装配式建筑结构设计浅谈

2020-11-26杨浩博

商品与质量 2020年11期

杨浩博

合肥万科企业有限公司安徽合肥 230001

时代在不断向前发展，国内建筑行业的发展局势相当可观，建筑施工技术在这样的发展背景下，得到了进一步优化，而且出现各种类型的建筑物。作为一种全新的建筑形式，预制装配式建筑一般不会受气候环境的影响，而且可达到较高的施工效率，可节约大量的劳动力。相较于普通建筑形式，预制装配式建筑的应用优势更加明显，空间划分比较灵活，而且可以自由分隔房间[1-2]。

1 装配式建筑的概念

装配式建筑是指结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。从材料类别上来说分为三大类：装配式木结构建筑、装配式钢结构建筑、装配式混凝土建筑。目前我国建造的建筑类型以剪力墙住宅为主，而剪力墙住宅建筑材料又以钢筋混凝土为主，故本文所阐述的装配式建筑主要是指装配式混凝土建筑。装配式混凝土建筑是指建筑的结构系统由混凝土部件（预制构件）通过可靠的连接方式装配而成的建筑。与国内传统现浇混凝土建筑相比较而言，装配式混凝土建筑的主要结构构件均采用工厂预制而成，具有以下几方面的特点：①设计精细化程度要求比较高，专业协同要求比较高，严禁后凿后开孔现象，构件一旦生产出来就难以再修改；②工厂化生产能够提高混凝土产品质量，提高生产效率，实现节能环保的目标；③施工人员的工程实践经验以及技术水平、管理能力要求更高，安装误差以毫米为单位；④要求建筑全装修，相比较现浇结构，装配式混凝土建筑的后期随意装修造成的结构破坏更容易引起重大质量事故；⑤信息化程度较高，结合BIM技术，集成了建筑全寿命周期的重要信息。装配式建筑的特殊性使其能够将设计、生产、施工、装修、管理等建造环节全部打通，从而实现对建筑全产业链的协调整合[3]。

2 装配式建筑结构的设计要点

2.1 重视构件的标准化

针对于装配式建筑的结构来说，想要提升混凝土部件在建筑项目中的使用成效，就需要重视部件的合理拆分。装配式建筑的设计应该注重“尽量减少规格，尽量增加组合”的行业标准。结构构件的尺寸应满足生产要求的模数化、标准化，并以此进行优化设计，大批量的模数化、规格化的部件便于生产，降低成木；根据预制构件的功能和安装部位确定合理误差允许值；还应满足制作、运输、堆放、安装及质量控制等要求。

2.2 精细化设计降低装配式建筑的设计误差

因为预制构件结构设计的复杂性，施工图经常遇到墙、管等情况，以往结构设计方法设计的图纸，即使是二维图纸，上面的问题是不容易找出来的。在施工的时候，问题就会暴露出来，结构碰撞发生后，建设单位不得不要调整施工方案，避开碰撞的地方，这样就会导致使用的建筑材料增多，拖慢了施工进度，最终导致项目不能按时完成。BIM软件就不会出现这个问题，有了三维模型后，模型会被软件自动检测、评审，模型设计中存在的问题归纳为一起，设计人员收到问题信息后对设计方案进行整改、修正[4]。整改、修正完毕，BIM软件又重新检测、评审三维模型，并再次提示错误，如此反复多次，直到所有问题都得到解决。例如，在预制房屋的结构设计中，经常发生管线布置自身及与结构构件碰撞，这是因为建筑管线种类多，有给排水管、强弱电线等，装配式构件又具有预制性及模块性，管道与结构的协调是很难实现的，但BIM软件可以检测管道位置是否正确，如果软件检测到有碰撞等异常情况时，系统就会有出错的提示，在监理人员的充分参与下完成分析过程，能够促使管线更加优化、结构构件更加安全合理，降低装配式建筑的设计误差。

2.3 贯彻以人为本的可持续发展思想

贯彻以人为本的人文原则。要知道，建筑是通过满足人们对于生活的品质追求，是我们社会发展进步的标志之一。所以在进行建筑物设计时，要达到建筑物与大自然的有机结合是非常重要的。还可以帮户主利用能源来节约资源，目前来说，太阳能、水能、风能潮汐能和地热能等等都属于可再生能源。如果能将这些能源很好地利用起来，那可以为我国资源问题提供许多帮助，省去很多烦恼。利用太阳能解决我国某些地区生活当中的水源的提供问题，尽管一开始可能会花费大量的人力、物力和财力，但是经过长期的验证可以得出能够为人们的生活提供巨大的帮助，在一定程度上，利是大于弊的。风能也可以为人们提供很好的资源，许多偏远城市没有大城市发展的快，许多资源问题跟不上，比如夏天没有空调，电风扇风力太小，就可以在房顶安装风能发电机。通过这种方式对将自然风力利用起来，这样既节约了电能，还为居民解决了问题，这同时也代表了不可再生资源能够被再生的风能所代替，这都是能够帮助户主有效节约资源[5]。