墻與主體施工的連接方式，確定連接方式，保證螺栓連接與建筑整體緊密可控，保證預制裝配施工的有效性，避免墻體出現移動問題。

（三）外墻裝配式施工防水處理

對于防水技術的應用需要嚴格根據施工技術規范進行，并根據實際的裝配式外墻施工情況科學進行處理。裝配式技術不同于傳統的防水方法，需要結合建筑物結構特點和裝配式建筑構件特點妥善解決接縫問題，以此明確外墻漏水的具體位置，對此還需要對傳統的工藝進行改變。一般先選擇的方法是排水引流的方法，在外墻裝配式結構設計時先需要將建筑物室內的積水進行引流，并運用室內排水系統將室內的積水引流至室外。另外，一些預制裝配式結構構件施工時會運用一些特殊材質，這種材質形成的外墻會有接縫，因此更容易發生接縫現象，這種現象需要及時解決，避免因此漏水影響建筑物質量。

結語

綜上所述，裝配式建筑作為一種現代的建筑施工模式，其發展對于建筑工程整體施工效率及效益的提升有著重要意義。裝配式建筑的設計環節是裝配式建筑施工技術的重要應用環節，相關人員應充分重視結構設計與施工的融合，做好兩方面的分析，保證裝配式建筑的合理性。