試論裝配式建筑中的建筑設計與施工技術發展

李慶姿

湖南省建筑設計院有限公司 湖南 長沙 410000

引言

隨著現代工業建筑的不斷發展，裝配式建筑是建筑業未來的發展趨勢之一，裝配式建筑具有許多質量特性，是建筑領域的熱門話題。目前，我國裝配式建筑的發展和應用逐漸增多，對裝配式建筑藝術的各個方面都進行了階段性的優化。與傳統裝配式建筑相比，現代裝配式建筑在抗震設計、構件制作和設計等方面具有更好的質量特性。但是，裝配式建筑在我國的應用還不成熟，而且這個行業的發展也不穩定，因此在裝配式建筑的應用過程中難免會存在一些不足。例如，一些參與建設的開發商，可能因為對配套建筑了解不夠，在開發設計決策時可能沒有充分考慮現狀。同時，由于相關設計院人員缺乏設計經驗，導致零部件在生產設計過程中的設計與廠家脫節，導致最終設計結果不盡如人意。同時也存在生產成本高、計劃資金與實際生產設計難以匹配等問題。

1 裝配式建筑結構設計的發展優勢

對裝配式建筑結構設計與傳統建筑類型進行對比分析之后，其優勢尤為顯著，主要體現在以下方面。第一，從環保層面來分析，裝配式建筑運用綠色環保材料比重大，基本上可稱為環保建筑，其材料選擇多樣化的特征明顯，解決了由于材料單一化而引發的選擇方面的困擾。第二，由于裝配式建筑基本上沿用的是拼裝方式來予以建設，因此在建設階段更為便利，所出現的污染和建筑垃圾也會變少，對于達到環境保護的目標十分有利。第三，在建設階段，可很好地節約人力、物力，所投入的建設成本也要比傳統建筑少。在施工的時候，機械設備參與的方面較多，整體施工效率高。第四，政府出臺了諸多與之相關的政策，來促進裝配式建筑結構的進一步發展。可以此為契機，開拓更為廣闊的領域與市場，從而更好地為人們的生活提供便利。第五，以上內容是裝配式建筑結構設計的優勢體現，未來還應進一步完善裝配式建筑結構設計，使人們可享受到更高品質的生活[1]。

2 裝配式建筑中的建筑設計

2.1 合理布置豎向與水平預制構件

在初步設計階段，通過戶型優化，減少預制墻板、樓板種類。同時，避免出現刀把形等不規則的墻板樓板，以方便運輸、減少損耗。這一過程十分重要，可以從根本上達到合理布置、拆分結構豎向/水平構件、提高預制構件重復率、減少預制構件種類、提高構件生產效率、減少項目造價的目的。項目根據以上設計原則，在初步設計階段不改變基本戶型的前提下，對項目的剪力墻進行調整，既減少了剪力墻的數量又規整了樓板的布置，為結構專業的下一步的拆板設計提供了設計基礎。雖然在這個階段建筑專業、結構專業、預制板廠家溝通協調的時間成本很高，但后續的設計工作證明，這個階段的調整為整個項目的順利推進提供了強有力的保障，是裝配式建筑設計必不可少的環節。

2.2 提高設計人員的專業技術能力

裝配式建筑在近些年來雖然已經有了一定程度的發展，但是在我國建筑行業之中仍舊屬于一個新興的范圍，因而當下仍舊缺乏相應的設計人才。所以，相應的建筑建設企業對于設計人才專業技術能力的提升是當下需要解決的一個重要問題。裝配式建筑設計人才所需要具備的素質是多種多樣的，不僅需要掌握建筑本身設計的知識，而且還要了解對建筑進行結構以及各個零部件的設計問題。企業需要對現有的建筑設計人才進行培養，也需要對新人才招聘提升，相應的門檻不斷提高設計人員的專業技術能力，打造一流的裝配式建筑設計團隊[2]。

2.3 裝配式建筑結構的施工要點

在具體使用構件前，首先要從外觀來判斷構件是否正常，且要一一檢查構件的質量證明文件。此外，應站在施工單位層面來分析，依照設計方案使用灌漿套筒等工藝來實施試驗檢測，確定其中有關參數。施工單位要針對施工人員和技術人員進行必要的技術培訓工作，確保全部工作人員熟知有關工藝和操作規范，在最大限度上確保施工質量達標。在施工現場中，要安排專人來監督管理各環節，以文字或是影像的形式進行記錄。在剪力墻構件安裝的時候，要合理判斷套筒是不是和鋼筋進行銜接，正式吊裝后不能隨意調整連接鋼筋的型號或規格。在吊裝剪力墻構件時，運用的吊具要盡量攜帶分配桁架或是梁的設備。實施吊裝時，要確保構件的中心可和吊點合力作用在相同的中心線之上。此外，要實施校準定位，在實施臨時支撐后才可脫離。在完成全部構件吊裝施工后，還要實施校核。在每一個樓層間設置斜撐來進行固定，保障維持在2道左右，確保后期施工的安全可靠性[3]。

