装配式结构在工民建建筑设计应用探究

辛小林

江西省城建集团有限公司 江西 宜春 330600

现阶段，我国装配式建筑还有一定发展空间，大多数开发商都并未充分了解与掌握装配式建筑所具备的特征，在展开建筑设计、施工等方面存有诸多不足，从而造成结构设计与具体施工间存有极大差异，进而加大工程施工成本。因此，在实际施工前，应当展开合理规划，接下来依照设计来进行操作。而为了能够有效确保建筑结构的安全性与实用性，应当合理完善建筑装配结构，保证建筑施工的总体质量。基于此，笔者就对装配式结构在工民建建筑设计中的运用进行了简单的探究与分析，希望通过本文的阐述与探究能够为相关探究人员提供一些有效参考。

1 装配式建筑的优点

在装配式建筑进行应用的过程中，能够为建筑的整体效益进行综合提升，其自身所具有的各项优点，会让施工过程更加简便快捷，其积极效果产生的相对较多，具体包括以下几个因素：其一，自身的施工速度会比传统工艺施工速度更快，受到自身的安装工艺影响，装配式构件在厂家进行提前预制，免去了构件在进行现场浇筑的过程，为此，预制构件可以在其他工程施工阶段进行，施工的过程中避免了同步安装冲突，不需要进行每道工序的时间错隔，减少了时间上造成的工序冲突；其二，构件在进行设计的过程中，以标准化模式进行操作，为此，所设计的构件都已经能够进行量产，在能够最大化保证施工质量的同时，也加快了生产的节奏；其三，能够有效降低人力成本，由于采用的生产模式以标准化为主，因此生产效率进行提高的过程中，人工的总体成本和材料的消耗也相对进行降低；其四，提高工程质量，在整体的标准化生产模式下，能够最大限度发挥过程的质量标准效果，通过各种高强度的钢筋和螺栓进行相应的连接加工，让建筑的整体结构能够提升稳定性和安全性；其五，节能环保，由于装配式构建的大部分生产工艺都是在工厂进行加工完成，因此，现场所产生的各种建筑垃圾相应减少，减少了工程施工现场的施工过程，避免施工过程对环境产生污染，更加有利于节能环保的效果体现[1]。

2 装配式结构设计要点

2.1 构造节点设计

装配式结构在工民建建筑设计中的应用要求设计施工人员将各个构件紧密连接，加强结构之间的稳固性。因此，需要将构造节点设计作为设计要点，同时还要做好外墙板接缝、门窗洞口预制等工作。部分装配式构件利用的材料在防水性能表现方面不佳，无法达到工程建设施工的要求，还有部分构造阶段无法满足力学性能的要求。在设计构造节点时，就需要在这些方面加大重视程度，确保其能够满足基本的性能要求，从而优化总体设计效果。

2.2 模具设计

模具在装配式结构设计中的应用非常重要，设计人员要按照工程项目建设的标准设计装配式建筑模具，确定预制构件的尺寸，使其在建设施工中具有较强的适配性[2]。在设计模具时，要将预留孔模板、活动模具、标准底模和侧模作为要点，当混凝土成形之后就能够取出两端动态的模型，将混凝土和模型相互结合。这项工作的开展要求工作人员借助人工力量的方式完成脱模，还需要减少其对于模具的损坏，因此要多加注意。

2.3 结构体系设计

框架结构体系设计和剪力墙结构体系设计是装配式结构体系设计的主要内容，设计人员在利用装配式结构开展工程设计时，需要明确现场施工的要点，掌握结构体系的表现形式，选择性能较强的结构体系作为工程的主体结构，在确定各项参数都达到标准之后就能够实施焊接操作。在设计结构体系的过程中，最重要的就是需要考虑现场施工中可能存在的影响因素，结合相关的设计标准提高剪力墙结构体系设计的规范性。设计人员需要按照内墙结构设计的要求完成相应地任务，还需要设计和建造承重墙，确定结构的承重能力，防止在后期建设施工中引发其他的问题。

3 装配式结构在工民建建筑设计中的运用

3.1 设计流程要点

在进行装配式结构设计过程中，需要对建筑设计原图纸进行相应深化，装配式建筑结构进行设计阶段的主要工作，就是要通过建筑工程施工设计图进行构件拆解，将标准化的建筑结构构件进行装配式设计应用，通过对建筑的标准楼层结构进行分析和研究，将其中的主要构件进行系统化的筛选，注重在施工过程中能够与建筑结构其他部分契合，满足各类施工工序原则。设计人员需要对工程的整体成本和规模进行全方位的考虑，根据相应的建筑工程施工标准，选择具体的结构类型，对重要的连接部位和连接工艺进行标准化设计，及时与施工单位以及生产单位进行有效沟通，确定相关施工细节，为总体的施工环境提供最大的保障，一旦有发现图纸的设计内容与现场施工出现冲突，必须及时采取可靠的措施进行调整[3]。

