探析裝配式建筑結構的設計要點

張榮杰

摘要：在我國經濟不斷發展的過程中，建筑形式及建筑規模均處于持續發展的狀態中，建筑結構設計的應用形式偏向于更為便利的形式，裝配式建筑以其便利經濟的特點，在建筑施工結構設計中發揮重大作用。裝配式結構設計的應用，使得建筑設計的工作更為簡易，有利于施工效率的提升，滿足我國建筑行業的要求。基于此，本次研究以裝配式建筑結構為研究對象，集中分析裝配式建筑結構的設計要點，以期為改善裝配式建筑結構的設計要點提供相應的參考。

關鍵詞：裝配式建筑;結構設計;分析要點

現階段，伴隨著廣大群眾經濟水平的提升，對建筑功能需求日漸增加。對此，我國建筑形式以及建筑規模都在持續的發展中，建筑結構設計的應用形式偏向于更為便利的形式，裝配式建筑以其便利經濟的特點，在建筑施工結構設計中發揮重大作用。裝配式建筑作為一類新型建筑形式，逐漸呈現在大眾視野之中，其具有施工效率高、施工質量高、經濟環保等特點，滿足廣大群眾現階段的建筑功能需求。裝配式建筑結構設計具有一定的難度，探索裝配式建筑結構要點對推動裝配式建筑進一步發展有著積極的現實意義。基于此，本次研究以裝配式建筑結構為研究對象，集中分析裝配式建筑結構的設計要點，以期為改善裝配式建筑結構的設計要點提供相應的參考。具體分析如下：

1裝配式建筑概述

裝配式建筑工程首先需要在建筑構件預制場內提前完成預制梁結構、預制板、預制柱以及預制墻體等主要結構構件，然后將預制構件統一運輸轉移，到施工現場之后通過焊接、澆筑或者螺砼連接等多種方式實現構件的組裝連接，從而形成完整的建筑結構。裝配式建筑在我國建筑領域已有多年的發展歷史，相比傳統建筑，其具備突出的應用優勢，同時也是未來工程的主流建筑之一。裝配式建筑構件的預制過程中都是在專業廠房內部完成，然后在施工現場進行安裝操作，此過程不易受到外界天氣情況的干擾。裝配式建筑整體的施工方式整體能夠降低工程對于人力成本和施工成本的投入，在施工過程中，裝配式建筑相比傳統建筑不會產生較多施工噪聲以及可以控制現場的揚塵情況。

裝配式建筑是由結構系統、內裝系統、外圍護系統、設備管線系統組成。設計是所有建筑工作的源頭，是建造活動的起點，也是后續工作的依據和信息數據的來源。為了提高建造活動的效率，提高建筑產品和建筑物的質量，提高建筑項目的經濟效益，滿足工業化生產的要求，裝配式建筑必須進行標準化設計，即以少量規格的部品部件，通過排列組合，以模數化、集成化、模塊化的方式，形成多樣化、適應性強的建筑功能和建筑形態，以滿足成本、功能和審美的需求。標準化設計是提高裝配式建筑質量、效率、效益的重要手段，是建筑設計、生產、施工、管理之間技術協同的橋梁，是裝配式建筑在生產活動中能夠高效率運行的保障。因此，發展裝配式建筑必須以標準化設計為基礎。

2裝配式建筑結構設計要點

2.1構件拆分設計要點

標準化設計是裝配式結構的一大特點，即采用標準化的部品部件，形成標準化的模塊，進而組合成標準化的樓棟，在部品部件、功能模塊、單元樓棟等層面上進行不同的組合，形成多樣化的建筑成品，這種具有工業化特征的建筑成品也稱作建筑產品。

標準化設計首先要堅持“少規格、多組合”的原則。“少規格”的目的是為了提高生產的效率，減少工程的復雜重度，降低管理的難度，降低模具的成本，為專業之間、企業之間的協作提供一個相對較好的基礎。“多組合”是以少量的部品部件組合成多樣化的產品，滿足不同的使用需求