2.4 現場吊裝施工

2.4.1 成品運輸：運輸高度和運輸工具（凈空高度和運輸高度）相對應，并符合施工要求。其結構應科學合理，車輛裝卸應綁定，在運輸、裝卸過程中起到固定作用。

2.4.2 在裝配式整體結構的工程設計中，應根據圖紙考慮鋼筋的位置。預留鋼筋的間距和位置必須綁在立柱內定位。圖紙固定，保證與灌漿孔位置一致，便于預制構件吊裝定位，偏差不允許超過5mm。

2.4.3 吊裝豎向構件、組合梁板平面布置圖及吊裝順序圖中的樓梯等構件。構件吊裝前，應按樓層高度1m控制線，布置垂直結構抄測底層應用于高程測量的內容，傾斜部分應局部切除或修補。

2.4.4 墻柱構件吊裝定位后，應進行校正，達到要求后，應將豎向和斜撐拉緊。然后，整個現澆接縫模板安裝、鋼筋和構件組裝水平、垂直接縫處（通常≤20mm）可密封，以防聚苯乙烯擠塑板或模板、海綿橡膠等拼縫構件堵塞，應使用雙面橡膠帶和支撐桿，以保證氣密性和牢固的堵塞，避免其模糊。

2.4.5 吊裝預制樓梯前，必須完成尺寸、長度、管繩。在提升下降系統之前，應對測量的上立柱高度進行校正，以確保其與橫梁的高度相對應，以便提升樓梯位置。

2.4.6 混凝土澆筑和灌漿在監理人驗收合格后進行[4]。

3 裝配式建筑的優勢與發展

首先，運用裝配式建筑技術，促使建筑行業進入一個全新的發展階段。裝配式技術中工業標準化的應用，將輕工業理念很好地應用在建筑行業之中。應用搭積木的形式來顯著改善建筑行業施工方向，該類轉變已經逐步地發展為主流趨勢，其正走向一個全新的技術發展時代。其次，裝配式施工有利于節能環保目標的達成。在裝配式建筑施工時，建筑細部構建通常都是在工廠中集中化生產，可節省施工材料。另外，還可減少因施工而引發的粉塵、噪聲污染，從而可選擇運用新型化材料來減少熱損失的出現。不但可提高控制質量，還可改善人們的生活環境。再次，裝配式建筑能縮短施工工期。建筑施工被細化分為工廠施工與現場施工，不但可提高施工速度，還可縮短施工工期。裝配式建筑施工受到外界環境與氣候方面的影響較小，可直接提高建筑整體效益。與此同時，在裝配式建筑施工的時候，對于人工數量需求變小，而之前較為傳統化的現澆鋼筋混凝土建筑需諸多施工人員進入現場予以施工。運用裝配式結構方法可降低人工數量，縮短工期會顯著提高效益，為行業走向可持續發展奠定堅實的基礎。最后，裝配式建筑可顯著提升施工質量。傳統建筑施工工藝相對繁雜，針對駐地現場施工人員來分析，人員流動量相對較大，所掌握的技術也具有難度，難以保障施工質量。但是裝配式建筑施工為工程化生產，可確保構件質量。在此基礎之上，僅需確保組合拼裝質量，規避了現澆建筑施工階段所發生的各類問題[5]。

4 結束語

通常認為在裝配式建筑設計中，結構專業占比較大，建筑師的工作較為常規，然而在實際的工程中，建筑專業在裝配式建筑設計中的作用十分重要。從前期配合投資方對裝配率的選擇，方案階段的標準化、系列化、模塊化設計，初步設計階段的結構墻體的調整，施工圖階段的模數化、精細化設計以及構造節點設計，最終造價的控制，建筑設計貫穿了裝配式建筑設計全過程，為裝配式建筑提供了基礎支撐及全程保障。在裝配式建筑設計中，建筑師應及早介入，主動了解裝配式建筑的特點，根據不同的項目特征進行建筑設計。