裝配式建筑的特點與設計

王匯玉 李南昌

（1.淄博建衡工程檢測有限公司，山東 淄博 255000；2.山東黃金城地產發展有限公司，山東 淄博 255000）

1 裝配式建筑及其特點

1.1 概述

預制裝配式建筑指的是建筑構件都是在工廠預先加工而成，運輸至現場直接進行安裝形成建筑物，是一種新的建筑形式，根據預制構件的形式和施工方法的不同可以將預制裝配式建筑分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等5種類型。當前常用的預制裝配式建筑主要有預制裝配式混凝土建筑及預制裝配式鋼結構建筑。

1.2 特點

1）構件預制生產。建筑所需要的構建如內外墻板，梁，柱等都可以在工廠進行生產加工、設置數據，還可以批量生產。對建筑防火防潮，隔音保溫等要求，也可以在工廠預制過程中做好準備。2）裝配式作業。比起傳統建筑的現澆作業，裝配的過程更加精細，嚴謹，所產生的浪費，污染更小，對于勞動力的質量要求更高，數量要求減低。很好的落實了國家的科技興國政策和可持續發展戰略。3）過程簡捷化。裝配施工的各工序嚴格按照圖紙來拼湊，不需要進行大規模的砌墻施工等工作，可以減少勞動力，提高施工效率，并降低施工成本。

2 裝配式建筑設計的現狀

業主的要求是設計公司設計相關建筑圖紙的基礎，而裝配式建筑通常由設計公司與其進行對接，以圖紙、加工圖、選配圖為主，對建筑、預制、部品進行選擇與設計。在構件及部品設計、預制前期，應當以“少規格、多組合”的原則開展工作，但過少的種類使工廠在生產時無法開模，即使能夠開模，但在吊裝、模塊階段如何連接也將成為一個難題。過少的部品與構件使其在連接中無法使連接點的安全性及防水性得到保障。因此，裝配式設計在工程開展前期首要解決的問題即在構件預制、生產、安全等階段。

3 裝配式建筑設計要點

3.1 立面和平面設計

立面與平面設計是裝配式建筑結構設計的基礎，設計人員在設計過程中，必須先做好平面設計工作，然后再將其與建筑結構的實際情況結合在一起，綜合考慮各個構件的尺寸與功能要求，同時合理的劃分建筑內部各個空間的大小，才能在充分發揮建筑物空間功能與空間作用的前提下，滿足裝配式建筑設計的質量要求。

3.2 預構件設計

標準化、規范化、模式化是裝配式建筑預制配件在其設計、生產過程中應當秉持的原則，只有使構件的標準化得到保證，才能減少同類型使用構件的數量，使項目成本造價得以降低。將現澆施工方法運用在裝配式建筑中的開洞、降板等環節，綜合考量預制構件生產、安裝、吊鉤、加工、運輸等環節。

3.3 剪力墻體系結構設計

在進行預制裝配式剪力墻建筑結構體系設計時，要重點分析建筑的受力情況，建筑的上部荷載通過疊合板傳遞至剪力墻，然后剪力墻逐層往下傳遞，最終傳遞至基礎筏板。所以在進行受力計算時，首先要確定所有的剪力墻構件是否都要進行預制現場裝配，然后根據確定好的構件數量及布置情況進行力學計算，看是否能夠滿足荷載的要求。

3.4 結構節點的設計

設計人員在進行預制裝配式建筑的設計時，必須嚴格的按照建筑功能、需求等進行建筑構造、連接方式的設計，才能確保預制裝配式建筑設計的規范性與準確性。這就要求，設計人員在開展預制裝配式建筑的設計工作時，必須以國家頒布實施的相關技術標準和要求，將預制裝配式建筑的構造連接技術方案與連接形式融合在一起，確保建筑構造連接合理性，提高預制裝配式建筑構造的承載能力。

3.5 鋼筋連接設計

鋼筋是預制裝配式建筑工程施工應用最廣的材料，在進行剪力墻的鋼筋結構設計時具體技術如下：第一，要求合理設計鋼筋配筋以及配筋率，這是為了滿足預制裝配式建筑抗震性能的要求，根據設計標準做好墻體軸線控制，使結構受力完全可以滿足墻體截面要求，可通過暗柱設置來提升整體結構的抗震性能和連接的合理性。第二，合理設計剪力墻配筋水平分布，要求豎向和水平向上均勻分配配筋率都在0.25%之上，剪力墻結構墻體部分的配筋率不可小于0.3%。第三，在進行鋼筋焊接搭接設計時，應重點控制搭接的距離，選擇合適的焊接和連接方式。

3.6 混凝土結構優化設計

預制裝配式建筑混凝土結構設計是整個工程建筑設計施工的重中之重，直接影響整體建筑的質量，如果混凝土結構出現質量問題就必然會影響框架剪力墻結構的安全和穩定性。因此，在進行混凝土結構設計時，首先，選擇合理的施工材料，加強對材料質量的檢驗控制。其次，注意澆筑攪拌時間的控制，避免水泥水化反應不充分而影響混凝土構件性能。為提高混凝土結構的強度，可采用體外預應力處理方式，即應用鋼筋在混凝土中的截面提供外來預應力可有效降低磨損度。將該技術應用到混凝土結構設計中不僅可提高工程施工質量，還能保證施工的效率。

4 結語

綜上所述，預制裝配式建筑作為一種新型的建筑形式，它具有傳統建筑形式無可比擬的優點，因此在當前的建筑行業中應用較為廣泛，為了進一步推廣預制裝配式建筑，一定要重視預制裝配式設計的整體及細節問題，充分發揮其優勢，在保證設計質量的前提下降低成本，優化設計方案，使設計方案更為科學、合理。