裝配式建筑結構設計要點與應用分析

區嘉樂

景森設計股份有限公司 廣東 廣州 510000

在新時代背景下，隨著社會經濟的迅速發展，我國建筑行業的發展速度也是變得越來越快，社會各界對建筑每個方面都是提出了較為嚴格的需求，尤其是建筑結構形式方面。在新時代背景影響下，建筑形式也變得更加具備多樣性，人們開始越來越關注新型建筑形式，而裝配式建筑就是其中之一。從分析現階段建筑行業的發展狀況就可以看得出來，未來的主要發展方向就是裝配式建筑。但是從裝配式現階段發展情況就可以看得出來，因為我國在這方面起步相對而言比較晚，因此當下屬于初級研究階段，一些外部因素會對建筑高度以及建筑功能和施工技術甚至運輸條件等方面造成一定影響。在設計建筑結構過程中，依舊會出現很多問題，就目前來講，建筑企業以及相關工作人員需要急需攻克的問題就是如何提升裝配式結構設計的科學性，所以設計工作人員在實際設計過程中，應當利用全新的設計理念完成設計工作，進而使得裝配式結構設計方案更加具備合理性以及科學性[1]。

1 簡介裝配式建筑

圖1 裝配式建筑圖

把預先制造好的建筑結構中的每一個構件統一運送到指定施工現場，在施工現場，利用這些構架裝配形成的建筑指的就是裝配式建筑。從上個世紀初起相關建筑行業的工作人員就提出了裝配式建筑的觀念，但是因為裝配式建筑外形形式缺少多樣化，所以在一定程度上影響了裝配式建筑的使用以及推廣。在新時代背景下，隨著社會經濟的迅速發展，建筑行業的發展速度也是變得越來越快，這在一定程度上提升了裝配式建筑形式的多樣性，直到現在，裝配式建筑結構已經被靈活運用到了建筑行業當中。裝配式建筑與傳統建筑行事相互比較存在一定的差異性，不僅具備施工速度快以及施工效率高的特征，同時也會使得施工質量得到顯著提升，如圖1所示。

2 分析裝配式建筑結構設計要領

2.1 設計準備工作

在實施裝配式建筑結構設計作業時，設計工作人員應當對設計流程進行充分考慮，并且還要結合實際情況，利用科學有效的技術手段不斷優化設計流程，這樣可以使得裝備式建筑結構方案更加具備實效性以及科學性[2]。裝配式建筑與傳統形式的建筑相互比較，存在一定的差異性，因此在實施結構設計作業時也會存在比較大的差異。在設計裝配式建筑結構過程中，不僅需要對建筑自身的功能以及質量和美觀給予高度重視，并且還要對每一類預制構件的工廠生產、現場裝備以及運輸等問題進行充分考慮。在實施裝配式建筑施工作業時，施工工作人員應當高效率完成每一項施工環節，一旦任何一個環節出現問題，都會對建筑質量造成一定影響。對于裝配式建筑設計而言，應當落實到建筑施工過程中，進而使得整體建筑質量得到明顯提升。對于設計工作人員來講，應當結合實際情況，利用科學有效的技術手段使得裝配式建筑結構方案的可行性得到顯著提升，并且需要精細化設計每一個部分的構件，結合具體狀況對生產工序進行簡化處理，這樣可以使得施工成本以及現場裝配難度變得越來越低。

2.2 布局方式

從現階段的情況就可以看得出來，因為高容積率會對裝配式建筑造成一定影響，因此我國大部分建筑在規劃布局方面都受到了很多局限，尤其是裝配式建筑。針對裝配式建筑來說，不僅要對規劃布局問題進行充分考慮，還需要對工藝流程問題給予高度重視，例如需要科學合理的布置預制構件的運輸車流線、構件對方廠以及塔吊位置等，這些都屬于重要工作內容。在布局設計方面應當做到易于裝配，這不僅會實現優化施工流程的目標，同時也能夠使得施工難度變得越來越低。應當科學合理設計套型的組合拼接方式以及體型系數等，這樣可以使得裝配式建筑的功能性得到有效保證。因為在布局裝配式建筑時所涉及到的相關工作內容比較多，因此應當不斷的提升作坊之間的協調性，進而為順利開展后續工作奠定扎實基礎。