3.2 在建筑设计中的运用

工民建建筑设计中应用装配式结构，先从西部构造规划层面出发，需要设计者围绕细部接缝、防水以及防渗透等方面进行针对性设计，特别是上下部位相邻的墙板、空腔构造设计以及上下侧接缝设计等环节，更需要引起设计者人员重视。第一，工民建建筑平面设计应用。平面设计作为工民建建筑整体设计中极为关键的部分，在工作人员进行此环节设计时需要注意，特别是平面尺寸、预制构件规格以及结构受力等多个方面，都需要设计者结合现实情况进行科学规划。分析平时平面门窗设计事项，设计者可以灵活成列分布以及上下对其两种分布模式，一来能够维持整个结构更具美观效果的基础上，二来也能够促使企业在最少经济投入下提升经济利益；第二，工民建建筑相关节点应用。从根本上来讲，装配式结构受力与质量与节点设计标准之间存在着直接联系，此环节需要设计者围绕外墙尺寸大小以及门窗安装等事项开展。装配式结构工民建建筑门窗设计，设计者可以选择无门窗副框的安装手段，确保预制板墙与门窗之间能够密切连接的同时，伴随着后期工民建建筑长时间使用，也能够减少外窗与外墙洞口周边渗漏出现几率。除此之外，出于维持外墙节点良好密实性的设计目标下，在工作人员进行装配式节点设计时，也应该高度关注防水、防渗漏部分的设计；第三，工民建建筑外墙立面设计应用。在工作人员进行此环节设计过程中，可以站在居住单元立面结构下，做出规范化设计，对多样化元素进行拆分以及组合，最终经过生产后能够得到多种需要的规范化构件，接下来施工人员只需要根据每一个环节要求适当选择安装即可。尤其是立面设计，工作人员需要把控好以下几点：首先，设计者应该保证结构立面具备良好功能特点，伴随着设计工作的持续进行，针对最终呈现出来的立面效果以及建筑造型等，可能与建筑内部功能设计之间有着直接关系，因此最好要求设计者选择平面组合模式予以规划；另外，为保证多样化立面设计目标实现，设计者可以站在立面结构视角下，将其进行有效拆分，通过形成的预制外墙以及阳台等，然后在整合多个构件打造成多样化的造型体。伴随着工民建建筑行业多年以来的发展，设计者可以选择具有节能性以及环保性的涂料。面砖等进行立面设计。

3.3 在结构设计中的运用

工民建建筑工程的结构分为多种，在装配式结构支撑下，其结构表现得到了简化，主要为主体结构和附加结构两个部分。众所周知，建筑物的主体结构需要体现非常显著的承重性能，在利用装配式结构进行结构设计时，就需要做好主体结构设计的钢梁、钢柱及钢节点设计工作，而附加结构设计则以连接板、加强板为主，在结构的材质、规格等存在差异的情况下，工民建建设施工质量也有所不同。设计人员在实施装配式建筑设计时，要合理选择工厂中的预制构件，在将其运输到施工现场之前对预制构件的安装方式进行分析，还需要做好相应的计算工作，确保其可以满足工民建建筑工程现场施工的要求，提高结构设计的可行性。部分设计人员在开展装配式结构设计工作时，会开展固定连接构件的临时支撑预埋件设计，实际上，其在很多建筑工程装配式结构设计中并不需要考虑，只是在具有特殊要求的情况下可以将其纳入到结构设计当中。所以，设计人员要在明确工民建建筑工程的性能要求的前提下，对构件是否提出了特殊的性能要求进行分析，避免产生不必要的工作流程[4]。

3.4 在管线设计中的运用

在进行装配式构件的设计环节，其管线设计是最为关键的内容之一，涉及到墙体的保温以及管道的走向等多方面内容，尤其是管道的布置阶段，一旦不合理的设计情况发生，就会造成后期的连接冲突，设计过程需要严格的对数据进行精密计算，让管道在后期的连接过程中能够有效进行。工民建建筑所涉及到的管道相对较多，其冷水管与热水管在每个构件都可能有很大几率存在，在两者进行设计的环节中，需要对两种水果的互相影响进行考虑，避免发生冲突叠加，最大限度发挥出每种管道的自身作用，尤其对重力管道设计环节，按照先大后小进行布置，综合考虑管线设计的合理性，而在设计环节也要考虑一定后期维修因素，为后期的使用过程进行综合考虑，将管线的薄弱点设计一定的保护措施，且设计在利于维修的部位，避免后期的维修工作产生大量的破坏。

