分析与探讨装配式建筑结构设计关键点

杨燕英

【摘要】随着建筑工业化的发展，我国在借鉴和总结国内外经验的基础上大力发展住宅产业，大中城市大力推广装配式结构建筑，装配式结构的应用大大提高了建筑设计的建筑效率，并且保障了施工质量。本文对装配式建筑结构设计关键点进行讨论。

【关键词】装配式建筑结构;结构设计;关键点

1995 年建设部印发了 《建筑工业化发展纲要》的通知，次年建设部住宅产业化促进中心成立，出台了《住宅产业现代化试点工作大纲》、《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》，并批准建立了多个国家级的住宅产业化试点城市、生产型基地以及以房地产开发商为龙头的企业联盟。目前，住宅业作为国民经济中的支柱产业地位已经确立，住宅建筑工业化必将是今后住宅产业的发展方向，我国建筑工业化已经进入持续、健康发展的新时期[1]。

装配式建筑结构能够提高建筑的建造效率，通过装配式建筑结构能够使建筑施工更加安全，提高了建筑行业的灵活性，同时也更加符合绿色节能环保的建筑要求。装配式设计的过程极其精密，本文对装配式设计理念进行叙述，对装配式结构设计的关键点进行分析。

1.裝配式建筑结构

随着我国建筑行业的发展，我国的装配式结构件制作往流程精细化、设计模数化发展，装配式构件的生产效率得到了明显的提升，装配式结构件的制作成本降低，同时装配式结构更加符合绿色环保标准，降低了工地施工中浇筑工作对环境的污染程度，并且在一定程度上减少了建筑材料的使用，符合节能要求。下面将对装配结构中常用的四种装配模式进行简述。

1.1砌块建筑

这种建筑使用预制块状材料砌成墙体，适用于三至五层的建筑物，对于高层砌块而言，砌块内还会留有钢筋孔道，加强砌块建筑的物理强度，砌块包含大中小三类，方便施工人员选择，并且具有易搬运的特点，节约了施工时间。砌块分为实心与空心两类，根据建筑要求的不同可灵活使用，降低了施工难度，同时由于砌块为预制构件，减少了砌块养护的工作量。

1.2升板和升层建筑

这种建筑的结构体系是由板与柱联合承重，在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，提升楼板和屋面板至设计高度，然后加以固定。至于内外墙体，可现浇钢筋混凝土，也可砌筑砖墙，还能安装其它轻质幕墙等。它将大量现浇过程挪到地面进行，减少了高空作业和垂直运输，节约了模板和脚手架工程，并减少了施工现场面积，非常适合施工现场受限的建筑，多用作商场、仓库、工厂和多层车库等。

1.3盒式建筑

这种建筑是从板材建筑的基础上发展而来的一种新型的装配模式，通过墙体组装完成盒式建筑的整体外部结构，同时还能够对盒式建筑的内部进行设备、装修施工工作，之后将预制好的盒式建筑吊装到施工现场，由施工人员对盒式建筑进行管线铺设，即可将盒式建筑投入使用。

1.4骨架板材建筑

这种建筑由预制的骨架和板材组成，承重结构一般有两种形式，一种是由柱、梁组成承重框架，再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系;另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系，内外墙板则是非承重构件。骨架板材建筑内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。

2.结构设计关键点

预制构件连接节点的结构设计是装配式混凝土剪力墙结构住宅的设计关键，在对装配式建筑结构设计中应当掌握设计的关键点，使构造节点与材料的选用满足建筑的物理和力学性能、耐久性能及装饰性能的要求。下面将对结构设计关键点进行探究，使各个连接节点满足设计要求，增强装配式结构设计质量。

2.1装配结构设计原则

装配结构设计是一门严谨的工作，所以在设计的过程中应当严格遵守设计原则进行设计，在装配设计前需要协调各方面的专业人员进行装配结构设计的讨论，装配设计应当遵循标准化、规模化、少规格、多组合的设计原则，在材料选择方面，装配式设计应当选择安全度、适用度、耐久度较高的建筑材料构件制作，保障装配结构整体施工质量，同时在设计过程中还应当对防震工作展开讨论，进行细致的构件深化设计。

在厘清装配式结构设计原则之后，下面针对各项设计进行阐述。

2.2装配式结构的立体设计与平面设计

在进行装配式结构的设计过程中，设计人员应当根据现场的实际情况进行实地数据调查，使设计方案与现场施工相匹配，根据实地调查结果确定设计方案，设计师根据数据设计平面设计图纸与立体设计图纸。在设计初期设计师还应当根据设计成本，确定建设工程施工质量标准，确定施工规模，之后再对设计图纸进行前期的设计，设计图纸完成后再根据资金、施工现场等数据进行进一步的细化修改工作，满足业主要求[2]。在进行设计过程中设计人员还可以运用BIM建模系统将所有数据进行输入整合，进行信息化装配结构的模型设计工作，从而帮助设计人员更好地进行平面、立体图纸的绘制。

