装配式结构设计优化浅析

廖 鹏

(北京中景昊天工程设计有限公司河南分公司,河南 郑州 450000)

在建筑设计中,装配式结构设计有着广阔的发展空间,为了实现其设计的进步与完善,需要我们根据其设计的特点进行相应的优化,让装配式结构设计具有规范性、合理性和专业性,实现对我国建筑行业发展的推动。优化装配式结构设计,提升建筑施工质量,节约建筑建设成本,从设计的层面对建筑行业进行影响,实现建筑行业的进步与发展。

1 装配式结构设计的要求

由于装配式结构设计具有使用性和可行性,这就意味着设计的标准有着一定的要求,装配式结构设计的要求体现在其专业和精细的设计上,在其设计的过程中要遵循以上标准。在进行装配式结构设计之前,首先要对建筑结构的安全进行保证,保证建筑结构安全是一切设计的前提,在设计的时候就要将隐患予以根除。其次就是对建筑功能的保证,进行装配式结构设计时不能忽略建筑功能的设定,需要在保证建筑功能的基础上来进行相应的装配式结构设计。装配式结构设计需要对节能减耗的问题进行考虑,从设计的角度来实现对建筑施工成本与能源的节约,符合我国相关政策的要求,让建筑设计符合精细化设计的理念与标准化管理的要求。

2 装配式结构设计的要点

在对装配式结构设计进行优化前,需要对装配式结构设计的要点进行分析,经总结后包括以下几点：

第一,装配式结构设计方案制定。该阶段所需要进行注意的要点是要确保方案具有合理性和可行性,对建筑设计中需要顾虑的各个方面进行考虑,包括建筑的户型、分缝、柱网布置及立面造型等。装配结构设计方案的制定需要与专业人员进行充分的讨论和沟通,确保该设计方案的安全性和功能性能够得到保障,合理控制建筑结构的高度、不规则程度和复杂程度等,实现装配式结构设计的最优化。

第二,装配式结构设计的过程。该阶段的要点主要体现在对设计相关因素的控制,包括设计参数、结构布置、结构体系和建筑材料等,针对这些因素进行分析和比较,从中选取合适的方案融入装配式结构的设计,是装配式结构设计的要点之一。

第三,装配式结构设计图纸符合标准。想要将装配式结构设计投入具体的施工环境中,具有精细化的图纸必不可少,实现装配式结构设计图纸的内审及优化是具有必要性的,在配筋原则、模型调整和计算把控方面按照标准化的流程进行,降低返工带来的经济损失,保证整个建筑施工的顺利进行[1]。

3 装配式结构设计的优化

3.1 建立装配式结构设计体系

在结构设计的角度,装配式结构设计与传统的结构设计有所不同,由于其设计与建筑的标准化设计体系有着密切的关系,在设计中建立装配式结构设计体系是具有必要性的。设计体系应当具有标准性,包括标准化交通核模块和标准化户型模块。标准化交通核模块是为了将不标准的交通和通过建立设计体系的方式调整成标准化交通核,减少因为交通核不统一而产生的过多建筑构件种类,使得装配式结构设计过于复杂,不具有实际应用的意义。标准化户型模块是对户型内部的功能尺寸进行合理的调整,这是为了让建筑模数能够符合相应的标准,通过对内部空间的进深或者开间进行标准化的设计,实现装配式结构设计的优化[2]。

3.2 规范装配式结构设计流程

如果装配式结构设计的流程不够规范,就会使得设计与生产之间可能出现脱节,对后续施工进度有所影响。在装配式结构设计阶段,就需要以全局的眼光看待整个建筑施工,将后续可能涉及到的问题都考虑到设计中来,装配式结构设计的流程不仅仅是对建筑功能的展现,还要对精细化设计和构件的拆分进行充分的考虑。例如,A企业在对一处住宅进行装配式结构设计时,没有考虑到一处构件的生产过为复杂,其功能与其制造的成本不具有高的性价比,属于成本上的浪费,导致后续施工过程中出现了两项问题。一是该处构件的生产成本过高超出了原本的预算,对企业的利润造成了影响。二是该处构件由于生产工艺复杂无法大批量生产,严重影响了建筑施工的进度。该案例表明规范装配式结构设计流程是十分必要的,在施工过程中起到承上启下的作用,流程的规范性确保了设计与其他方面的紧密联系,在不脱节的前提下密切配合,实现高效的建筑建设。

