裝配式建筑結構設計要點分析

高成龍

（武漢市亞泰工程建設項目管理有限責任公司，湖北 武漢 430100）

1 裝配式建筑結構的先進性

雖然傳統的建筑結構經過漫長的發展已經具備了完善的理論知識儲備、較為先進的施工管理模式和施工技術。但是由于近些年來綠色可持續發展的理念不斷深入人心，建筑企業施工過程中存在的大量揚塵污染，空氣污染以及廢料污染備受社會各界的廣泛關注，為了將這些建筑企業在施工過程中造成的污染降到最低，對傳統建筑結構進行優化，已經成為了建筑行業發展的主要問題。[1]在這樣的時代背景之下，裝配式建筑結構應運而生，不僅僅能夠有效地消除施工風險較大，建造時間周期較長等等缺點，還能夠提高建筑物的整體安全水平和穩定性能，除此以外在節能環保方面也有著更加突出的成就，可以大量地節省建筑過程中消耗的資源，保證整個建筑行業處于綠色可持續發展的狀態之中。最具有競爭力的優勢是新型的建筑結構意味著設計師可以將更多的想法和先進的理念融入到裝配式建筑之中，例如在滿足建筑物抗震和抗裂性能要求的同時，將其他的功能性添入其中。[2]

2 結構設計重點問題

雖然裝配式建筑結構具有著諸多的先進性，但是畢竟出現的時間相對較為短暫，其雖已經具備了相對成熟的理論體系，但是由于施工的案例較少，很多時候無法為下一個工程的施工提供足夠的參考意見，而且在進行建筑結構設計的時候，建筑者不僅僅要將自身的所思所想融入到建筑體系之中，還應該滿足業主方面的要求，以及城市美化、城市建筑等等多方面的壓力。最主要的是在設計的時候要充分考慮地區的特點，[3]如果當地是平原地區，應該考慮其建筑的排水給水性能，如果處于雨水較多的地區或者是山區，應該考慮其抗洪能力以及抗震能力。這些設計因素都是結構設計過程中存在的重點問題，需要設計者根據實際情況進行周密設計。

3 裝配式建筑元素

裝配式建筑結構主要指的是房屋建筑的地板墻板或者是其他的組織結構，并不是在現場進行鋼筋混凝土現澆結構施工，而是提前在預制構件的生產廠將這些組織結構進行生產，然后將這些結構或者是墻板運輸到現場。由現場配備專門的工人進行組裝裝配，通過焊接或者是對拉螺栓進行連接。通過較為完善穩定的連接結構，將這些建筑構建有機地連接到一起，創造一個不可分割，統一協調的整體。該整體不僅能夠滿足建筑抗震抗裂等穩定性方面的要求，還能夠保證建筑的使用功能性不受損傷。就目前的裝備式建筑結構進行分析不難發現，該種建筑結構形式不僅較為新穎，而且其優勢不言而喻，現階段節能環保的標準大幅度提高，進而導致工人生產過程中人力成本的進一步增加，所以裝配式防務在這樣的時代背景之下更具推廣的優勢。[4]就我國目前的建筑行業發展態勢進行研究，裝配式建筑結構的形式應用數量正在不斷地攀升，雖然其結構設計存在著諸多的差異，但都完美地繼承了裝配式建筑結構的優點。然而實際設計的過程中，部分結構設計師因為并沒有在前期接觸過裝配式建筑結構設計，缺乏相關的專業設計經驗，導致裝備式建筑結構設計存在諸多的問題，很有可能對后續施工造成困擾，所以在進行裝配式建筑結構設計時，設計師必須充分地了解該種建筑模式的優勢和技術特點，與業主方施工方等等加強溝通與聯系，并且結合我國實際的社會發展需求，使建筑結構設計的標準適應性更強。

