装配式建筑结构的设计优化

装配式建筑结构的设计优化

李龙

湖北省鄂旅投置业集团有限公司 湖北武汉 430061

摘要：为提高建筑工程的整体质量，须从装配式建筑的结构设计环节入手，以保障建筑工程的整体施工质量。施工单位在进行装配式建筑结构设计时要从多个方面综合考虑，以保证建筑结构设计能够满足人们的要求和施工标准。设计人员必须注意装配式建筑结构设计的几个关键点，以保证结构设计质量，从而提升建筑整体质量。

关键词：装配式建筑；结构；设计优化

引言

伴随着国内建筑领域的高速发展，常规的建筑模式已不适合目前建筑行业的发展，因此国内建筑领域开始推广新式的装配式建筑，此种装配式建筑能够在很大程度上压缩现场操作，提升建筑行业的效率，建筑垃圾的也大大减少，应用前景十分广泛。不过装配式建筑与常规的建筑结构比较，工艺上有明显区别，因此使用合理的办法针对装配式建筑实施优化操作，有效减少工程预算已成为目前建筑领域重点关注的课题。

1装配式建筑整体特征概述

1.1装配式建筑设计阶段，采用的设计标准具有信息化特点

因为组织装配式施工期间会运用通用型号的构件进行安装，所以设计环节呈现出标准化的特点，采用构件质量控制方面也有明显的要求。另外，开始施工的过程中，所有构件信息、施工过程数据、质量数据等，均可以上传到信息化系统中统一管理，加强了信息化管理水平。

1.2装配式建筑与传统建筑相比功能具有现代化特点

因为装配式建筑设计、安装施工环节，构配件选择、机电和给排水系统设计均会运用综合施工方法，现场各个部门之间的协调性更强，建筑工程保温性、节能性、吸声性更强，加之一些装配式建筑全面引用了智能化机电系统，所以为装配式建筑功能赋予了信息化、数字化的特点。正因如此，装配式建筑构件生产与安装环节也体现出极高的自动化水平，采用的构件是预制产品，通过流水线自动化生产获得，产品本身具有较高的精度与质量保障，将其运用在现场安装施工环节，有利于缩短施工时间，降低现场施工作业难度，提升装配式建筑整体质量。

2装配式建筑结构设计优化策略

2.1平面设计

对于装配式建筑来说，其在开展平面设计工作时需要始终遵循模数协调性的原则，以此保证平面设计满足施工质量要求。在平面设计过程中重点做好以下几点工作：（1）及时优化和完善套型模块的种类与尺寸，把控好住宅内部预制构件与内装元素的设计工作，采用多种应用型技术完善设计质量；（2）在布局设计中，应将大空间布局作为设计的首选，根据建筑特点合理布设管井、承重墙等相关结构的位置。同时合理布局室内结构，对住宅内部的空间布局开展灵活性处理，突出室内各个结构的功能，可以考虑采用结构选型来控制套内承重墙的量。

2.2框架结构体系设计

装配式框架结构实际应用过程中有一定的优势，比如因为其各个构件可以分开加工，因而无论是使用还是运输均比较方便，在高层建筑施工中有广泛的应用。在构件的组装环节，为更好提升构件在整个结构体系中的作用，加强结构体系的稳定性与可靠性，需要给予叠合梁、叠合板制作充分的重视。在采用装配式建筑框架结构开展施工时，全部的构件均预先在工厂加工完成，施工现场进行混凝土浇筑和连接施工。在保证装配式框架结构设计质量的基础上，还需要做好以下几点设计工作：（1）结构体系应尽量保证平整，支撑构件设计过程中务必保证构件有足够的强度、承载力和抗拉性能，可以有效发挥支撑作用。另外，还需要保证装配式建筑支柱结构间的轴线处于平行状态；（2）结构体系间的构件连接也是需要重点关注的对象，为确保构件连接部位的稳定性和安全性，需要根据结构特点合理选择焊接方式。

