裝配式建筑設計要點分析與優化策略

顧成碩 李濤

摘 要：現階段，裝配式建筑工程在我國的發展十分普遍，但國內裝配建筑產業正處于起步階段，在構件制作、建筑設計、抗震功能等方面存在缺陷，使結構設計與預期存在差距，增加了成本投入。對此，應堅持安全實用的原則，制定科學可行的優化方案，對裝配式建筑進行優化設計，由此保障建筑質量，促進整個裝配建筑業的穩健發展。

關鍵詞：裝配式;建筑設計;優化策略

引言

裝配式建筑結構是相比較于現澆式混凝土建筑而言的，隨著建筑結構設計水平的發展，我國現澆筑結構設計技術已經不斷發展，被普遍應用，但是這種建筑結構模式有很大的問題。現階段，我國倡導綠色建筑設計，要求相關建設部門積極對建筑結構模式進行創新改進，并以綠色、環保、節能的理念對建筑物結構進行設計，從而有效解決當前建筑工程的現狀問題和發展難題，最終推動建筑工業向著新型工業化方向發展。

1裝配式建筑概述

裝配式建筑是指由預制構件通過各種可靠的連接方式建造而成的建筑。與傳統現澆建筑相比，裝配式建筑在施工質量、工期、節約資源和環境保護方面具有很大優勢。裝配式建筑具有標準化、工廠化、裝配化、一體化和信息化等五大特征，其中標準化是其他幾個特征的基礎和核心，構件必須標準，否則不易拼裝，更不易生產。而想要生產出標準化的構件，必須進行標準化設計，這樣才能從源頭發揮裝配式建筑的優勢，使我國的建筑產業走向工業化生產道路。目前，很多傳統的設計單位不熟悉模數化、標準化、工業化的設計方法，設計尚不適應主體結構、裝修和設備管線的裝配化集成技術，導致設計模數化、標準化和建筑立面多樣化和美觀要求容易產生沖突，后期構件拆分及節點設計困難。而建設方習慣傳統設計管理流程，“邊決策、邊設計、邊修改”，這使得PC深化和制作工作難以展開，上述因素都導致裝配式建筑建造成本居高不下。

2裝配式建筑標準化設計要點

2.1平面和立面設計

平面和立面設計是裝配式建筑前期設計一個非常重要的內容，它是平面與立面設計的基礎。從建筑構件裝配的具體情況這點深入研發，了解套型模塊的功能和相關尺寸，由此我們可以確定建筑空間的內部分布與布局。最關鍵的是確定管井和承重墻的具體位置，實現內部空間功能區的合理劃分，使該建筑更加合理化、更加舒服。

2.2內裝修集成化設計

裝配式建筑內裝修應采用集成化設計原則，將各系統有效協調地組裝在一起。內裝集成設計和部品選型也應以少規格、多組合的方式實現內裝系列化和多樣化。在設計過程中應遵循以下原則：①設備管線與結構分離，方便后期維修和更換。管線宜敷設在地面架空層或吊頂龍骨之間;②管線應集中布置，應優先考慮布置在空間狹小位置;③為了防止安裝時出現偏差，宜采用可調節的部件或者構造;④內裝部品應結合房間使用功能進行集成設計，對裝配式建筑內部的部品設計也是其標準化設計的應用體現。此外，在方案設計環節，設計人員應根據多種設計參數，考慮不同規格的預埋、預留構件運用在裝配式建筑中的施工方案，根據施工過程明確時間、質量、成本等控制目標，并兼顧裝配式建筑中隔音、消防、節能等功能指標，為后續工作的開展奠定良好基礎。

2.3構件和節點設計

構件優化主要是為了增加預制構件的多功能性，減少預制構件的種類。選擇、優化設計出通用性更高的構件，以減少預制場的生產壓力，提高后期安裝的便利性。同時，構件優化人員將優化后的構件上傳BIM云端，替代更新構件庫中原有的構件，對構件庫進行完善，以增強構件庫的通用化和標準化。節點優化主要考慮到裝配式建筑的安全性，節點作為裝配建筑的薄弱環節，其性能的優劣對裝配式建筑的安全性至關重要，在節點優化設計中須重點考慮其連接和抗震性能，也要對關鍵節點進行論證分析，保證其施工可行性。

3裝配式建筑設計優化策略

3.1規范裝配式建筑設計流程

當設計流程不夠規范完善，生產與設計之間必然會產生脫節，對后續的施工進程會有很大的影響。裝配式建筑結構設計的流程不僅是對建筑功能的展示，而且是對設計和構件的充分思考。

3.2科學設計裝配式構造結構構件

建筑工程項目的結構樓板主要是裝配式單向疊合板，在對此位置進行構造結構設計時，需要在底板位置留有開洞口，在對開洞口取位時，需要避免銜架鋼筋和構造之間有交叉，因此需要對洞口處的寬度進行科學設計，并在施工方案設計時需要取繞洞口的方法作為施工基本方法之一，避免鋼筋過于受力被切斷。如果洞口寬度過大時，對于施工方案就需要進行適當的改進，選擇在洞口處增加鋼筋，確保支撐鋼筋截面積大于受力鋼筋的截面積。對于不同樓層之間和屋頂的剪力墻結構設計時，需要將閉環式鋼筋混凝土后澆圈設計在裝配式剪力墻的頂端，以此通過圈梁結構促使建筑結構完整。

3.3電源系統優化設計

在供電網絡規劃設計中，應高度重視電源系統優化設計，了解指揮中心的相關用電設備使用情況，明確各類電器裝備作用、性能配置等，并掌握建筑內部所有電源系統，根據施工企業對供電系統提出的要求，在電源管控參數支持下，確定遠距離監控裝置構造信息，掌握遠程監控裝置特點、電源運行情況等，并確保控制中心可操縱后臺系統所傳輸的過電壓、缺相位、欠電壓等，根據施工現場所需用電比率，盡量節約用電成本。

3.4在深化設計中的應用BIM

Revit族庫是一個族單元，可以編輯和驅動各種族文件。深化預制構件設計流程，整合各種預制構件的外輪廓、預埋件、配筋形式。其中，預制構件可根據外輪廓形狀的不同而有所不同。標準預埋件可按一般要求定位在預制構件中，Re‐vit族庫根據文件繪制并存儲在常規測量模型中，族文件的圖紙完全基于構件中鋼筋的形狀，可編輯鋼筋規格、彎曲角度等參數，并可定義基準面。BIM模型是一種可以共同使用的信息載體，不同的項目分支機構可以通過BIM模型插入、提取、更新數據，實現專業工作之間的協作。使用BIM技術可以很好地保持平面圖、立面圖、零件圖和局部圖之間的數據一致性，提高在構造工程圖的過程中解析專業信息的能力，并準確表達項目的意圖。

結束語

隨著建筑行業的迅速發展，裝配式建筑施工方式在不斷地改變與創新，為了更好地提高裝配式建筑給人們帶來的便利，必須不斷地研究和探索新方法。盡管由于近幾年相關領域科技的放緩導致其發展的步伐有所減慢，但是人們對于它的期待卻與日俱增。相信在不久的將來，隨著我國建筑行業技術水平的提高，裝配式建筑也會得到長遠發展，最終達成居民對高質量建筑物的美好愿望。

參考文獻：

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