装配式建筑结构体系设计要点及其发展趋势探讨

装配式建筑结构体系设计要点及其发展趋势探讨

傅强 祝利峰 赵路 刘驰

机械工业第六设计研究院有限公司 河南郑州 450007

摘要：随着人们生活水平的提高以及追求更高的精神文明建设水平的发展过程中，人们也更加注重环保，并且将绿色建筑理念应用到目前的建筑行业发展中来，以实现城市品质内涵的提升，解决目前城镇化建设中的问题，并满足绿色、低碳方针的要求。而为了实现上述目的，也对目前的建筑行业提出了较高的要求，并且提出了要发展预制装配式建筑的发展思路，推动建筑行业中各个环节中的整合以及向技术、管理等多个领域的尖端科技方向发展。本文首先分析了装配式建筑的理念及其装配式建筑的主要特征；其次分析了装配式建筑结构体系设计；最后分析了装配式建筑结构体系在国内的发展趋势，旨在促进我国建筑行业的长远发展。

关键词：装配式建筑结构；体系；设计；发展趋势

引言

装配式建筑是一种模块化的作业方式，整个建筑工程的施工重点，在前期预制件的制作、节点的设计以及预制件的安装上。做好设计工作，是保证装配置建筑预制件制作符合标准要求的关键，更是决定整个建筑工程质量的重点。接下来将对装配式建筑的设计要点进行分析，同时探讨装配式建筑未来的发展前景。

1装配式建筑理念

装配式建筑是由预制部品部件在工地装配而成的建筑。由于装配式建筑的建造速度快，生产成本较低，建筑质量高，而且受气候影响因素少，因此快速的在世界各地得到推广。装配式建筑在20世纪初就已经引起了人们的关注，直到六十年代由英、法、苏联等国首先进行了尝试。由于其具有建筑、装修一体化设计、施工的特点，并且符合绿色建筑的要求。所以装配式建筑越来越受到人们的青睐。

2装配式建筑的主要特征

传统的建筑行业施工主要是以现场施工的方式为主，在施工过程中容易出现很多弊端，像能源消耗高、废弃物排放量大、工业化程度低、环境污染严重、建设施工效率低下、房屋质量得不到保障等等问题。而与传统的施工模式相比较，装配式建筑具有诸多优势，像房屋质量高、废弃物少、材料浪费率低、环境污染率低、工期易控、人工成本低、运营维护简单方便等等。并且装配式建筑与国家提倡的绿色、环保、节能、低碳、可持续发展战略的理念相吻合，而且设计的标准化和管理的信息化、装修一体化有效的改善了传统建筑行业的弊端，通过现代化的方式来提升建筑行业的生产管理效率，实现建筑行业转型和升级。

3装配式建筑设计的要点分析

3.1主要设计流程

此类形式的建筑结构设计阶段主要有以下几个阶段：一是在技术策划中，就是在了解此类建筑项目定位、规模、成本以及外部条件等内容的基础上，进行相应的技术路线的制定来实现构件标准化的提升。同时还需要与建设方进行沟通来进行技术方案的确定与完善，通过此设计方案来作为开展设计与施工的主要依据。二是初步设计阶段。在此阶段中，主要就是不同专业的技术人员根据现场工程建设要求开展系统的协同设计的阶段。在此阶段中不仅要对有效的层数、构件种类等进行确定，还要结合现场施工状况以及设备管线的设计要求来开展经济性评估工作，也就是对整体的成本状况进行分析并进行合理的技术方案和措施的制定。三是施工图设计阶段。基于上述技术策划以及初步设计，以及各种专业的不同参数，重点针对其中的关键部位开展防水设计以及防火设计等工作，满足各种预留以及预埋件的要求。四是构件加工图设计阶段。此阶段主要是设计部门在与加工企业的合作下进行预制构件尺寸控制图的提供并且对此控制图中的门窗洞口以及机电管线等位置进行精确定位并且满足现场需求，同时还要结合对预制构件进行储运和吊装的需求来进行起吊和固定装置的设置。

3.2设计要点

（1）平面规划中的设计要点

在开展平面设计的过程中，主要是在模数协调的原则下来优化不同的模块尺寸和种类，保证其满足通用标准，而且通过完善相应的产业化配套技术来提升总体的建设质量并降低施工成本。此种设计方式比较适合在大空间平面布局方式中应用，通过对承重墙以及管井等的合理设置来保证内部空间的灵活性与功能性。还要针对建筑物中的不同功能区来进行分区，对套内的承重墙进行隐藏，在进行功能划分时要使用便于进行拆改的内隔墙。

（2）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。

（3）构件设计要求

在设计建筑构件时也需要在标准化和模块化的原则下实现构件种类的减少以及建筑标准化程度的提升，同时也实现建设成本的降低。在构件的设计中，重点就是要通过现浇的方式来处理复杂部位的构建，而且在掌握构件的加工生产、运输以及吊装和安装等能力的基础上、结合不同构件的重量、尺寸以及实际状况来进行合理设计，还要保证所选择的构件满足关于耐久性以及耐火性等较高的要求标准。针对建筑中所必须使用的大尺寸构件，需要通过构件脱模的增加来满足现场要求。还要结合不同区域的性能需求来对外墙板的相应结构进行设计，还要进行空调以及散热器等预埋件的安装，同时要做好构件保护措施的设计来实现对构件成品的保护。

（4）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。

4装配式建筑的发展趋势

目前我国的装配式建筑类型主要以轻钢结构为主，木结构、轻钢-木结构、轻钢-钢筋混凝土结构、轻钢-钢结构为辅的建筑结构体系。而且以我国的远大、万科等企业为代表在不断加深对此类建筑形式的研究和推广应用，推动了我国装配式建筑的长足进步和发展。但是在目前我国推行装配式建筑形式的过程中，也表现出前期策划、施工建设以及后期物业等方面的相关配套行业不够成熟的现象，而且在上述环节的实施过程中也暴露出较多的技术衔接方面的问题，这也使得未来一段时间内推广应用此类建筑时仍然需要加大对各类配套技术的整合工作的研究。

结束语

总而言之，随着我国城市化进程的加快，建筑行业的发展，人们已经逐渐重视建筑施工与环境、能源间的关系，通过引用各种先进的技术，逐步形成了一套具有中国特色的施工经验，装配式建筑因其节能环保、低碳建设的优势被普遍的应用到现代建筑中，有效的降低了劳动强度，提高了建设效率，推动了我国建筑行业的可持续发展。

参考文献

[1]徐海.装配式建筑发展分析及政策探讨[J].住宅与房地产,2019(30):16.

[2]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).

[3]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).