導語：裝配式建筑結構體系設計發(fā)展趨勢一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】本文先簡要闡述了裝配式建筑結構，然后對裝配式建筑結構體系設計要點進行詳細分析，最后對裝配式建筑結構體系設計的發(fā)展趨勢進行了展望。

【關鍵詞】裝配式建筑；結構設計；發(fā)展趨勢

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），然后運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成的建筑。各地住建部門在國家綠色建筑理念的倡導下大力支持當?shù)匮b配式建筑發(fā)展。裝配式建筑開始進入程序化量產(chǎn)階段。掌握裝配式建筑結構設計要點是對建筑結構設計行業(yè)從業(yè)者提出的必然要求。

1裝配式建筑結構的概述

20世紀初，裝配式建筑的概念應運而生。但由于預制單元的形式很簡單，所以阻礙了裝配式建筑的推廣應用。隨著各種新技術和新材料的發(fā)展，極大地促進了預制結構形式的多樣化，并通過與現(xiàn)澆建筑之間的有效鏈接，導致行業(yè)內(nèi)對裝配式建筑的研究和應用越來越多。裝配式建筑中的關鍵接頭和鋼筋的主要結構可等效于現(xiàn)澆，可以有效節(jié)約資源和能源，提高材料利用率，減少建筑垃圾對環(huán)境的影響，實現(xiàn)建筑節(jié)能的同時改善建筑功能和結構性能，從而降低現(xiàn)場施工要求，最終實現(xiàn)低能耗，低排放的建筑過程，促進我國建筑業(yè)的整體發(fā)展，達到節(jié)能減排的目標。通常裝配式建筑分為兩部分，即預制和組裝。組裝是將所有建筑構件都在工廠制造，然后將完成的建筑構件運輸?shù)巾椖楷F(xiàn)場，根據(jù)結構設計實施構件裝配。裝配式建筑主要包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現(xiàn)代木結構建筑等，因為采用標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表。裝配式建筑已成為建筑業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的組成部分，對建筑業(yè)的綠色發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高具有重要意義。裝配式建筑必將成為未來的重要趨勢。

2裝配式建筑結構體系設計要點

2.1明確設計流程

在對裝配式建筑設計的過程中，依照總體設計流程和標準，保障設計出內(nèi)容能夠符合國家相關標準，符合建筑行業(yè)的各項規(guī)范指標。設計人員在進行裝配式建筑設計時，也要充分考慮該建筑的實際應用，結合具體的應用需求開展工程項目設計，防止出現(xiàn)問題和遺漏。這也可以保障建筑項目設計后續(xù)施工的順利開展。在設計裝配式建筑時要提前調(diào)查和分析施工現(xiàn)場以及周邊環(huán)境。這樣能明確在施工過程中可能會對施工質(zhì)量造成影響的各項因素，從而讓建筑結構設計具有更高的可行性和科學性。參與設計的人員還要了解項目規(guī)模以及成本控制等方面的要求，以行業(yè)發(fā)展的視角，在裝配式建筑設計要點的基礎上，對建筑結構的設計作出進一步的完善和創(chuàng)新，確保所設計出的建筑方案能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的建設效果。

2.2剪力墻結構體系的設計

剪力墻主要承受風荷載與地震作用引起的水平荷載和豎向荷載，防止整體結構發(fā)生剪切破壞，對整個建筑結構起到穩(wěn)固支撐的作用。剪力墻的設計需要把握以下幾點原則：一是控制寬度與高度。剪力墻的平面布置應結合建筑物空間的使用功能，針對受力要求及建筑材料特性分析，有效控制剪力墻的寬度和高度，避免剪力墻剛度和承載力發(fā)生突變，使其發(fā)揮更好的抗震性能和安全性能。二是控制剛度和延展性。剪力墻不與外梁結構產(chǎn)生搭接，因為剪力墻平面內(nèi)的剛度和承載力較大，而平面外的剛度和承載力則較小。三是控制剪力系數(shù)。剪力墻的剪力系數(shù)控制應根據(jù)建筑結構的抗震需求進行，通過對剪力系數(shù)的合理設計來提高剪力墻的抗震能力和傾向剛度能力。通常在剪力墻結構的傾向剛度能力設計時，在內(nèi)部增加傾覆力矩來達到剪力系數(shù)的控制效果。四是注重剪力墻邊緣構件及連梁的設計。剪力墻邊緣構件的設置對提高墻肢的承載力、增強墻肢的延性、加大墻肢的塑性耗能有非常明顯的作用。墻肢和連梁的設計應遵循強剪弱彎的原則，同時要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服，保證墻肢和連梁具有良好的延性。