2.3预制构件设计

在构件加工图设计时生产工厂与设计单位要加强彼此间的沟通交流，共同设计装配式建筑构件加工图纸，建筑单位可以结合项目的实际需求，向设计单位提供预制构件的类型和尺寸。在构件加工图设计过程中，需要注意一点，即不仅要对机电管线和门窗洞口作精准的定位，而且要考虑到构件生产运输的方便性，提升加工图设计质量。在预制构件时重点做好以下几点工作：（1）设计预制构件过程中严格遵循两项原则，即模数化和标准化，尽量减少构件类型，以此来保证和提升构件应用过程中的精确性和标准化（图3）；（2）对于装配式建筑施工所存在的异形、降板及开洞，均可以考虑采用现浇施工的方式；（3）对当地的构件吊装、加工及运输能力作全面的考量，同时保证预制构件有充分的耐火性和防水性，设计工作应确保成品有足够的生产可行性、使用便利性；如果生产过程中发现预制构件的尺寸较大，则可以依据施工特点适当增加预埋吊点和构件的脱模数量；另外，结合建筑物的隔热保温需求设计合理的外墙板；（4）对于装配式建筑结构中的非承重内墙来说，为提升整个建筑的质量和舒适性，应尽量选用便于安装、重量轻及隔声性能好的隔墙板。同时可以结合具体的使用功能，灵活处理和分配室内空间，确保非承重隔板与主体结构之间有良好的连接性，可满足装配式建筑结构对安全和稳定的需求。

2.4防水密封设计

装配式建筑的防水设计不仅关系到建筑的整体质量，在后期投入使用后对其使用寿命及使用效果都有非常重要的影响。装配式建筑本质上是根据规定的流程与标准将预制建筑结构构件合理拼接组装在一起的一种建筑类型。但在拼接组装的过程中无法保证节点的严密性，因此，各预制构件之间的连接点可能会出现漏水现象，由于后期修复漏水问题的难度较大，设计人员需在进行结构设计时考虑到建筑防水问题，以尽量减少建筑漏水现象的发生。现阶段，我国在建筑行业中使用最多的是防水密封技术，该技术的应用原理比较简单，其主要是对构件连接处进行密封处理，将构件接缝填补上，以达到防水的目的。另外，影响建筑漏水的因素还有建筑的抗震性和建筑外墙的稳定性，设计人员在进行结构设计时，在保证成本的前提下，应选择抗震性与稳定性较好的施工原材料，以此来加强建筑整体性能，从而保障建筑良好的防水效果。此外，设计人员对建筑外侧防水层的设计也要加以重视，并设计合理的排水管道和路径，这样在后期使用过程中可有效引导水流排出，保障室内墙壁、地面等方面不受影响。

2.5节点设计

传统建筑的结构连接节点只能发挥连接、传递的作用，达不到国家要求的标准，在进行装配式建筑结构的设计过程中，设计人员要注意优化装配式建筑结构的节点，使其在连接时能快速准确地完成，节省施工时间，连接节点的优化可有效提高建筑的抗震性，进一步加强建筑的安全性。另外，在进行连接节点优化设计时，可参考国内现有的先进科学技术，从而有效发挥节点作用。节点的优化可有利于结构的稳定性，从而保障工程的整体质量和安全性。

结语

装配式建筑的特点是可提前大批量生产结构构件，实际施工时再由工厂运送至施工场地进行组装。装配式建筑的应用有效减少了对环境的污染，人力的需求量，并缩短了工期，使得施工人员有更多的时间和精力进行精细化组装施工，在一定程度上保障了工程的整体施工质量。装配式建筑结构设计中有较多的关键点需要注意，设计人员要在综合考量各个方面后再进行合理的结构设计，以保证结构的稳定性。

参考文献

[1]于响.装配式建筑结构设计关键点探究[J].低碳世界，2019，9（6）：113–114.

[2]刘志远.钢结构在装配式建筑中的应用[J].中国高新科技，2019（19）：59–61.

[3]叶红雨.构件工艺设计与建筑装配设计方法初探[D].南京：东南大学，2019.

[4]李万，孙红尾，王洋，等.分析与探讨装配式建筑结构设计关键点[J].地产，2019（22）：27.