2.3叠合板与墙体设计

预制装配式结构设计是装配结构设计中的核心工作。在预制装配式结构设计的过程中，设计人员应当保证结构节点的稳定性与安全性，使预制装配式结构能够有效地连接各处区域，保障建筑的质量。这就要求相关设计人员对于预制结构设计进行科学论证，同时根据现场实际情况细化设计方案。设计师应当善于利用多种装配式施工技术，保障良好的施工效果，达到缩短工期节约物资的目的。在设计过程中受力构件是设计的重点内容，在叠合板进行设计的过程中，应当满足一定的设计要求，设计要求叠合板的厚度不得小于60mm，并且在采用150板时，应当采用PC层与RC层组合的形式进行设计，确保叠合板的质量。当叠合板跨度高于3m时，设计人员应当选用钢架混合叠合板，当跨度大于6m时，应当采用预应力钢筋混凝土预制板设计，增强叠合板的机械强度。从而更好地保障装配式结构设计的稳定性，提高建筑的整体机械强度。预制剪力墙在施工过程中由于结构件较多，导致预制构件之间出现了过多的缝隙，针对这一问题，相关设计人员在进行预制剪力墙设计时应当做好接缝的处理工作，同时保障施工的便易性，达到缩短工期的设计效果，在明确预制剪力墙的相关指标后，应当结合现场施工特点对预制剪力墙做出设计，设计要求中明确指出装配式结构在设计时应当保障承重构件竖向受力的问题，竖向受力要均匀，且受力程度要低，保证竖向承重构件上下对齐，并且没有转换。在一般的情况下护剪力墙结构应当进行优先的设计选择，便于预制结构件的现场安装，内部剪力墙设计由于施工安装较为困难，所以应当予以排除。在进行墙体底端加固作业时，应当对竖向受力构件进行水泥的浇筑工作。在设计过程中应当采用现浇施工技术对混凝土进行安装施工工作。通过合理的装配构建结构设计降低预制构件的制作成本，提高了装配式结构设计的水平，同时现浇结构设计还能够应用于电梯结构、楼板结构之中，设计师应当保障墙体结构达到抗剪力的要求下，适当采用少量的PC墙，确保预制力墙体的可靠性。叠合板与剪力墙是装配式结构设计中最重要的部分，在设计时应当根据现场情况进行有针对性的设计工作。

2.4樓梯结构设计

在楼梯设计时应当按照混凝土构件设计规范进行设计，在装配式结构设计当中，设计人员一般选择预埋钢板及平台焊接的方式进行，增强楼体的稳定性，提高楼梯整体的抗压强度，在设计过程中设计人员应当对混凝土结构的细微差异与栏杆扶手等进行设计考虑，首先考虑到吊装过程中预制楼梯的吊装孔道，其次考量钢筋孔道与扶手、栏杆孔道，确保吊装过程不会对预制楼梯造成损害，确保楼梯安装过程的顺利进行。预制楼梯在设计过程中还应当考虑排水、防滑等问题，确保楼梯使用者的安全。在楼梯设计时，设计人员应当考虑到腿脚不便的老年人、儿童，楼体结构设计要符合人体工程学，达到省力的目的，提高楼梯设计质量。

2.5装配结构细节设计

装配结构是一种预制件安装的形式，预制件当中难免会存在一些细微的问题，设计工作人员在对装配结构进行设计的过程中应当对设计环节中的细节进行设计。首先应当注重装配结构预制件的平面设计，在进行平面设计时要保障平面布局的合理性，建筑门窗应当与平面设计相吻合，使门窗达到安全适用标准，一般采用上下对齐和成列分布的方案进行设计。设计人员还应当对细部结构进行深化设计，要注重预制构件之间的缝隙防水设计，保障预制构件的耐久性，在墙板缝隙处、楼梯接缝处等位置进行防水设计，保障其使用效果。在对一些特殊部位的节点进行设计时要对其精确性进行考量，并且要在接缝处进行防水、防风设计，保障室内的保温性能。在外墙与立面设计时，要达到美观整洁经济的设计要求，墙体与墙体间的连接部分要做好加固工作，使装配式结构墙体设计达到保温、隔音、防水等硬性要求。

3.结束语

通过对装配式建筑结构的简述中可以得知，装配式建筑结构有四种结构模式，这四种模式应用极为广泛，并且各具特色，推进了装配式建筑结构设计的发展;通过装配式建筑结构设计的探讨可以得知，在进行装配式结构设计的过程中应当首先厘清装配式结构设计原则，加强平面图纸与立体图纸的设计质量，在叠合板设计的过程中应当结合设计要求选择合适的叠合板材料，并且注重剪力墙的设计，确保墙体的机械强度，在进行楼体设计时应当注重楼梯的吊装原装孔道设计，加强对装配结构的细节设计，确保装配结构建筑的适用性。

参考文献

[1]赵中宇，郑姣.预制装配式建筑设计要点解析[J].住宅产业，2015，（9）：10-16.

[2]廖华刚.装配式建筑结构设计的要点探究[J].建筑工程技术与设计，2020，（26）：692.

（作者单位：广西大学南宁学院）

【中图分类号】TU3

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2020）10-0086-02