2.3提升預制構件設計的標準化和協(xié)調(diào)化

標準化的原則為簡化、統(tǒng)一、系統(tǒng)、通用。在裝配式建筑設計過程中，要確保預制構件可共用模板，達到節(jié)約成本的目的。傳統(tǒng)項目規(guī)劃中常見到互為鏡像式的樓棟相互拼接，但裝配式建筑項目運用最多的是平移式。借助組合化及模塊化對單一構件進行變化，借助一種構件或多種構件的巧妙排列組合使之呈現(xiàn)不同變化形式，并將其應用在建筑戶型、立面及使用上。運用BIM軟件繪制整合三維模型，能夠直觀觀察各構件的布局情況，并分析各構件間的位置關系。裝配式建筑工程的相關負責人員還可借助BIM的三維協(xié)同環(huán)境，提升設計、施工及機電安裝等各環(huán)節(jié)工作的協(xié)調(diào)性與高效性，并對裝配件及管線進行優(yōu)化布置，提升其合理性及利用率。將BIM技術運用到建筑結構設計中能確保各設計人員集思廣益，共同完成設計任務，并整合匯總各項數(shù)據(jù)信息，提升建筑結構設計的整體協(xié)同性，并且通過建設數(shù)據(jù)庫將各項數(shù)據(jù)信息整合于同一數(shù)據(jù)處理平臺，實現(xiàn)信息共享。

2.4建筑的審核過程

對于建筑企業(yè)來說，一個合格的建筑不僅需要滿足住戶的要求，還要達到國家所要求的審核標準。雖然裝配式建筑比傳統(tǒng)的建筑具有更高的安全性和環(huán)保性，但建筑施工人員在施工過程中對建筑的安全性也不容忽視。一個合格的建筑需要通過抗震性的檢驗，并且室內(nèi)的甲醛濃度不得超標。建筑企業(yè)在施工過程中最好嚴格把控每個施工環(huán)節(jié)，如果建筑沒有通過最終的審核過程，那么施工隊必須對建筑進行整改或翻修。進行二次整改不僅耽誤施工工期，影響住戶的入住，還在一定程度上浪費了人工和資金，降低了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.5建筑立面設計

相對于平面設計，立面設計更加具體，所以在開展立面設計時需要加強對每個細節(jié)的把控。首先，立面設計過程中要遵循標準化的原則，在堅持個性的前提下，內(nèi)外墻的構件和裝飾面要按照統(tǒng)一的標準進行。比如在外墻的裝修中，可以利用帶紋理的裝飾面和材料，便于設計人員進行搭配和組合，然后再進行統(tǒng)一的設計。其次，要保證裝配式建筑具有立面多元化效果。針對內(nèi)外墻所使用的空調(diào)板、門窗等構件，可以依據(jù)立面所構成的效果開展搭配和排列，以立體構成為視角，對空調(diào)板及門窗等進行調(diào)整，保證裝配式建筑所構成的立面更加大方得體，使裝飾效果更加多元化。

2.6施工作業(yè)設計

裝配式建筑需要對項目施工流程進行全面的考量和具體的分析，從而保證各工序間緊密連接，促進施工效率的提高。對各個構件運輸?shù)木唧w路線開展全面設計，保證構件能夠運輸?shù)接行У牡跹b位置，提高吊裝作業(yè)效率。另外，還要對預制構件臨時存放的場地開展設計和規(guī)劃工作，并對塔吊的位置以及吊起的噸位進行全面管理，提高構件運輸流程的精準度，保證現(xiàn)場施工的安全有效。此外，要對項目的抗震情況進行設計。在進行預制構件設計時，主要原則是保證連接的簡單性以及組合施工的方便性。建筑承重墻、墻柱等呈現(xiàn)垂直狀態(tài)的構件要上下垂直，門窗洞要從上到下保持大小相同。裝配式建筑還要對公共區(qū)域內(nèi)管井的分布進行考量，避免出現(xiàn)互相交叉的問題，為后續(xù)維修提供便利。在進行公共空間的設計時，要為排水、電氣以及暖通管道提供預設的位置和空間，設計人員要依據(jù)具體的生活習慣進行電箱、通風管道的規(guī)格設定，并保證暖通系統(tǒng)能夠循環(huán)運行，此外，還要為照明系統(tǒng)、插座、網(wǎng)絡接管口以及有線電視接口等預留位置。