3.5 装配式结构结合BIM技术在建筑设计中的运用

首先是处于建筑设计阶段的建筑中用到的施工技术不够全面，缩短了建筑工程的施工工期，同时，由于当今建筑工程的施工范围也在不断扩大，应用装配式结构，应在施工期做好足够的准备工作，并且提高工民建建筑中的装配式结构的设计参数的准确性。而BIM技术主要是对施工中产生的数据信息的快速采集，同时对装配式结构的设计参数的精准性进行及时评价，评价的内容包括装配式结构的强度、装配式结构所需要的材料种类、尺寸等方面。利用BIM技术还可以直接生成三维式立体结构，有利于设计问题能及时发现。对于装配式结构的数据信息，也可以利用云计算技术协助计算，进而提高装配式结构设计更为合理[5]。

其次是施工组织阶段。建筑工程的施工需要许多人力资源的参与，尤其是一些大型建设工程项目，在装配式结构的施工过程中，需要对施工人员进行组织工作。在装配式结构应用中，应该对装配式结构设计方案内容的落实工作，与此同时对装配式结构进行及时的管理，其设计内容主要是装配式结构的应用数量、不同部门人员对工作需求、装配式结构的施工人员技术能力等。BIM技术在装配式结构建筑过程中，主要负责对产生的数据信息进行采集，进而装配式结构的施工过程能更为精准，利用BIM技术在施工过程的优势，构建装配式结构管理制度，明确施工过程中所需的材料、配件数量和具体采购量，进而提高施工的进度，提高装配式结构施工质量。

3.6 叠合板在工民建建筑中的运用

钢筋桁架结构是当今国内建筑行业中普遍应用的结构形式。在应用钢筋桁架结构的时候，可增加钢筋桁架结构整体性能。单向板双向板可根据不同的工程的设计需求进行设计。单向板双向板的存在，增大了施工的接触面，能保证单向板双向板的整体协调能力，进而加强了装配式结构的强度。SP预应力空心楼板是利用高强度的预应力。在工民建建筑中的装配式结构中具有广泛的应用前景。

SP预应力空心楼板在运输过程中所采用的技术要求低于6层，因此，这样才能确保SP预应力空心楼板在运输过程安全。由于SP预应力空心楼板面积大、板厚度较薄，SP预应力空心楼板在运输过程中容易出现破损，因此，就需要严格控制SP预应力空心楼板在运输过程安全。在SP预应力空心楼板在运输过程中应注意，设计便捷的运输途径，保证快速运输的顺利，为了SP预应力空心楼板在运输过程安全性，需要提前对运输路线进行合理挑选，了解周围的地形环境，由于道路的宽度和弯路的转弯半径会对SP预应力空心楼板在运输过程造成不良影响。

进行装配式结构设计的时候，要严格按照设计，不能运输的速度过快，从而导致装配式结构的破坏，运输中可以做好保护，从而避免运输中的损坏，进而损坏装配式结构的效果。等到达规定地点后需要在拆装时垂直，根据规定好的地点进行堆放。要对施工人员进入施工现场进行检查，检查分为三个步骤，首先是施工人员检查，对装配式结构所需的模具和材料进行检查，确保装配式结构所需的模具和材料完好无损。其次是对施工现场进行检查，也就是说对装配式结构的施工场地后的验收，对配件必须要有出厂证明，进而确保配件的尺寸和质量符合施工标准。第三步是对工程检查，完工后，要对施工的部件检查，确保工程的质量。

4 结语

总的来说，装配式结构在工民建建筑设计中的应用可以提高工程设计方案的科学性，减少实际建设施工的环境污染问题。设计人员要掌握工民建建筑设计中装配式结构应用的要点，采取合理的设计方法充分体现装配式结构的优势，提升建筑工程结构的品质，为人们营造舒适的居住环境，推动现代化建筑行业的持续发展。基于此，上文首先就对装配式建筑的优点进行了简单阐述，然后对装配式结构设计要点进行了分析，最后从多个方面对装配式结构在工民建建筑设计中的运用进行了探究，希望能够为相关探究人员以及工作人员提供一些理论性的借鉴与参考，进而使得装配式结构在工民建建筑设计中运用的质量以及效率能够得到进一步的提高。