基于裝配式建筑結(jié)構設計要點分析

朱濤

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國建筑工程發(fā)展也十分迅速，在進行現(xiàn)實的裝配式建筑設計時，要考慮相關的設計要點，其中包含平面與立面、施工圖紙、預制構件等多個設計施工的要點?，F(xiàn)實的裝配式建筑在設計環(huán)節(jié)，需要設計人員對設計的要點進行詳細的分析與解讀，再根據(jù)具體的實際問題進行仔細的分析，旨在把裝配式建筑的設計質(zhì)量提高，提升施工效率，避免可能出現(xiàn)的安全隱患。

關鍵詞：裝配式建筑；設計要點；相關問題

近些年發(fā)展起來的裝配式建筑相對于傳統(tǒng)式的建筑而言，能夠更加有效地并且嚴格地控制建筑的質(zhì)量，除此之外，發(fā)展裝配式建筑這一新型的建筑方式能夠提升建筑業(yè)整體的水平，主要表現(xiàn)為科技方面和管理方面。并且對于能源方面，可以節(jié)約建筑過程中所用的資源，這樣有利于建筑的可持續(xù)發(fā)展，這也是我國建筑行業(yè)需要發(fā)展的必要趨勢。所謂建筑結(jié)構設計指的就是設計人員對施工建筑的表達，并且需要將建筑的重要性、抗震防裂度、建筑場地的自然地質(zhì)地貌等因素充分融合進去，最終表現(xiàn)在施工設計圖上。本文筆者就裝配式建筑結(jié)構設計的設計流程、預制構件的拆分、結(jié)構節(jié)點設計、圖紙校審，建筑成本控制五個方面進行分析討論。

一、預制裝配式建筑的主要特征

傳統(tǒng)建筑行業(yè)主要采用面向現(xiàn)場的方式進行施工，在生產(chǎn)建設過程中存在工業(yè)化程度低、能耗高、廢棄物高、設計施工效率低、裝飾裝修質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。相較于傳統(tǒng)模式，預制裝配式建筑具有現(xiàn)場作業(yè)強度低、品質(zhì)高、垃圾少、材料利用率高、污染管控到位、人工成本易控、工期短、運營維護簡便的優(yōu)勢。而且預制裝配式建筑能夠很好地融合綠色低碳、節(jié)能環(huán)保、健康生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展等新型理念，實現(xiàn)設計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化，能夠有效改善傳統(tǒng)方式的缺陷，打破工程建設各個環(huán)節(jié)的局限性，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)上下游的高度協(xié)同。

二、裝配式建筑設計要點分析

（一）平面與立面設計要點

裝配式建筑前期設計中的基礎是對平面和立面的設計，其中對于平面的設計，要求根據(jù)建筑構件之間裝配的具體情況，來對相關尺寸以及套型模塊需求進行分析，從而對建筑空間的內(nèi)部布局進行綜合的選擇，從而完成對承重墻以及管井位置的布置，使得建筑內(nèi)部空間的各個功能區(qū)的體現(xiàn)與劃分得到保證，確保整個建筑的美觀性。

（二）主要設計流程

預制裝配式建筑結(jié)構體系設計分為技術策劃、方案設計、初步設計、施工圖、構件加工圖設計5種類型的設計階段。技術策劃過程中需要對預制裝配式建筑項目定位、規(guī)模、成本、外部條件等進行了解，通過制定有效的技術路線，提升構件標準化，會同建設方共同確立完善技術方案，為設計、施工提供準確的依據(jù)。初步設計過程中必須注意聯(lián)合各專業(yè)技術人員，進行系統(tǒng)的協(xié)同設計，并根據(jù)現(xiàn)場工程建設要求確立有效的層數(shù)、構件種類等要素，結(jié)合工程現(xiàn)場的施工狀況，綜合設備管線的設計要求，進行經(jīng)濟性評估，并分析整體的成本狀況，制定科學合理的技術方案及措施。施工圖設計要根據(jù)前期的技術策劃和初步設計進行，綜合不同專業(yè)提供的參數(shù)，充分考慮預留、預埋件的要求，針對重點區(qū)域、關鍵部位做好防水、防火設計，并在施工圖設計過程中認真落實。構件加工圖設計期間可由設計單位與加工企業(yè)進行配合設計，根據(jù)現(xiàn)場需求提供預制構件尺寸控制圖，精確定位預制構件中的門窗洞口、機電管線等，并考慮預制構件儲運、吊裝過程中的需求，設置好相應的起吊、固定裝置。

