装配式建筑结构设计要点与应用分析

区嘉乐

景森设计股份有限公司 广东 广州 510000

在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，我国建筑行业的发展速度也是变得越来越快，社会各界对建筑每个方面都是提出了较为严格的需求，尤其是建筑结构形式方面。在新时代背景影响下，建筑形式也变得更加具备多样性，人们开始越来越关注新型建筑形式，而装配式建筑就是其中之一。从分析现阶段建筑行业的发展状况就可以看得出来，未来的主要发展方向就是装配式建筑。但是从装配式现阶段发展情况就可以看得出来，因为我国在这方面起步相对而言比较晚，因此当下属于初级研究阶段，一些外部因素会对建筑高度以及建筑功能和施工技术甚至运输条件等方面造成一定影响。在设计建筑结构过程中，依旧会出现很多问题，就目前来讲，建筑企业以及相关工作人员需要急需攻克的问题就是如何提升装配式结构设计的科学性，所以设计工作人员在实际设计过程中，应当利用全新的设计理念完成设计工作，进而使得装配式结构设计方案更加具备合理性以及科学性[1]。

1 简介装配式建筑

图1 装配式建筑图

把预先制造好的建筑结构中的每一个构件统一运送到指定施工现场，在施工现场，利用这些构架装配形成的建筑指的就是装配式建筑。从上个世纪初起相关建筑行业的工作人员就提出了装配式建筑的观念，但是因为装配式建筑外形形式缺少多样化，所以在一定程度上影响了装配式建筑的使用以及推广。在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，建筑行业的发展速度也是变得越来越快，这在一定程度上提升了装配式建筑形式的多样性，直到现在，装配式建筑结构已经被灵活运用到了建筑行业当中。装配式建筑与传统建筑行事相互比较存在一定的差异性，不仅具备施工速度快以及施工效率高的特征，同时也会使得施工质量得到显著提升，如图1所示。

2 分析装配式建筑结构设计要领

2.1 设计准备工作

在实施装配式建筑结构设计作业时，设计工作人员应当对设计流程进行充分考虑，并且还要结合实际情况，利用科学有效的技术手段不断优化设计流程，这样可以使得装备式建筑结构方案更加具备实效性以及科学性[2]。装配式建筑与传统形式的建筑相互比较，存在一定的差异性，因此在实施结构设计作业时也会存在比较大的差异。在设计装配式建筑结构过程中，不仅需要对建筑自身的功能以及质量和美观给予高度重视，并且还要对每一类预制构件的工厂生产、现场装备以及运输等问题进行充分考虑。在实施装配式建筑施工作业时，施工工作人员应当高效率完成每一项施工环节，一旦任何一个环节出现问题，都会对建筑质量造成一定影响。对于装配式建筑设计而言，应当落实到建筑施工过程中，进而使得整体建筑质量得到明显提升。对于设计工作人员来讲，应当结合实际情况，利用科学有效的技术手段使得装配式建筑结构方案的可行性得到显著提升，并且需要精细化设计每一个部分的构件，结合具体状况对生产工序进行简化处理，这样可以使得施工成本以及现场装配难度变得越来越低。

2.2 布局方式

从现阶段的情况就可以看得出来，因为高容积率会对装配式建筑造成一定影响，因此我国大部分建筑在规划布局方面都受到了很多局限，尤其是装配式建筑。针对装配式建筑来说，不仅要对规划布局问题进行充分考虑，还需要对工艺流程问题给予高度重视，例如需要科学合理的布置预制构件的运输车流线、构件对方厂以及塔吊位置等，这些都属于重要工作内容。在布局设计方面应当做到易于装配，这不仅会实现优化施工流程的目标，同时也能够使得施工难度变得越来越低。应当科学合理设计套型的组合拼接方式以及体型系数等，这样可以使得装配式建筑的功能性得到有效保证。因为在布局装配式建筑时所涉及到的相关工作内容比较多，因此应当不断的提升作坊之间的协调性，进而为顺利开展后续工作奠定扎实基础。

