关于装配式建筑设计路线的探索

关于装配式建筑设计路线的探索

张领军

天津市静海区住房和建设委员会 天津 301600

摘要：在我们国家日益繁荣昌盛的过程中，随着建筑工程技术的发展，建筑工程的安全性能和建设效率也越来越高，装配式建筑就是在这样的大环境下诞生的。

关键词：装配式建筑；设计路线

引言

现阶段我国社会化进程不断深入，国民经济获得平稳增长，建筑行业为了顺应社会的发展，在不断研究更先进的施工技术。在当代社会中，各种建筑结构给人们的生活带来了很多便利，满足了人们对建筑的多层次要求。但是整体来说，我国建筑工程大部分都是进行现场施工，装配式建筑占比较小，为了推进绿色施工理念，应提高装配式建筑的占比。

1装配式建筑的特点

（1）构件预制生产。建筑所需要的构建如内外墙板，梁，柱等都可以在工厂进行生产加工、设置数据，还可以批量生产。对建筑防火防潮，隔音保温等要求，也可以在工厂预制过程中做好准备。（2）装配式作业。比起传统建筑的现浇作业，装配的过程更加精细，严谨，所产生的浪费，污染更小，对于劳动力的质量要求更高，数量要求减低。很好的落实了国家的科技兴国政策和可持续发展战略。（3）建筑过程简捷化。建筑过程中的每到工序都严格按照图纸来，工人们只需要将所需的建筑材料根据施工图拼凑起来即可，不再需要大规模的砌墙、刷漆等工作。这使得建造房屋所需要的时间缩短，劳动力减少，交接工作时变得方便简捷，建造房屋所需的成本也就降低了。

2装配式建筑设计路线

2.1 BIM技术在装配式建筑户型内设计中的应用分析

在装配式建筑设计中应用BIM技术时，为保证户型内设计的整体效果，应结合户型功能要求出发，科学选择对应户型，明确户型结构布置特征，优化装配式建筑结构设计方案，选定设备模块后，应用BIM技术开展户型内设计。在这一过程中，设计人员应做好各方协调工作，尤其是要做好设备与建筑、结构户型之间的良性协调，保证构件处理的妥善性，一旦构件之间出现碰撞，会严重影响装配式建筑户型内设计效果。也就是说，在应用BIM技术开展装配式建筑户型内设计时，应注重三个要点：①科学划分户型内功能区；②妥善布置受力构件；③保证设备协调无碰撞，基于这三点出发，可顺利开展户型内设计工作。对于装配式建筑设计来说，户型内设计的高效开展，是剪力墙体系模块化设计的重要前提，若想要保证装配式建筑设计的整体效果，就必须要高度重视户型内设计工作，保证其标准化，通过户型库的科学运用，改善协同设计成效，促进剪力墙体系模块化的顺利实现。

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。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剪力墙设计

基于施工便利的前提，预制剪力墙通常为300mm模数，对于预制剪力墙，要做好长度的控制，单片墙重量要小于5t。若为现浇结构，当剪力墙的厚度设计为200mm，那么构造边缘构件的长度可以选择为400mm；如果存在转角墙或者翼墙，那么构造边缘构件的长度可以选择为300mm。设计的装配整体式剪力墙，对于边缘构件的长度，在取值时，要综合分析水平钢筋的直径以及锚固长度。按照图集，预制墙身中使用的水平钢筋材料，应用在现浇段中，设计的直锚长度要超过1.2LaE；若为U形锚，则要超过0.6LaE；若为135°弯钩，那么要超过LaE。举例135°弯钩锚固，按照抗震等级二级设计，若使用的混凝土强度为C35，使用直径大小为12mm的三级钢，那么预制墙身水平钢筋的锚固长度，即LaE为37d+10=454mm。若设置一字墙，如果构造边缘长度依旧选择400mm，那么预制墙体的水平钢筋则会突出。如果设置为翼墙或者转角墙，设计的T形边缘构件以及L形边缘构件直段长度（S）参数为300mm，单边现浇长度参数为500mm，虽然锚固长度可以达到要求，不过考虑施工工序特点，作业时水平钢筋会进入边缘构件的核心区域，增加了作业困难，给安装作业进度造成影响。因此，开展剪力墙拆分时，要做好实际情况的分析，依据配筋来确定边缘构件的长度，保证水平钢筋的直线长度能够达到安装以及锚固作业要求。

2.4立面设计要点

在此设计过程中需要在标准化和模块化的原则下来选择外墙预制板的材质，而且为了满足建筑立面的设计和建设效果，可以通过将不同构件进行组合的方式来实现。为了满足立面多样化的设计要求，需要在外墙板、门窗、阳台、空调板以及外墙装饰构件等不同类型的外墙构件的设计过程中，需要通过装饰一体化生产工艺以及装饰材料的选择来满足设计要求并保证质量。同时针对其中的外墙门窗来说，需要在满足通风和采光要求的基础上来对其尺寸、比例以及分隔形式等进行选择和控制。而且为了实现里面灵活性的提升，还可以做好对阳台和空调板等位置的控制。为了满足不同建筑对里面的不同要求，则可以通过装饰构件的变化来实现。

2.5构造节点的设计要点

在对此类建筑的混凝土剪力墙结构进行设计时，重点就是要做好对构件的构造节点的设计。而且在此设计过程中，重点就是要在预制外墙板的设计中做好对防水薄弱部位构造节点的设计，并且要保证所选择的材料满足建筑物理性能、耐久性以及装饰性等要求。此外，还要结合工程实际施工情况以及环境条件等进行各类接缝的设计并符合防水和节能的要求。通过结合材料和构造防水的方式来对外墙板的垂直缝进行处理，其中针对预制外墙板的水平缝在进行构造防水设计时可以通过企口缝或高低缝来应对。对于上述部位的接缝宽度来说，需要满足此部位所用构件材料在环境因素影响下的变形要求，针对外墙板连接节点来说，则要在满足其密封性与混凝土相容的同时，还要保证其性能满足要求，并且要保证门窗安装的稳固性、安全性以及封闭性。此外，针对外围围护结构来说，不仅需要按照国标来计算，还要保证保温层能够连接起来并符合此结构节能标准的要求。

结语

在目前我国经济快速发展的同时，人们也开始更加关注工程与环境、人文等方面的关系，而且针对传统建筑形式所表现出来的弊端，提出了大力发展装配式建筑结构形式的策略。针对此类建筑结构形式，需要在对其产业化的建筑生产方式进行研究的同时，还要将先进的产业化思想用于此类建筑结构的设计过程中，保证通过专业设计团队来对各种技术资源进行整合而设计的新型建筑结构满足我国建筑行业未来产业化发展的要求。

参考文献：

[1]卢苏梁.试析装配式建筑结构的设计要点及相关探讨[J].工程建设与设计,2019(6).

[2]宫永丽.装配式建筑结构体系设计及其发展趋势[J].中国住宅设施,2019(6).