2.3 標準化類型

在設計裝配式建筑結構過程中，應當與構件標準實際需求保持一致，這樣不僅可以使得施工工期變得越來越短，同時也會使建筑成本以及模板用量變得越來越低。我國裝配式建筑與其他國家相互比較存在一定的差異性，因為我國的裝配式建筑起步相對而言比較晚，就現階段而言，還屬于初級發展時期，因此在施工工藝等方面缺少一定的合理性以及時效性，所出現的這種現象，會對實現裝配化生產承載構件造成一定影響。就目前來講，裝配化主要指兩個部分，其中包括裝配以及現澆。在設計裝配式建筑結構時，想要與建筑需求保持一致，設計工作人員就應當對結構空間規整給予高度重視。在設計裝配式建筑結構過程中，設計工作人員應當結合實際情況，利用科學有效的解決措施，使得裝配式建筑結構標準化程度得到有效提升，并且還要把多個標準單元利用拼合復制的方法對準成平面進行組裝[3]。在規范設置空間結構過程中，需要結合實際的戶型模塊以及交通核模塊等完成此項工作。通常情況下在設置戶型模塊時，都會圍繞室內空間結構完成設置工作，并且還要合理科學的布設客廳以及臥室開間等。在設置交通模塊過程中，應當對樓梯以及走道和電梯井等的設置工作給予高度重視。在新時代背景下，隨著社會經濟的迅速發展，人們對建筑空間個性化，也是提出了較為嚴格的需求，因此在實際設計過程中，應當對業主的個性化要求進行充分考慮，利用不同的平面組合類型。除此之外，在實施設計作業時，應當對以下幾點問題進行充分考慮，門窗與洞口之間需要上下對齊，不僅需要集中布置有水房間，同時還要對外墻實施防水處理作業。

2.4 平面模數化

在新時代背景下，隨著社會經濟的迅速發展，裝配式建筑的利用效率也在逐步提升，結合裝配式建筑的具體要求，在一定程度上模板數量。相同構件數量與模板數量有著密不可分的聯系，并且模板數量會對項目周期以及整體投資造成一定影響，由此可見在整個過程中是相互影響的。在實施裝配式建筑結構設計作業時，設計工作人員應當結合實際情況利用相同模板數量完成設計工作，這樣可以使得模板的重復使用率得到顯著提高，與此同時還需要高度協調好插座與設備開口等重要因素，進而為后期順利開展施工安裝工作奠定扎實基礎。

2.5 構件技術體系

在設計裝配式建筑結構過程中，一項較為關鍵的問題就是結構技術體系，所以在實施裝配式建筑結構設計作業時，設計工作人員應當對結構技術體系給予高度重視。想要與具體設計需求保持一致，就應當不斷的優化結構技術體系。全部與結構設計相關的技術體系指的就是結構技術體系，結構技術體系的合理與否與裝配式建筑設計的成敗息息相關，通常狀況下，在我國裝配式建筑當中，經常運用的結構體系有整體框架結構、疊合剪力墻結構以及裝配整體式剪力墻結構。在實施設計作業時，設計工作人員要對具體狀況進行充分考慮，并且需要結合實際情況科學合理的選擇技術結構體系。例如一旦在裝配式建筑當中需要使用平面結構，就應當使用雙面或者單面預制的疊合剪力墻。除此之外，設計工作人員應當科學合理的選用連接方式，這樣可以使得裝備式建筑結構連接質量以及連接效率得到顯著提升。

2.6 預制構件

裝配式建筑當中非常關鍵的一項環節就是預制構件環節，預制構件質量與裝配式建筑的成敗有著密不可分的聯系，在設計預制形式以及預制部位時，設計工作人員應當結合建筑的特征以及結構體系和預制裝配率實施設計作業。在實際設計過程中不僅要對樓梯以及陽臺等水平構件的預制問題進行充分考慮，還需要科學合理的設置預配式外墻，通常情況下，需要把外墻保溫與裝飾人為一體，但是值得注意的是，在實施施工作業時，應當有效避免運用外部腳手架[4]。

2.7 預制構件節點

在設計裝備式建筑結構過程中，最為重要的難點以及重點就是設計預制構件節點。預制構架節點會對建筑的功能以及結構抗震性能等造成，一定影響。一般狀況下，在連接預制節點過程中，大多數情況下都會使用鋼筋以及套管等。在設計預制構件節點過程中，應當結合實際情況，利用科學有效的技術手段，不斷的優化現澆混凝土結構與預制構件之間的節點連接，并且還要不斷的優化預制構件互相之間的節點連接，這樣能夠有效防止出現成本浪費的現象。

