基于裝配式建筑結構設計要點分析

文/楊杰 山東興華建設集團有限公司 山東青島 266000

1、裝配式建筑概述

隨著建筑行業的可持續發展理念的落實，裝配式建筑為市場經濟發展拓寬了渠道。裝配時式建筑自身的優勢覺得了決定了技術應用的必然性，發展趨勢也創造更多的空間。相較于傳統的建筑行業施工，裝配式施工在技術、環保、工期等層面都有著非常明顯的優勢。

首先，裝配式建筑技術的運用，將建筑行業帶入到新的發展階段。裝配式技術中工業標準化的運用，將輕工業理念較為高效的融合到了建筑行業。利用搭積木的形式將建筑行業施工方向進行改善，同時這種轉變已經成為建筑主流發展的新趨勢，已經開辟了全新的技術發展時代。其次，裝配式施工有助于節能環保的實現。在裝配式建筑的施工過程中，建筑的細部構件基本上都是在工廠集中生產，這樣就大幅度有效地節省了施工的材料。與此同時，還能夠降低由于現場施工導致的粉塵污染、噪聲污染，還可以采用新型材料減少建筑的熱損失。另外，裝配式建筑可以到達的縮短施工工期。建筑施工被細分為工廠施工和現場施工，不僅提升了施工速度，還能有效縮短工期。同時，裝配式建筑的施工過程中對于人工數量的需求有所下降，傳統現澆鋼筋混凝土建筑需要大量的施工人員長期進行現場工作，采用裝配式結構就可以有效減少人員數量。工期的縮短會帶來效益提升，為行業可持續發展做出一定貢獻。最后，裝配式建筑對于施工的質量有所提升。傳統建筑的施工工藝較為復雜，對于駐扎現場的施工人員而言，流動量大，且掌握的技術也需要不斷提升，從而導致施工質量達不到保證。而裝配式建筑施工是選擇工程化生產，能夠保證構件質量，在此基礎上，只需保證組合拼裝的質量就能對建筑整體進行高效控制，有效規避現澆建筑施工過程中的諸多問題。

2、裝配式建筑結構設計要點分析

2.1 立面和平面設計要點

立面和平面設計屬于裝配式建筑設計的基礎環節，在具體的設計過程中需要首先進行平面設計，與實際建筑的具體情況結合起來，綜合考慮各種尺寸，要求部件的功能對內部空間實現科學的布置，選擇適合的承重墻位置，對建筑內部各個空間的大小進行合理地劃分，充分發揮建筑物的空間功能以及空間作用，在保持建筑外觀觀賞價值的同時，保證平面立面設計的質量能夠符合具體的應用要求。采取模塊化、系統化、標準化的設計方式進行立面設計與平面設計，考慮到建筑物整體的應用水平及應用效果進行適合的搭配裝飾，提高建筑的美觀度，以滿足人們的審美需求。

2.2 設計結構構件節點分析

裝配式混凝土結構受力情況與現澆混凝土結構受力情況基本保持一致，意味著在裝配式建筑結構設計計算中，可借用現澆混凝土結構計算方法。同時，連接區域鋼筋的錨固連接，也與現澆混凝土結構一致。但裝配式建筑結構構件設計中，預制構件的連接計算不可忽視，同時相關結構構件節點詳細圖紙，也需要繪制出來，其主要裝配節點有疊合梁、疊合樓板、預制梁柱拼接等，上述結構構件在實踐中具有制作簡單、安裝方便等特點，然而需要引起高度重視的是節點需滿足結構構造要求。

關于節點處所使用混凝土，在強度方面有著一定的要求，通常情況下，不得少于預制構件混凝土強度等級 ；接縫處坐漿材料強度等級不得低于預制構件混凝土強度等級。節點連接方式多種，常用的連接方式主要有套筒灌漿連接、螺栓連接、結合面構造和漿錨搭接等。

（1）套筒灌漿連接主要是向套筒中的環形空隙中填充水泥等灌漿材料，連接上下2 根鋼筋。套筒灌漿連接技術在裝配式建筑中廣泛應用在裝配式結構豎向及水平接縫部分鋼筋的連接，其連接強度高，連接可靠性強相比其他連接方式，有著顯著的優勢，但其操作較為復雜。在實踐中，套筒灌漿連接技術的應用，需嚴格按現行相關規定，注明灌漿料的性能指標，在此基礎上，嚴格控制灌漿時間以及灌漿的飽滿度，并保證套筒與灌漿料相匹配，保證連接的有效性。

（2）螺栓連接方式主要以普通螺栓或高強度螺栓，在施工現場連接，以傳遞軸力、剪力等連接方式，將節點有效連接起來。螺栓連接方法廣泛應用在鋼結構的梁、柱等節點連接中，在裝配式建筑混凝土結構中的應用，集中體現在預制樓梯安裝連接中。

（3）漿錨鋼筋搭接。這種節點連接方式在裝配式建筑結構豎向連接中應用也較為廣泛，并且相比其他連接方式其操作較簡單，但其運用的范圍有一定限制。實踐操作具體為 ：在混凝土中預埋波紋管，并在混凝土硬化達到一定相應的硬度指標之后，將鋼筋插入波紋管中，待完成上述操作之后，緊接著需要在波紋管中注入灌漿料，通常以高強度的收縮灌漿料為主，待灌漿完成之后，需做好相應的養護工作，才能保證錨固鋼筋效果，進而可發揮出錨固鋼筋的既有作用。除此之外，這種節點連接方式在實踐應用中，對鋼筋有著一定的要求，通常情況下，鋼筋直徑超過20mm 不宜采用金屬波紋管漿錨搭接連接方式。同時，這種節點連接方式在直接承受動力荷載構件的縱向鋼筋中不具備實用性。

2.3 結構構件預制設計要點分析

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。

結語：

現如今，隨著建筑行業的不斷發展，裝配式建筑在我國得到了越來越廣泛的應用。裝配式建筑結構與傳統建筑結構形式相比，具有施工速度快、效率高、質量好以及環保性能佳等優點，有著廣闊的發展空間和前景，但也對結構設計提出了更高的要求。