装配式建筑结构的设计优化探究

孔维薇

（绍兴文理学院，浙江 绍兴 312000）

随着制造工业的不断发展，装配式建筑结构在建筑行业的得到广泛应用，并取得了良好的应用效果。装配式建筑结构采用装配化生产工艺，实现了建筑结构工业化制造，转变了传统建筑结构的生产方式。因此，装配式建筑结构能够降低工程造价以及建材消耗，同时也提高了建筑工程的施工质量及安全。传统装配式建筑结构设计，尚未形成一体化、标注化设计构建，导致设计、生产及施工安装等环节相脱节，难以形成连贯的周期。在制造业、科技信息快速发展的当前，装配式建筑结构的设计优化，应将传统“现场建造”形式向“工厂制造”形式转变。本文从装配式建筑结构设计出发，就如何优化装配式的建筑结构设计，做了如下具体阐述。

1 装配式建筑结构一体化设计

随着装配式建筑的推广及发展，已成为现代建筑结构的重要类型。传统设计模式一体化集成效果较差，技术设计的优化与调整，成为装配式建筑产业发展的内在需求。一体化集成设计的实践，能够实现对建筑结构各子系统及其部件在工厂模式下进行制造、装配，形成有机整体，大大提高了装配式建筑结构的设计施工效率。装配式建筑结构一体化设计，核心在于如何统筹建筑结构、部件、装饰装新以及机械设备；如何基于装配式建筑结构的形式及平面布置，打破传统僵化的设计专业划分，实现一体化的协同设计。因此，一体化设计的构建，能够优化建筑结构设计的整体性，并且灵活的设计空间，能够更好地满足建筑结构的使用需求，对建筑空间、设备等要素进行更新。首先，一体化设计转变了传统设计模式，特别是传统设计的专业划分存在过于明显的界限，导致不同专业之间的协同性不足。一体化设计的构建，能够实现建筑、结构及机电设备一体化协同配合，有效提高了装配式建筑结构的设计效率及整体质量；其次，建筑设计与装饰装修设计相集成，促使装饰装修贯穿整个装配式结构设计。这样可以实现建筑结构内部体系的统筹设计，且在装饰品设计方面，能够创设模块化条件，提高装配式结构的整体性；再次，装配式结构装饰装修、装配等环节，已形成较大的结构环节破坏，以及资源浪费等问题。一体化设计能够实现装配式建筑完整产业链发展，提高设计一体化价值。

2 装配式建筑通用化、标准化、深化设计方式

在装配式建筑结构的设计中，建筑的特征决定了设计要素的构建，特别是对于生产、施工、安装等环节的影响较大。为此，在装配式建筑结构的设计中，应实现通用化、模数化和标准化设计。首先，从设计到生产，再到建造，各个环节之间的技术衔接，直接影响到装配式建筑结构的质量。通过标准化声场设计，能够有效降低部件的生产成本，同时也可以降低手工作业面，有效提高建筑结构的质量；其次，装配式建筑结构的设计，要注重空间布局及功能要素的合理性，数模化、标准化设计的构建，能够将建筑结构从传统单一要素的构建，向通用化、标准化方向转变，进而更好地提高各部件之间的应用，实现建筑结构的多样化设计；再次，当前，在数模化构建中，应着力于建筑结构与建筑内装部品模块的协调统一，可有效提高建筑机构的通用化、模块化。

装配式建筑结构深化设计，是标准化、数模化设计的重要方式，能够在建筑结构性能的构建中，提高结构的稳定性和安全性，同时也确保了建筑结构的合理性。如图1 所示，是装配式建筑结构中，梁柱深化设计的节点、梁-梁模型。

图1 梁柱深化设计的节点、梁-梁模型

从中可以知道，在深化设计中，通过节点深化设计，提高建筑结构的整体性。并且基于建筑结构的设计标准，在节点设计中确保各指标要素符合要求。图中节点钢板厚度≥30mm，且采用K 字形坡口对接焊缝，有效保障了建筑结构的完整性。此外，梁-梁节点设计应注重梁面结构的合理性，一般采用H 形或工字形，提高装配式建筑结构的稳定性。因此，在建筑结构的设计优化中，应注重建筑结构的完整性、稳定。特别是在关键节点等的设计中，应通过深化设计，构建整体性结构体系，能够更好地满足实际需求。

3 BIM 技术的实践应用

随着信息技术的快速发展，BIM 技术在装配式建筑结构设计中的实践，是现代化、信息化设计发展的重要体现。BIM技术的实践应用，实现了各专业之间的协同性，在推动装配式建筑结构设计发展中，起到了重要的作用。在装配式建筑中，结构设计是核心，可基于BIM 技术的精细化、可视化等优势，实现装配式建筑结构的设计优化。如表1 所示，是基于BIM 技术下装配式建筑结构的设计模式。从中可以知道，在BIM 技术的应用中，实现了建筑结构空间三维形态的表达，同时也在各专业之间的协同配合中，提高了结构设计的协同性，转变了传统单一元素的设计方式。因此，BIM 技术在装配式建筑结构设计中的实践，是信息化发展的中基础，也是建筑结构设计向智能化、可视化、大数据化发展的方向。

表1 基于BIM 技术下装配式建筑结构的设计模式

此外，BIM 技术的应用，能够实现装配式建筑结构设计的信息化管理，突显出元素设计的重要性。首先，BIM 设计能够将设计构建的重点放在结构体系中，有效确保了建筑结构的完整性，同时通过建立装配式部件通用数据模型标准，实现各部品部件的数据库的生成；其次，在安装施工中，BIM技术的组织实施，能够实现模型化安装，不仅降低了成本，而且有效缩短了工期，确保了装配式建筑结构的设计优化；再次，BIM 技术能够实现装配式结构与大数据相结合，不仅提高了建筑结构的设计效率，而且也为设计信息化发展提供了契机，符合当前装配式建筑结构的设计发展方向。

4 结语

综上所述，在现代建筑业快速发展的当前，装配式建筑结构的发展及推广应用，是现代建筑结构设计的发展体现，也是建筑结构模式的发展新方向。在本文的探讨中，传统设计思想及方法，难以实现一体化、通用化等要素的构建，降低了建筑结构设计的整体性。在装配式建筑结构的设计优化中，应坚持创新发展理念，在通用化、一体化和深化设计中，提高各设计要素之间的协调配合，并且在BIM 技术的应用中，推进装配式建筑结构设计向现代信息化方向发展，进一步推进装配式建筑结构的优化设计，适应新的发展环境。