裝配式建筑結構設計優(yōu)化探討

賈金成

摘 要：裝配式建筑物由于它獨特的應用優(yōu)勢，受到了越來越多的人重視。目前在我國裝配式建筑物正處于推廣階段，當下我國環(huán)境壓力和能源壓力不斷加大，綠色環(huán)保節(jié)能也成為了裝配結構的設計研究的關鍵。但是，裝配式建筑物的結構與傳統(tǒng)建筑物相比，兩者制作工藝差異較大，設計缺乏經(jīng)驗，結構制造成本高，技術推廣難度大等因素限制著裝配式結構的發(fā)展。因此，通過科學合理的方法對其技術進行優(yōu)化，降低建設成本，顯得尤為重要。

關鍵詞：裝配式建筑；結構設計；技術優(yōu)化

近年來，我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛。為了解決傳統(tǒng)建筑模式中人工成本高、工期長、工程量大、環(huán)境污染嚴重等重要問題，裝配式建筑應運而生，順應了行業(yè)發(fā)展的要求，并且采用裝配式施工方法綠色、環(huán)節(jié)、節(jié)能，符合當前社會經(jīng)濟發(fā)展的理念。但目前裝配式建筑在我國發(fā)展還較為緩慢，還處于待完善階段，主要在東部經(jīng)濟較為發(fā)達的沿海地區(qū)進行嘗試性發(fā)展。因此，很多企業(yè)于裝配式建筑物的特征不夠了解，對其理解不清，在建筑設計、抗震設計及構建制作上缺乏經(jīng)驗，不能是裝配式建筑的優(yōu)勢充分發(fā)揮，在建設過程中不但沒有降低建筑成本，反而使建筑成本大大增加。裝配式建筑結構有效設計是裝配式建筑結構成功與否的關鍵，再依循設計方案進行建筑結構的拆分、構件制作及結構組裝。穩(wěn)定性、安全性和實用性是裝配式建筑結構的基本原則，所以對裝配式建筑結構設計優(yōu)化顯得尤為重要，確保建筑物質量，進一步促進整個裝配建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 裝配式建筑的設計要點

可行性、使用性是裝配式建筑結構設計的關鍵點。同時，在設計中首先必須注意在確保建筑物功能性和安全性的前提下，通過專業(yè)、標準、精細的設計，充分發(fā)揮建筑設計的優(yōu)越性，注重能源的損耗，為人們提供一個安逸舒適的建筑環(huán)境。將建筑物的結構高度、不規(guī)則度及結構復雜度控制在合理范圍。建筑設計在進行初步設計過程中必須充分考慮建筑材料、結構體系、結構布置、各參數(shù)等，對多種設計方案從可行性、經(jīng)濟性等方面進行充分比較，獲得最優(yōu)設計方案。另一方面，根據(jù)國家相關標準，對結構設計進行精確計算，保證在建筑過程中對風險處于可控范圍。

2 裝配式建筑的結構優(yōu)化設計分析

裝配式建筑的結構優(yōu)化設計主要從設計流程、設計體系建立、結構技術體系、預制構件拆分與控制、預制構件節(jié)點優(yōu)化設計及有效利用相關政策六方面進行優(yōu)化。

2.1 設計流程優(yōu)化

裝配式建筑在考慮功能性需求的同時還需要關注結構設計對工廠化生產及裝配式施工的影響。裝配式建筑的設計需要涵蓋整個過程，從構件生產到運輸、裝配，對建筑物的要求都非常嚴格。在設計階段，對構件設計、拆分等方面需要做好優(yōu)化工作，保證裝配式構建在設計、生產、施工過程中的緊密連接，形成完整的工藝流程；在圖紙設計方面，以方案的可行性作為前提，細化設計建筑物裝配結構的各構件，優(yōu)化預制構件生產工序，降低現(xiàn)場管理難度和施工難度，降低施工成本。

2.2 設計體系優(yōu)化

設計體系優(yōu)化主要在于建立標準的設計體系。規(guī)范建筑戶型模塊和交通核模塊，充分發(fā)揮建筑物經(jīng)濟性和功能性要求，降低樓板和外墻的構件種類，使裝配式建筑物施工效率大大提高。建筑戶型模塊方面，在確保室內空間尺寸的精準、合理的前提下，可對室內結構布置、客廳布置及臥室開間布置做適當調整；交通核模塊方面，主要對建筑物使用過程中的人的上下通行和物品上下運輸（主要包括樓梯、電梯井、走道）、設備的安裝布置（主要包括機電管井）等進行規(guī)范性設計，使其與板樓、通廊相互搭配更加規(guī)范，滿足各種客戶對房屋的不同需求。

2.3 結構技術體系優(yōu)化

與現(xiàn)場實際相結合，選擇合理的結構技術體系是裝配式建筑結構設計優(yōu)化的關鍵。所謂結構技術體系是指配整體式的框架結構、疊合剪力墻、裝配整體式剪力墻結構等與結構設計有關的技術體系。建筑物的平面部分，在結構技術優(yōu)化時可采用疊合板、疊合梁形式；建筑物剪力墻采用預制裝配式時可采用預制的疊合剪力墻，也可采用雙面預制的疊合剪力墻，豎向連接可采用鋼套筒連接形式進行。在各構件之間連接時方法較多，連接形式也不固定，具體根據(jù)施工需要而定。

2.4 預制構件拆分與控制

在不同項目中裝配式建筑結構的預制部位和預制形式不同，需結合具體工程項目而定，一般住宅建筑，首先應該考慮其水平構件的預制技術，主要有樓梯、陽臺、預制疊合梁以及外墻保溫與裝飾等一體化設置，減少外墻腳手架的使用，優(yōu)化承重墻與非承重墻的設置等。

2.5 預制構件節(jié)點優(yōu)化設計

裝配式建筑的設計重難主要在于節(jié)點設計，在抗震性、功能性方面對建筑物起著決定性作用。因此，在建筑構件連接處控制所使用的鋼筋、套筒、預埋件等的成本，優(yōu)化節(jié)點處的連接方式，保證建筑物具有良好的抗爭性能，同時降低施工成本，提高工作效率，達到穩(wěn)固連接各部件的目的。

2.6 有效利用相關政策

裝配式建筑發(fā)展處于起步階段，技術不成熟，因此其發(fā)展受到了較大的阻礙，為了鼓勵新技術的發(fā)展，提高建筑業(yè)走向更加綠色環(huán)保、低能耗的目的發(fā)展道路，政府必須出臺一些優(yōu)惠政策，鼓勵企業(yè)發(fā)展裝配式建筑結構，降低裝配式建筑結構的建設成本，充分發(fā)揮裝配式建筑結構的優(yōu)勢。

3 結語

我國的裝配式建筑近年來發(fā)展緩慢主要原因在于其建設成本較高，因此降低裝配式建筑物建設成本是其向前發(fā)展的關鍵。企業(yè)應該加強管理，建立健全各模數(shù)標準、部件產品標準，通過這些標準是個裝配式構建統(tǒng)一流水線式工廠生產，降低構建的預制成本。另一方面，在工程實際中要不斷對裝配式建筑結構設計方案進行優(yōu)化，改進施工工藝，提高工程質量和效率，降低施工成本，推動裝配式建筑的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。

參考文獻

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