（三）預制構件的拆分

不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構，裝配式建筑的結(jié)構設計有著更高的要求：需要完成施工圖的設計和構件生產(chǎn)詳圖的設計。PC詳圖是工廠內(nèi)生產(chǎn)預制構件的主要依據(jù)，工廠生產(chǎn)出的所有的預制構件，在拆分后的主體結(jié)構構件以及非結(jié)構構件都需要進行制作圖的設計工作。進行構件拆分的因素主要有以下幾種：①進行構件拆分可以降低施工的綜合成本，以此來實現(xiàn)成本可控的結(jié)果；②便于現(xiàn)場施工，施工過程中大構件的出現(xiàn)會給施工人員帶來很大麻煩，因此對于大構件進行拆分可以減少施工的措施。③進行拆分工作有利于工廠對于構件的生產(chǎn)、構件運輸以及進行構件現(xiàn)場吊裝工作。④節(jié)點的設計科學合理。⑤構件標準化設計。建筑在使用過程中會受到各種各樣外力的干擾，因此，建筑整體結(jié)構的安全可靠對于其使用來說是非常重要的。在施工前，對于構件進行科學的拆分是裝配式建筑標準化設計的核心環(huán)節(jié)。構件拆分不僅僅在于了解主體結(jié)構的受力情況，同時還會對建筑的功能、建筑的平立面、預制構件承載能力以及工程造價等等都會產(chǎn)生非常重要的影響。因此，在對構件拆分進行審查工作時，應嚴格按照“模數(shù)協(xié)調(diào)原則”來檢查各個預制構件的尺寸，拆分位置的精確程度，最大限度地減少預制構件的種類，從而優(yōu)化建筑的整體結(jié)構，使方案的設計努力得到質(zhì)量好、功能高、既經(jīng)濟又實惠的最佳方案。

（四）構造節(jié)點的設計要點

構件的構造節(jié)點設計是混凝土剪力墻結(jié)構設計過程中的關鍵性內(nèi)容，其中預制外墻板的防水薄弱部位構造節(jié)點、材料選擇過程中要充分考慮建筑物理性能、耐久性、裝飾性要求。各類接縫要充分依據(jù)工程實際施工情況、所處環(huán)境條件合理設計，以便滿足防水和節(jié)能要求，針對外墻板的垂直縫，可使用材料、構造防水兩相結(jié)合的方式進行處理，預制外墻板水平縫構造防水時可采用企口縫或高低縫來進行處理。各部位的接縫寬度要滿足材料受環(huán)境影響情況下的變形要求。外墻板連接節(jié)點的密封要能與混凝土相容，并滿足有關性能要求，對于門窗要確保安裝穩(wěn)固、安全、封閉性好。外圍圍護結(jié)構要依照國標進行嚴格計算，保溫層要保持連續(xù)，滿足圍護結(jié)構節(jié)能標準。

（五）建筑成本控制

對于建設單位來說，控制好建筑工程的成本也是設計要求中的一個重要的環(huán)節(jié)。因此為了更好地推動裝配式建筑的成本控制，設計單位需要對PC構件的生產(chǎn)、運輸、和安裝的成本進行精確的預估，綜合考慮項目所在地區(qū)構件加工廠的生產(chǎn)能力，施工單位的運輸、吊裝等施工條件。在施工前對于整體工程項目進行成本預算，并且還要考慮在施工過程中減少不必要的開支。目前，我國相關部門對于PC構件生產(chǎn)的相關標準并沒有統(tǒng)一制定，因此，這就導致了PC構件的生產(chǎn)市場比較混亂，相關構件的成本高，進而會限制相關行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。這就需要設計單位在工作中提高預制構件的標準化程度，優(yōu)化預制構件種類，減小構件的生產(chǎn)成本，進而可以以此為基礎實現(xiàn)工程造價的有效控制。作為裝配式建筑施工環(huán)節(jié)中的關鍵技術，預測構件安裝技術水平的高低和安裝的質(zhì)量好壞也影響著建筑成本的高低。因此在結(jié)構施工圖中，還要對預測構件的運輸方式，安裝施工提出明確的技術要求，進而實現(xiàn)對于成本的控制。

三、結(jié)語：

對裝配式建筑的設計及其設計要點進行分析，達到提高裝配式建筑設計經(jīng)濟性以及可行性的效果，使得裝配式建筑的功能性和安全性得到保證。我國建筑行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)開始逐步反思建筑工程與環(huán)境、人文間的關系，通過各類先進技術的引進和應用，形成具有我國特色的本土經(jīng)驗，通過研究產(chǎn)業(yè)化的建筑生產(chǎn)方式，在設計過程中樹立先進的產(chǎn)業(yè)化思想，組建能夠適應新型建筑類型需求的專業(yè)設計團隊，整合多方技術、資源，推動我國建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉曉艷，張以慶.探討預制裝配式建筑結(jié)構體系與設計[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（6）：219-220.

[2]施曉凡.裝配式建筑結(jié)構體系的應用發(fā)展[J/CD].城市建設理論研究，2017（32）：195-196.

[3]范桂清.預制裝配式建筑設計實踐及相關問題的探討[J].低碳世界，2016（20）：136～139.