4 裝配式建筑結構設計要點

4.1 設計過程的重點

在進行建筑結構設計的過程中，需要明確設計的主要任務，需要根據現場實際施工需求進行深化設計，完善不同分部分項工程中對設計方面的要求，然而在進行特定設計的時候，不僅僅要注意設計結構，原本的內容也應該注意新的設計要求，例如在施工方案的設計時，應該配置專業的設計人員對項目的規模和成本進行設計，完全按照當地的地方要求以及國家相關部門出臺的標準，選擇有效的建筑結構類型，并且將其內部的施工方法和關鍵位置進行確定。同時在設計的過程中設計人員必須和生產單位展開有效的溝通，這樣才能夠敲定設計的具體細節，因為設計人員設計時難免會存在考慮不周全的情況，導致很多設計計劃無法有序地開展，并且為后續施工增加困難，因此與生產單位進行溝通提前規避這些問題，不僅僅能夠充分發揮設計的指導作用，還能夠為后續施工提供建議。對于設計圖的完善，首先要求設計人員足夠了解建筑構件的相關技術標準，對其型號做到心中有數，這樣才能夠根據構件的類型設計相應的結構應力，并且在進行協調設計時還能夠完成深化設計的部分工作。與制造單位溝通時，要首先確定零部件的加工圖，進行零件建模，細微上進行結構調整，保證構件的間隙和附件處于合理的狀態。

4.2 總體結構設計

在建筑項目施工的過程中，需要根據實際情況設計總體結構。安裝在建筑項目中的重疊地板是單向平板，所以在制造的過程中，要合理地放置開孔位置，孔徑大于300毫米的，要保證拉伸鋼筋跳過孔的位置。如果是大于300小于1000 毫米，則需要在開口處安裝附加條保證切口的面積。每個層建筑應該安裝相應的幕墻，如果頂部沒有現澆的環梁，需要設計連續的線澆筑進行設計。[5]水平鑄造之后，傳送帶超過兩個縱向連續鋼筋，可以滿足結構的總體設計效果。

4.3 構件拆分設計

在設計裝配構建的過程中，應該根據現有的施工工藝進行合理的設計，使得設計的尺寸大小和現場結構相適宜，并且保證誤差降到最低值，避免因為整體結構設計或者是尺寸設計的問題，使最終的裝配式建筑施工質量受到影響。設計人員還應該注意吊裝的整體工作水平，根據實際的吊裝難易程度適當地設計些許的輔助結構來幫助吊裝現場工作人員，根據構建的模型選擇吊裝方式制定細節降低施工成本，而且還能保證整個過程科學合理，不會出現耽誤工期或者是浪費人力資源的情況。只有現場保證良好的管理和控制，才能夠確保在施工階段整個工序的可控性和安全性，除此以外，設計人員還需考慮構架的組裝處理，保證裝配式構件的拆分設計科學。拆卸組裝部件，能夠了解建筑物的主要強度，為后續的施工提供必要的信息支持。設計人員在了解現場裝配的范圍之后，應該合理地設計分割位置和構造柱之間的關系，保證結構的整體穩定性和抗裂性，同時保證附近的組件劃分連接合理，尤其是與幕墻結構連接組裝時，應該盡可能的選擇T 型幕墻，避免更加復雜的拆卸工作。

4.4 剪力墻結構設計

剪力墻是裝配式建筑中承擔主要荷載能力和風險的主體結構，有著防止結構破壞的重要使命，所以剪力墻結構在設計的過程中一直是裝配設計的重中之重，所以設計過程中應該根據結構與空間方面的細節進行全方面的測量，保證剪力墻結構設計的科學性與合理性，一般來說剪力墻結構設計是對稱的，要根據地震的抗震性能要求設計剪力墻的厚度，在設計縱向剪力墻時，保證設計的科學合理，增加零件的抗震性，可以根據零件的實際強度在兩端進行加固。

4.5 框架結構設計

裝配式建筑框架結構應用范圍極其廣泛，在進行框架設計的時候，要注意結構的整體剛度和柔韌性，避免因為外界因素影響出現結構變形，或者是由于結構過于僵硬而產生斷裂，設計時應該保證框架結構的優先性，區分其功能性和重要性，進行分區域劃分設計，保證每個組件的可靠性。[6]除了要注重框架結構系統方向的調整之外，還應該根據現場的實際情況進行細微的整理，如果地下水位相對較高，那么在混凝土中就應該添加化學劑保證具有防滲性能，如果是框架的整體長度不能滿足伸縮縫的要求，就必須增加絕緣措施。

5 結語

綜上所述，對于我國的社會經濟發展來說，裝配式建筑結構是建筑行業未來的主流趨勢，它不僅僅能夠突破原有建筑結構的限制，還具備著新型節能環保施工效率較高，成本相對較小，施工檢驗等等諸多的優點，因此在建筑行業發展的過程中，必須高度重視裝配式結構設計工作，在滿足裝配結構實際應用的同時細化各個施工技術要點，保證裝配式項目的整體施工質量，另外還應該對施工人員進行技術優化，保證不會出現因為安裝水平的不足而使建筑物的整體性能受到影響。