裝配式建筑結構設計要點分析

曾 堰

十堰市建筑設計院（442000）

1 裝配式建筑的定義

裝配式建筑起源于西方國家，時間可以追溯到20世紀60年代。最初，裝配式建筑的外觀比較單一，具有“如出一轍”的特點，在人們對其外觀和內部結構進行不斷創新和優化后，裝配式建筑的布局變得更加靈活、結構形式也不再單一。裝配式建筑因此可以大規模地工廠化生產。較為先進的裝配式建筑最早出現在美國，是一種大型拖車形狀的住房，需要運用運輸車輛將其運輸到施工現場，再將其與水道及電源等設施進行連接就可以正常使用。在這種裝配式建筑的內部有完善的基礎生活設施，如廚房、衛生間、臥室以及餐廳[1]。隨著現代工藝技術的不斷進步，裝配式建筑實現了批量化生產，而且裝配非常便捷、成本相對較低，因此逐漸在全球得到推廣應用。

2 預制裝配式建筑的發展現狀

現如今，我國的建筑行業已經大規模地運用預制裝配式建筑進行建設，貼切符合我國所提倡的環保建筑計劃，使我國的建筑行業具有新的發展方向。但從實際情況來講，預制裝配式建筑在發展過程中還存在許多不足，需要對其施工工藝、施工材料和施工技術進行不斷的創新和優化，從而推動建筑業的工業化轉型和可持續發展。當前，預制裝配式建筑完全符合我國的建筑工程標準，是我國建筑行業未來主要的發展方向。

3 預制裝配式建筑的優勢

3.1 多樣化設計

目前的普通居民住房的承重墻體較多，而且承重墻體之間的距離非常小，導致無法對住房空間進行有效的布局。而裝配式建筑的住房空間非常寬闊，居民還可以根據自身的喜好對墻體進行任意的擺放，能夠使居民獲得優質的居住體驗，而且裝配式建筑還具有建設工期短、建筑功能豐富以及安全系數高等特點。

3.2 現代化工程

3.2.1 降低能源消耗

傳統建筑對能源的需求過高，而且使用效率極低，導致能源過度消耗。而裝配式建筑的內部結構運用了許多的隔熱材料，如氣凝膠氈，其是以納米二氧化硅氣凝膠為主體材料并復合在增強性纖維之中，通過特殊工藝合成的柔性保溫隔熱材料，能夠降低能耗；個別的新型材料還可以儲存太陽能。

3.2.2 聲音隔離

裝配式建筑所采用的建筑構件能夠加強建筑墻體的隔聲效果，比如低密度材料形成的隔聲板。隔聲板又分為空氣聲隔聲板以及振動聲隔聲板，能夠有效消除噪聲，以免居民的日常生活受到影響。

3.2.3 消震

裝配式建筑大多運用防震效果較好的材料，而且這種材料非常的輕便，有效降低了裝配式建筑結構的整體重量。除此之外，裝配式建筑還運用了框架剪力墻結構，并在框架結構中布置少量的剪力墻，構建出靈活的使用空間，能夠滿足多種建筑功能的要求，同時還能夠消除一定的震動感。

3.3 裝配化施工

裝配式建筑具有輕便的特點，與傳統建筑相比，減少了一半以上的重量，施工地點的負荷程度也會大大降低，而且裝配式建筑的施工工藝和施工環節也更加簡潔，只要裝配式建筑構件達到施工地點，就可根據裝配式建筑構件的要求立即進行施工。

4 裝配式建筑結構設計流程

4.1 方案階段

裝配式建筑結構設計階段主要是清晰認知施工項目的建筑規模、性能及成本管理的基礎條件，然后按照相關規定明確施工項目的結構。除此之外，對建筑工程的平面和立面也需要進行全面的規劃，在保證裝配式建筑結構足夠穩定的前提下，對裝配式建筑的內部進行科學的安排，使裝配式建筑能夠發揮出自身的作用。框架剪力墻結構是當前最為常見的裝配式建筑結構，在進行施工時，需要嚴格按照施工項目的類型制訂出合理的設計方案，以此為居住者帶來優質的使用體驗。

