工民建建筑设计中装配式技术的应用策略分析

工民建建筑设计中装配式技术的应用策略分析

1 熊威 2 杨朝伟

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摘要：建筑行业持续发展之下，装配式建筑已经成为主流形式，但国内在此方面起步较迟，依然处于发展初期阶段，无法兼顾建筑高度、功能等多方面要求，形成的设计方案存在一定的局限性。对此，需从具体问题入手，提出可行的结构设计方案，给装配式建筑的施工作业提供指导。本文对装配式结构在工民建建筑设计中的应用进行分析，以供参考。

关键词：装配式结构；建建筑设计；应用

引言

随着城市化进程的不断推进以及城乡一体化建设的快速发展，工业与民用建筑（简称工民建）发展极为迅速，为改善乡镇居民的居住环境奠定了基础。装配式结构（装配式混凝土结构的简称）以受力构件的装配；连接而形成混凝土结构，对我国建筑行业的发展具有重要的意义。

1装配式建筑概述

装配式建筑是在构件预制厂将梁、板、柱、墙等结构构件预先生产，统一转运至施工现场经焊接、螺栓、浇筑等施工将这些预制构件连接在一起形成一个整体性的建筑。我国在20世纪50~80年代开始发展装配式建筑，其所具备的各类优势促使其成为未来建筑行业的重要趋势。当前，节能环保标准及人力资源成本的增加，推动了预制装配式住宅在我国的推广，装配式建筑研究、应用不断增加，在建筑结构设计方面已与初期存在较多差异。但由于装配式建筑产业体系不够完善，其应用受到一定阻碍，各地设计人员的装配式建筑设计经验欠缺，装配式建筑结构设计人员与生产厂家未能有效对接等问题，阻碍了装配式建筑的应用。因此，设计人员必须充分掌握装配式建筑结构设计要点，并加强各方沟通，结合我国经济、社会发展需求形成能够适应当前状况的建筑结构设计标准及经验，为我国装配式建筑推广应用奠定良好基础。

2装配式建筑结构设计思路

2.1关于预制修筑体的设计工作

首要考量的是不能关注修筑体本身，而是在整体的预制过程中，不管是构建、出产，还是运送以及工厂装配的配件，任何部分的任何错误都会直接干扰修筑体的质量。尤其是，预制结构设计应该在整体动工中开展，而不是在初期进行。

2.2装配式结构概念

其结构和附件是相互独立的，所以应该将设计理念加以定位，清楚在设计中的位置，尽可能降低不正规结构。一般的形状和尺寸任何部分都容易制造跟组装，压力测试也同样能够满足设计需要。因此，在设计工作中，应该看重装配结构、锚固节点、分离结构材料方面的选用。

3结构初步设计的优化考虑施工条件的影响

结合施工条件的改良结构初次设计，对结构进行初步设计是为了各结构的定性做准备，有了定性的结构，各项后期需用的原料便可以对应加以考虑，按照材料的关键程度和其经济性方面的因素，去考虑本地材料与外地材料哪种更适宜此项工程。这里便应该将二者的优缺点进行认真核查，按照对比结果，去定夺采购方案。此方面更是对设计师设计能力的考察，如果设计师对本地的动工条件不太了解和各项环节不能有效融合，设计方案超出施工能力范畴，会给后续动工开展造成极大的困扰；另外也会带来资源方面的浪费。结构初步设计作为最开始和起到主要用处的部分，初步设计好了，后续的动工材料、动工问题点就得以有效开展，工期也不会轻易受到各方面的制约，使得延期的现象不再出现。

4装配式建筑结构设计要点

4.1剪力墙结构设计

剪力墙是装配式建筑中主要承受风荷载、地震荷载的结构，具有防止结构剪切破坏的重要作用。剪力墙结构设计也是装配式建筑结构的设计要点，设计时需要把握以下几点：全面考虑空间与结构问题，对于装配式建筑而言，其剪力墙施工方式为对称样式；避免单方向的剪力墙设置，在地震概率较高的区域，需要根据装配式建筑的抗震性能确定剪力墙最有效的厚度；在设计纵墙时，应结合实际计算结果进行布置；注重剪力墙边缘构造设计，可在剪力墙边缘配置端柱，进而提高该部位的抗震能力，同时也要根据该部位实际受力情况加强端部与洞口两侧。

4.2构造节点设计

装配式建筑防水性能较差的构造节点要重点关注，做好构造节点设计。在设计前充分掌握建筑所在区域的气候、地理等条件，确保各个构造节点满足区域使用要求。还要掌握建筑所在区域的水文地质条件，做好装配式建筑的一般设计，重点考虑风荷载的作用。一般情况下，建筑在风荷载作用下，建筑结构会处于弹性状态，各个构造节点设计需满足内力标准动作要求。

4.3预制构件的深化设计

立足于预制构件的基本情况，为之展开深化设计，需充分考虑到设计图纸、生产工艺、现场作业环境等多方面因素。预制构件详图所涉及的内容应足够完善，需含有预留孔洞、管线等多方面要素，针对所得图纸进行全面的分析，经检验合格后方可下料制作。

5装配式结构在工民建建筑设计中的应用

5.1装配式结构在工民建建筑相关平面设计中的应用

在进行建筑设计过程中平面设计至关重要，包括建筑相关平面尺寸、预制构件规格、结构受力因素等，对具体的位置要求、门窗等环节进行合理设计，一般在平面设计中门窗设计采用成列分布或者上下对齐分布的方式，为提升建筑的整体美观性和降低施工成本有积极的意义。

5.2装配式结构在工民建建筑外墙立面设计中的应用

装配式结构在工民建建筑外墙立面中的设计就是将居住单元的立面进行标准化设计的过程，通过不同元素的拆分、组合，生产出各种标准化构件进行安装施工。在立面设计中应注意以下几方面内容：①必须确保建筑立面的功能性，由于设计中建筑内部功能可对立面效果、建筑造型等造成一定的影响，因此一般采用平面组合的方式进行设计（图4）；②可以满足立面多样化设计目的，如立面可以拆分为预制外墙、预制阳台等，同时根据不同构件组合形式可以丰富立面的造型。此外，在立面设计中，涂料、面砖、石材等易选择环保型的材料。

5.3在管线设计中的应用

管线设计是装配式结构建筑设计中的重要组成部分，主要设计热水管道的布置、曲线型管道设计、保温施工等内容。因此，在装配式结构建筑设计中必须遵循以下的设计原则：①工民建建筑设计中包含热水管道和冷水管道，为了防止冷水管道对热水管道产生的影响，必须使得二者之间的设计不存在相互冲撞，使得各个管道发挥最大的作用（图4）；②针对压力管道和重力管道，前者应尽可能地避开后者；③在装配式结构中布置管线时必须遵循“先大后小”的原则，从而使得管线布设更加合理。此外，在工民建建筑日常生活中，需要对建筑中的各类管线进行检修，为了确保其余空间结构的正常使用，一般将建筑结构与设备管道分离布置，如照明系统、空调系统、排水管道、地暖系统等。

结束语

综上所述，现代建筑工程事业中，质量、成本、环保等都是重要的目标，装配式建筑结构正好突破了传统方式的束缚，作为一种全新的技术形式，在提升施工效率与质量的同时，还有效控制了工程成本。目前，装配式建筑依然处于初期发展阶段，尚有诸多问题有待解决。相关人员需从设计工作入手，根据实际情况形成与工程相适应的方案，顺利完成建筑施工作业，推动现代建筑事业的发展。

参考文献

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