2.2預制剪力墻結構設計要點

預制結構構件作為裝配式建筑基礎工作，要想保證預制結構設計的合理性，需對預制結構構件展開深入分析。通常情況下，預制構件結構設計中，所需要考慮的問題，主要涉及到以下3個方面的內容。（1）預制結構構件持久性設計參數分析，具體涉及到預制結構構件承載力、變形以及裂縫等，對上述內容展開驗算，確保上述參數符合國家現行規范的具體要求。（2）地震設計參數分析，建筑結構抗震能力的強弱，取決于建筑結構的穩定性與可靠性。對于裝配式建筑而言，預制結構構件的設計須保證構件承載力達到相關標準要求，需進行反復驗算。（3）關于制作、運輸、堆放以及安裝等環節的預制構件的驗算，需保證各項指標符合國家現行相關要求，確保其達到相應的標準。上述環節之所以加強預制構件的驗算，是因為在上述環節中具有較大的幾率出現預制結構構件損壞現象，情況嚴重的將影響后續施工質量。因此針對制作、運輸、堆放以及安裝等環節，均需進行結構驗算，確保其質量符合相關要求，才能為后續的生產、施工質量提供有效保障。對于上述環節的驗算，可采用構件自重標準值乘以動力系數后作為等效靜力荷載標準值的方法。動力系數的選擇需結合構件具體施工情況，首先是構件運輸、吊運等，動力系數通常選擇1.5;其次構件翻轉、安裝中的就位與臨時固定，動力系數通常選擇1.2。預制構件進行脫模驗算時，等效靜力荷載標準值應取構件自重標準值乘以動力系數后與脫模吸附力之和，且不宜小于構件自重標準值的1.5倍。動力系數與脫模吸附力應符合下列規定：（1）動力系數不宜小于1.2;（2）脫模吸附力應根據構件和模具的實際狀況取用，且不宜小于1.5kN/m2。

2.3結構構件連接節點設計要點

在裝配式建筑結構中，其構件連接部分的計算環節是非常重要的，設計人員需根據相關參數完成預制構件相關連接節點圖紙的繪制，其中主要的預制裝配連接節點主要包括疊合梁結構節點、預制梁柱拼接節點以及疊合樓的拼接點等，以上幾種結構構件類型在進行連接節點選擇的時候，需根據結構實際特點進行設計。構件連接節點部分使用混凝土材料，其中混凝土強度有嚴格的參數要求，一般來說必須要超過預制砼結構的強度。預制構件節點連接的方式有很多，最常見的有螺砼連接方式、套筒灌漿連接方式、結合面構造方式以及漿錨搭接方式等等。工程設計人員需結合實際需求對于以上連接方式進行選擇。

2.4預制結構構件設計要點

裝配式建筑的核心工作內容是預制結構設計，要想保證裝配式建筑的建筑質量，首先需要確保構件設計的合理性。工程設計人員進行預制結構構件設計時，需重點考量以下三方面的內容。第一，工程設計人員需針對建筑的預制結構構件的持久性進行專業測算分析，其中主要參數包括構件的承載力、變形參數以及開裂概率等。第二，工程設計人員需對構件的抗震參數進行計算分析，測算構件的穩定性和實際受力狀態，同時根據相關參數對構件抗震性能進行強化處理。第三，工程設計人員需對預制構件制作參數、運輸模式選擇以及構件安裝等重要環節，設計人員需進行科學計算和反復校驗，以此避免預制構件在生產、運輸、后續安裝期間出現問題或者出現數據誤差，導致裝配式施工質量造成較大不良影響。

結語

本次研究分析了裝配式建筑結構的設計要點，對構件拆分設計要點、剪力墻結構設計要點、結構構件連接節點設計要點、預制結構構件設計要點進行詳細分析，豐富了預制結構構件設計要點的研究成果，并為其他裝配式建筑改善預制結構構件設計提供了參考，關于這一問題還可以從根據傳統建筑對比角度進行分析，以此進一步凸顯裝配式建筑的發展空間和前景。

參考文獻：

[1]趙鵬，陳浩，章明友. EPC模式下BIM技術在裝配式建筑中的設計應用和實踐[J]. 建筑結構，2019（S1）.

[2]牛昌林、馮力強、張雷、魏宏亮、吳星蓉. 基于知識圖譜的國際裝配式建筑研究可視化分析[J]. 土木工程與管理學報，2020，v.37（05）：71-79.

[3]周景陽，何鵬旺. 基于解釋結構模型（ISM）的裝配式建筑成本影響因素分析[J]. 工程管理學報，2019，033（001）：39-44.

[4]江韓，趙學斐，張并銳，等. 某裝配式建筑抗震設計及BIM技術設計施工一體化應用[J]. 工程抗震與加固改造，2019（2）.

[5]周景陽，何鵬旺. 基于解釋結構模型（ISM）的裝配式建筑 成本影響因素分析 2019年3月1日 免費全文[J]. 工程管理學報，2019.