2.3 标准化类型

在设计装配式建筑结构过程中，应当与构件标准实际需求保持一致，这样不仅可以使得施工工期变得越来越短，同时也会使建筑成本以及模板用量变得越来越低。我国装配式建筑与其他国家相互比较存在一定的差异性，因为我国的装配式建筑起步相对而言比较晚，就现阶段而言，还属于初级发展时期，因此在施工工艺等方面缺少一定的合理性以及时效性，所出现的这种现象，会对实现装配化生产承载构件造成一定影响。就目前来讲，装配化主要指两个部分，其中包括装配以及现浇。在设计装配式建筑结构时，想要与建筑需求保持一致，设计工作人员就应当对结构空间规整给予高度重视。在设计装配式建筑结构过程中，设计工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的解决措施，使得装配式建筑结构标准化程度得到有效提升，并且还要把多个标准单元利用拼合复制的方法对准成平面进行组装[3]。在规范设置空间结构过程中，需要结合实际的户型模块以及交通核模块等完成此项工作。通常情况下在设置户型模块时，都会围绕室内空间结构完成设置工作，并且还要合理科学的布设客厅以及卧室开间等。在设置交通模块过程中，应当对楼梯以及走道和电梯井等的设置工作给予高度重视。在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，人们对建筑空间个性化，也是提出了较为严格的需求，因此在实际设计过程中，应当对业主的个性化要求进行充分考虑，利用不同的平面组合类型。除此之外，在实施设计作业时，应当对以下几点问题进行充分考虑，门窗与洞口之间需要上下对齐，不仅需要集中布置有水房间，同时还要对外墙实施防水处理作业。

2.4 平面模数化

在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，装配式建筑的利用效率也在逐步提升，结合装配式建筑的具体要求，在一定程度上模板数量。相同构件数量与模板数量有着密不可分的联系，并且模板数量会对项目周期以及整体投资造成一定影响，由此可见在整个过程中是相互影响的。在实施装配式建筑结构设计作业时，设计工作人员应当结合实际情况利用相同模板数量完成设计工作，这样可以使得模板的重复使用率得到显著提高，与此同时还需要高度协调好插座与设备开口等重要因素，进而为后期顺利开展施工安装工作奠定扎实基础。

2.5 构件技术体系

在设计装配式建筑结构过程中，一项较为关键的问题就是结构技术体系，所以在实施装配式建筑结构设计作业时，设计工作人员应当对结构技术体系给予高度重视。想要与具体设计需求保持一致，就应当不断的优化结构技术体系。全部与结构设计相关的技术体系指的就是结构技术体系，结构技术体系的合理与否与装配式建筑设计的成败息息相关，通常状况下，在我国装配式建筑当中，经常运用的结构体系有整体框架结构、叠合剪力墙结构以及装配整体式剪力墙结构。在实施设计作业时，设计工作人员要对具体状况进行充分考虑，并且需要结合实际情况科学合理的选择技术结构体系。例如一旦在装配式建筑当中需要使用平面结构，就应当使用双面或者单面预制的叠合剪力墙。除此之外，设计工作人员应当科学合理的选用连接方式，这样可以使得装备式建筑结构连接质量以及连接效率得到显著提升。

2.6 预制构件

装配式建筑当中非常关键的一项环节就是预制构件环节，预制构件质量与装配式建筑的成败有着密不可分的联系，在设计预制形式以及预制部位时，设计工作人员应当结合建筑的特征以及结构体系和预制装配率实施设计作业。在实际设计过程中不仅要对楼梯以及阳台等水平构件的预制问题进行充分考虑，还需要科学合理的设置预配式外墙，通常情况下，需要把外墙保温与装饰人为一体，但是值得注意的是，在实施施工作业时，应当有效避免运用外部脚手架[4]。

2.7 预制构件节点

在设计装备式建筑结构过程中，最为重要的难点以及重点就是设计预制构件节点。预制构架节点会对建筑的功能以及结构抗震性能等造成，一定影响。一般状况下，在连接预制节点过程中，大多数情况下都会使用钢筋以及套管等。在设计预制构件节点过程中，应当结合实际情况，利用科学有效的技术手段，不断的优化现浇混凝土结构与预制构件之间的节点连接，并且还要不断的优化预制构件互相之间的节点连接，这样能够有效防止出现成本浪费的现象。