3.3 细化装配式结构设计技术

装配式结构设计技术体系的选择是实现装配式结构设计的优化的一项措施,从技术的角度来完善装配式结构设计,让设计不只是停留在表面,更能细化到建筑施工时所采用的技术,体现了精细化的设计理念,在节约资源的同时让装配式结构设计的实施更加顺利。在实际的装配式结构设计中,不同设计可以选用不同的技术,同样的设计也可能面对多种技术的选择,这就需要设计师进行衡量比较,选择具有较高性价比的一种技术来完成预定的设计[3]。例如,北京A建筑项目在进行装配式结构设计时,有着45%的装配预制率,其设计就将每个环节所使用的技术进行了细化,包括使用外保温复合水泥板外墙作为预制外墙,将叠合梁和叠合楼板作为建筑内部所使用的梁板,充分考虑建筑的设计理念和所处环节,将建筑施工进行了模拟分析,从而得出最合适的装配式结构设计技术。

3.4 预制装配式结构节点设计

装配式结构设计中的节点设计需要进行优化预制,节点连接的设计优化可以提升建筑的使用性能,让建筑的抗震能力得以加强,实现安全化、科学化和合理化的装配式结构设计。传统的建筑设计中对于节点连接方面的设计主要使用套筒、预埋件和钢筋等,这种方法虽然能够保证建筑的安全性能,但是随之而来的成本问题挤占了企业的利润空间,无法满足企业在经济收入方面的需求。对节点设计进行充分的优化,降低在节点连接中使用构建的成本,在保证建筑设计具有充分安全性的基础上实现装配式结构设计的优化。例如,在现阶段建筑建设中较为普遍使用的铸钢连接就是节点连接的其中一种类型,这种连接方式具有整体浇筑和适应性强的优点,能够适应多种建筑设计的要求,但是其缺点也影响着建筑设计师对其的选择的,较高的成本和自重,对工艺方面的高要求,无一不制约着装配式结构设计的发展,需要我们通过改进技术的方式来对其进行优化,实现更加科学和合理的节点设计。

3.5 降低装配式结构设计成本

面对装配式建筑成本较高的问题,不仅对装配式建筑的普及有所影响,还制约了装配式结构设计的应用,除了从设计的角度来对使用成本进行降低,可以通过利用相关政策的方式实现装配式结构设计的优化。合理使用法规与政策实现装配式建筑成本的降低,需要国家和相关部门对政策有所出台,推动装配式建筑的发展,给予装配式结构设计更加广阔的使用空间,让其在大范围工业化的环境中得以占有主要的地位,也能够得到更多的福利待遇。想要通过降低成本的方式实现装配式结构设计的优化,将政府和有关部门出台的奖励政策加以正确的利用是优化的措施之一,这种奖励政策惠及的是进行装配式建筑建设的企业,保证了建筑企业的利润才能够让更多的企业加入到建设装配式建筑的队伍中来,推动我国装配式建筑的发展与普及,通过合理降低工程造价的方式实现我国工业化的迅速发展。

4 结论

综上所述,装配式结构设计需要根据现阶段的实际情况进行优化,引入先进的技术手段和设计理念,从多个角度对装配式结构设计进行完善,达到建筑建设中的最大化综合效益。面对现行装配式结构设计的不足,需要对该设计进行足够的重视,建立装配式结构设计体系,规范装配式结构设计流程,实现建筑成本的有效降低,保证科学、可行和合理的建筑设计。