2.7嚴格按照要求運輸和擺放建筑構件

裝配式建筑的施工流程一般分為生產(chǎn)和安裝兩個步驟，當工作人員完成建筑構建的生產(chǎn)工作以后，需要將建筑構建運輸?shù)绞┕さ攸c，然后由施工人員完成建筑施工工作。那么在這種情況下，建筑構件的運輸和擺放就需要格外注意，針對建筑構建的運輸，工作人員需要注意以下幾個要點：采用穩(wěn)定性好的運輸設備，同時在運輸?shù)倪^程中在建筑構件的外表做好包裹工作。當建筑構件到達施工地點時，工作人員需要按照擺放的要求合理擺放建筑構件。比如，工作人員需要使用立放或平放的方式擺放剪力墻板。同時，擺放建筑構件的地表需要進行硬化，以增強地表的結實度，防止地表出現(xiàn)軟化的情況。

2.8調(diào)整結構設計

不同構件的銜接是裝配式建筑的關鍵。因此，設計人員必須不斷提高自己的洞察力和設計能力，以確保在設計時將結構節(jié)點之間的銜接工作做好。目前，許多施工項目的節(jié)點銜接工作仍有提升的空間，如疊合梁預留筋在節(jié)點內(nèi)鋼筋十分密集，造成施工難度極大。因此，施工單位必須不斷地改進應用材料，并在節(jié)點技術上進行創(chuàng)新，以確保高質(zhì)量的裝配式結構節(jié)點設計。在結構設計之中應加強抗震縫設計，將此項設計中存在的不足之處進行整理，并結合實際問題提出有針對性的處理方案，最終完善設計方案。利用結構功能情況，可探究內(nèi)部構造以及各種會對裝配式建筑結構功能會產(chǎn)生影響的相應因素，聯(lián)系所掌握的相關內(nèi)容實現(xiàn)設計方案的優(yōu)化，降低結構問題的產(chǎn)生。在設計中如果產(chǎn)生不規(guī)則情況，應探究連接性能方面的狀況，聯(lián)系結構設計需求進行科學調(diào)整，增強設計的可靠性、科學性。在結構設計中想要提升有效性，需要在多個角度著手，結合質(zhì)量要求科學控制。在進行對地梁的設計中需要聯(lián)系其在結構方面的要求，對地梁結構產(chǎn)生負面影響的相關因素進行控制，提升設計工作質(zhì)量。設計人員需要明確在設計中的相關要求，將框架結構設計調(diào)整，以有效控制措施的落實將結構的科學性提高，以免質(zhì)量問題的產(chǎn)生。

3裝配式建筑結構體系設計的發(fā)展趨勢

相比于傳統(tǒng)建筑工程，裝配式建筑工程的施工建設具有明顯的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢，能夠緊密貼合綠色可持續(xù)的發(fā)展理念?，F(xiàn)階段，我國裝配式建筑工程的建設施工技術仍不成熟，整體還處于初期發(fā)展階段。要想推動此類建設施工模式在建筑行業(yè)內(nèi)快速發(fā)展，還需加快完善政策法規(guī)，以及相應的市場管理規(guī)范，同時重視對規(guī)?；茝V工作的組織與開展，針對整個工程的設計與施工，做好專業(yè)化合理化的分工。一方面加強產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)間的有效銜接，另一方面逐步構建并完善實質(zhì)性紐帶。貼合圖紙設計、構件生產(chǎn)以及現(xiàn)場安裝等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的實際需求，按照傳統(tǒng)的條塊分割方式合理布置各項工序，逐步推進裝配式建筑結構設計體系的成熟化發(fā)展，完善構建質(zhì)量安全標準，助力建筑工程設計與施工邁向綠色可持續(xù)的發(fā)展道路，拓寬其在整個建筑市場內(nèi)的發(fā)展空間。

4結語

在裝配式建筑結構設計中，保證結構設計的有效性具有重要意義，此項工作是裝配式建筑設計中不能忽視的重點。它不僅需要滿足當前裝配式建筑使用方面的功能要求，還要確保在結構上的合理性和安全性，同時要兼顧經(jīng)濟、社會、環(huán)境等多方面效益。有效開展裝配式建筑結構設計管理，可以從多方面加強裝配式建筑質(zhì)量，也能推動裝配式建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

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作者：何聰利 黨智軍 邱豐實 單位：中國建筑第七工程局有限公司 遼寧省石油化工規(guī)劃設計院有限公司