2.8 预制剪力墙结构设计要领

装配式建筑基础工作就是预制结构构件，想要使得预制构件设计的合理性以及科学性得到有效提升，就应当深入分析预制结构构件。一般状况下，在设计预制构件结构过程中，应当对以下三个方面内容进行充分考虑，第一，应当深入分析预制构件持久性设计参数，其中包括裂缝以及变形和预制结构构件承载力等。对上述内容实施验算作业，能够使得上述参数的科学性以及时效性得到有效保障。第二需要深入分析地震设计参数。建筑结构抗震能力与建筑结构的稳定性以及可靠性有着密不可分的联系。针对装配式建筑来讲，在设计预制结构构件过程中，设计工作人员应当利用科学有效的设计理念完成设计工作，这样可以使得构件承载力得到有效提升。第三，应当仔细验算有关制作以及运输和堆放等环节的预制构件，应当有效保障每一项指标都与我国现行有关需求相互一致，进而使得预制结构构件质量得到有效提高。设计工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的技术手段，不断的提升预制构件验算效率，由于在上述环节当中具备比较大的几率，不仅会产生预制结构构件损坏的状况，甚至会对后续施工质量造成影响。所以对于制作以及运输和堆放等环节来讲，都应当结合实际情况实施结构验算作业，这样不仅可以使得制作质量以及运输质量和堆放质量得到显著提升，同时也能够为后续的生产以及施工质量奠定扎实基础。针对上述环节的验算而言，在实际验算过程中，应当利用构件自重标准乘以动力系数后作为等效静力荷载标准值的方式完成验算工作。在选用动力系数过程中，需要根据构件实际施工情况完成此项工作，首先是构件调运以及运输等，动力系数通常情况下都会选用1.5。在对预制构件实施脱模验算作业时，应当选取构件自重标准值乘以动力系数后与脱模吸附力之和作为等效动力荷载标准值，并且不能低于构件自重标准值的1.5倍。动力系数与脱模吸附力应与下列规定保持一致，第一动力系数不能小于1.2，第二，脱膜吸附力应当根据构架以及模具的具体状况选取与应用，并且不能小于每平方米1.5kn。

3 分析装配式建筑结构的使用

在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，装配式建筑结构运用效率也在逐渐提升，其中包括木结构体系以及装配式剪力墙高层住宅体系等，针对这些不同的装备是结构体系而言所具备的优点以及缺点也是各不相同。例如ps结构体系其具备施工工期短以及节能环保等特征，但是ps结构体系工程造价相对而言比较高[5]。与传统建筑体系相互比较，装配式剪力墙高层住宅体系建筑性能具备一定的稳定性，但是所涉及的安装工作量相对而言比较大，因此在使用装配式建筑结构过程中，应当结合实际情况科学合理的选用装配式框架结构体系，这样不仅可以有效防止出现浪费成本的现象，同时也会使得装配式建筑结构的利用效率得到有效提升。装配式建筑结构经常使用的连接形式，包括结合面构造以及螺栓连接等方式，而装配式建筑结构处理重点，包含防水措施以及保温措施。另外，针对装配式建筑结构连接形式而言，在不同的结构体系当中，所表现出来的优点也是各不相同。例如在PC框架体系当中，通常情况下都会使用干连接以及湿连接的连接方式完成连接工作。而对于ps结构体系来讲，会使用焊接连接以及螺旋连接的连接方式实施连接作业，这样可以为装配式建筑结构提供较好的服务保障。

4 结束语

总而言之，在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，建筑行业的发展速度也是变得越来越快，这在一定程度上提升了装备式建筑的使用效率。装配式建筑与传统形式相互比较，具备施工速度快以及施工效率高等特征。但就目前来讲，设计工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的解决措施，不断的优化装配式建筑结构设计，这样可以使得装配式结构的合理性以及科学性得到有效提升。在实施装配式建筑结构设计作业时，设计工作人员不仅要对设计流程进行充分考虑，还要对装配式建筑结构设计要领给予高度重视，进而使得装配式建筑结构方案更加具备时效性以及合理性。