2.8 預制剪力墻結構設計要領

裝配式建筑基礎工作就是預制結構構件，想要使得預制構件設計的合理性以及科學性得到有效提升，就應當深入分析預制結構構件。一般狀況下，在設計預制構件結構過程中，應當對以下三個方面內容進行充分考慮，第一，應當深入分析預制構件持久性設計參數，其中包括裂縫以及變形和預制結構構件承載力等。對上述內容實施驗算作業，能夠使得上述參數的科學性以及時效性得到有效保障。第二需要深入分析地震設計參數。建筑結構抗震能力與建筑結構的穩定性以及可靠性有著密不可分的聯系。針對裝配式建筑來講，在設計預制結構構件過程中，設計工作人員應當利用科學有效的設計理念完成設計工作，這樣可以使得構件承載力得到有效提升。第三，應當仔細驗算有關制作以及運輸和堆放等環節的預制構件，應當有效保障每一項指標都與我國現行有關需求相互一致，進而使得預制結構構件質量得到有效提高。設計工作人員應當結合實際情況，利用科學有效的技術手段，不斷的提升預制構件驗算效率，由于在上述環節當中具備比較大的幾率，不僅會產生預制結構構件損壞的狀況，甚至會對后續施工質量造成影響。所以對于制作以及運輸和堆放等環節來講，都應當結合實際情況實施結構驗算作業，這樣不僅可以使得制作質量以及運輸質量和堆放質量得到顯著提升，同時也能夠為后續的生產以及施工質量奠定扎實基礎。針對上述環節的驗算而言，在實際驗算過程中，應當利用構件自重標準乘以動力系數后作為等效靜力荷載標準值的方式完成驗算工作。在選用動力系數過程中，需要根據構件實際施工情況完成此項工作，首先是構件調運以及運輸等，動力系數通常情況下都會選用1.5。在對預制構件實施脫模驗算作業時，應當選取構件自重標準值乘以動力系數后與脫模吸附力之和作為等效動力荷載標準值，并且不能低于構件自重標準值的1.5倍。動力系數與脫模吸附力應與下列規定保持一致，第一動力系數不能小于1.2，第二，脫膜吸附力應當根據構架以及模具的具體狀況選取與應用，并且不能小于每平方米1.5kn。

3 分析裝配式建筑結構的使用

在新時代背景下，隨著社會經濟的迅速發展，裝配式建筑結構運用效率也在逐漸提升，其中包括木結構體系以及裝配式剪力墻高層住宅體系等，針對這些不同的裝備是結構體系而言所具備的優點以及缺點也是各不相同。例如ps結構體系其具備施工工期短以及節能環保等特征，但是ps結構體系工程造價相對而言比較高[5]。與傳統建筑體系相互比較，裝配式剪力墻高層住宅體系建筑性能具備一定的穩定性，但是所涉及的安裝工作量相對而言比較大，因此在使用裝配式建筑結構過程中，應當結合實際情況科學合理的選用裝配式框架結構體系，這樣不僅可以有效防止出現浪費成本的現象，同時也會使得裝配式建筑結構的利用效率得到有效提升。裝配式建筑結構經常使用的連接形式，包括結合面構造以及螺栓連接等方式，而裝配式建筑結構處理重點，包含防水措施以及保溫措施。另外，針對裝配式建筑結構連接形式而言，在不同的結構體系當中，所表現出來的優點也是各不相同。例如在PC框架體系當中，通常情況下都會使用干連接以及濕連接的連接方式完成連接工作。而對于ps結構體系來講，會使用焊接連接以及螺旋連接的連接方式實施連接作業，這樣可以為裝配式建筑結構提供較好的服務保障。

4 結束語

總而言之，在新時代背景下，隨著社會經濟的迅速發展，建筑行業的發展速度也是變得越來越快，這在一定程度上提升了裝備式建筑的使用效率。裝配式建筑與傳統形式相互比較，具備施工速度快以及施工效率高等特征。但就目前來講，設計工作人員應當結合實際情況，利用科學有效的解決措施，不斷的優化裝配式建筑結構設計，這樣可以使得裝配式結構的合理性以及科學性得到有效提升。在實施裝配式建筑結構設計作業時，設計工作人員不僅要對設計流程進行充分考慮，還要對裝配式建筑結構設計要領給予高度重視，進而使得裝配式建筑結構方案更加具備時效性以及合理性。