4.2 總體和施工圖階段

在裝配式建筑結構的總體和施工圖階段，不僅要完善基礎設計，還要確保裝配式建筑構件的制造過程、運送過程及安裝過程的設計具有合理性和科學性。進入該階段后，裝配式建筑工程通常會受到施工技術的影響，導致裝配式建筑構件的制造和安裝不能同步進行，所以，要加強設計的合理性，使裝配式建筑工程能夠協調完成，確保裝配式建筑工程的質量。除此之外，還要對裝配式建筑結構的構件種類進行完善和研發，做到合理化、輕量化和簡潔化，以此來推動裝配式建筑的良好發展。

4.3 深化設計階段

完成方案、總體和施工圖階段后，需要對以上階段進行深度的優化設計，從而保證裝配式建筑結構的質量。將建筑信息模型技術應用到裝配式建筑中，能夠有效提高裝配式建筑工程的施工質量和效率，實現對以上階段的深度優化。裝配式建筑的設計人員需要與構件制造單位和建筑施工單位進行聯系，及時消除裝配式建筑結構和構件的不合理問題，達到對裝配式建筑結構設計的合理化及規范化。

5 裝配式建筑結構設計要點分析

5.1 構件拆分設計

對在裝配式建筑構件進行設計時，必須要根據相關規定來明確標準構件的大小，避免裝配式建筑在施工過程中因細微差距而形成的結構缺陷。相關設計工作人員需要選擇科學且安全的吊運方法。將裝配式建筑構件進行拆分，能夠有效降低項目成本并提高施工效率，對現場的施工管理工作也有一定的幫助。除此之外，設計人員還要對裝配式建筑的結構進行分析和研究，并不斷完善裝配式建筑構件拆分方案，充分保障裝配式建筑的質量安全。

5.2 剪力墻結構設計

裝配式建筑的剪力墻結構設計工作非常關鍵，相關設計人員需要充分把握裝配式建筑結構的設計要點。①設計工作人員需要對裝配式建筑的內部結構和空間進行思考和分析，并且應當將剪力墻設計為對稱形式；②設計人員需要根據施工地點的周圍環境進行剪力墻結構的設計，然后對裝配式建筑的抗震效果進行分析，進而明確剪力墻結構的具體參數；③需要通過仔細的計算設計出縱墻布置方案；④加強對剪力墻邊緣的構造設計，可以將端柱放置在剪力墻的邊緣位置，這樣能夠強化剪力墻邊緣位置的抗震性能。除此之外，設計人員還需要根據剪力墻邊緣部分的受力狀況對設計方案進行調整，以此來保證裝配式建筑的質量[1]。

5.3 框架結構設計

現如今，框架結構在裝配式建筑，尤其是高層裝配式建筑中得到了廣泛的應用。因此，在對裝配式建筑框架結構進行設計時，需要重視框架結構的材料選擇，以免框架結構因強度過低而出現變形或斷裂等情況。如果裝配式建筑的內部結構規劃存在缺陷，需要立即進行調整，同時，還要時刻對裝配式建筑的框架結構進行觀察，如果裝配式建筑所處位置出現地下水位過高的現象，就需要在混凝土中加入適量的膨脹劑，以此提高混凝土材料的密度，從而提高其抗滲性和不透水性。一旦裝配式建筑梁的截面超出規定標準，設計工作人員就需要分析配筋率以及實際變形的情況，并采取有效措施加以解決。

5.4 構造節點設計

在對裝配式建筑的構造節點進行設計之前，設計人員應當對建筑所在地區的環境因素進行充分了解，保證構造節點能夠在建筑所在地區使用。除此之外，在對抗震要求過高的地區，裝配式建筑內部結構就會轉變為地震荷載，如果地震荷載超出相關標準，就會導致裝配式建筑的內部結構呈現出塑性現象，因此，設計人員需要根據實際情況以及構造節點的承載能力進行設計，以此來保證梁和柱的穩定。在對構造節點進行設計時，需要確保構造節點具有簡潔的特點，能夠靈活地對其進行調整。同時，在對鋼結構構造節點進行設計時，需要考慮多種參數，以免鋼板產生層狀斷裂的現象。

6 結語

綜上所述，裝配式建筑是我國建筑行業的發展趨勢，呈現出了較好的發展前景。因為裝配式建筑中存在的一些問題影響了裝配式建筑的整體質量，所以設計人員需要對裝配式建筑的內部空間、施工工藝、施工標準進行充分了解，以此來保證裝配式建筑的質量，使居民能夠獲得更加優質的使用體驗。