装配式建筑设计要点分析与优化策略探讨

装配式建筑设计要点分析与优化策略探讨

谢云冲

 重庆博鼎建筑设计有限公司 400000

摘要：近年来，随着建设项目数量不断增加，建设工作范围不断扩大。设计人员在预制建筑中使用了BIM技术，进一步提高了设计的整体质量和工作效率。装配式建筑逐步成为建筑产业转型发展的主要方向，其核心要求就是标准化设计。装配式建筑标准化设计可以实现预制构件“少规格，多组合”的建造目标，进而缩短工期、节约成本，达到节能降耗的绿色发展要求。

关键词：装配式建筑；设计要点；优化策略

1、装配式建筑概述

装配式建筑是指由预制构件通过各种可靠的连接方式建造而成的建筑。与传统现浇建筑相比，装配式建筑在施工质量、工期、节约资源和环境保护方面具有很大优势。装配式建筑具有标准化、工厂化、装配化、一体化和信息化等五大特征，其中标准化是其他几个特征的基础和核心，构件必须标准，否则不易拼装，更不易生产。而想要生产出标准化的构件，必须进行标准化设计，这样才能从源头发挥装配式建筑的优势，使我国的建筑产业走向工业化生产道路。目前，很多传统的设计单位不熟悉模数化、标准化、工业化的设计方法，设计尚不适应主体结构、装修和设备管线的装配化集成技术，导致设计模数化、标准化和建筑立面多样化和美观要求容易产生冲突，后期构件拆分及节点设计困难。而建设方习惯传统设计管理流程，“边决策、边设计、边修改”，这使得PC深化和制作工作难以展开，上述因素都导致装配式建筑建造成本居高不下。

2装配式建筑设计要点分析与优化策略

2.1科学设计装配式连接结构构件

要科学设计装配式连接结构构件，需要确保水平接缝和竖向结构的无缝衔接，并对衔接处进行套筒灌浆处理，确保钢筋连接稳固，在对接头进行处理时，需要采用标准的处理技术。对于装配式剪力墙构件设计时，需要对混凝土接头套筒处进行保护，确保其厚度合理，对于装配式结构构件的钢筋接头处，也需要将套筒外侧通过混凝土进行保护。对于装配式梁、板构件和混凝土后浇叠合层进行设计时，需要对其进行连接，并科学区分粗糙面和键槽位置，确保键槽设计科学合理。根据粗糙面位置对后浇混凝土和装配式剪力墙构件底部和顶部进行科学结合，并对结合处采用键槽设计。

2.2平面和立面设计

平面和立面设计是装配式建筑前期设计一个非常重要的内容，它是平面与立面设计的基础。以建筑构件装配的具体情况深入研发，了解套型模块的需要和相关尺寸，由此我们就可以确定这个建筑空间的内部分布与布局。最关键的是确定管井和承重墙的具体位置，实现内部空间功能区的合理划分，使该建筑更加合理化、更加舒服。

2.3科学设计装配式构造结构构件

建筑工程项目的楼板结构主要是装配式单向叠合板，在对此位置进行构造结构设计时，需要在底板位置留有开洞口，在对开洞口取位时，需要避免衔架钢筋和构造之间有交叉，因此需要对洞口处的宽度进行科学设计，并在施工方案设计时需要取绕洞口的方法作为施工基本方法之一，避免钢筋过于受力被切断。如果洞口宽度过大时，对于施工方案就需要进行适当的改进，选择在洞口处增加钢筋，确保支撑钢筋截面积大于受力钢筋的截面积。对于不同楼层之间的进立面和屋顶的剪力墙结构设计时，需要将闭环式钢筋混凝土后浇圈设计在装配式剪力墙的顶端，以此通过圈梁结构促使建筑结构完整。

3装配式建筑设计优化策略

3.1全专业协同设计

该项目通过建立中心文件的方式进行全专业协同设计，一旦发现碰撞问题，各专业设计师能够实时对方案进行讨论和修正。在机电管线设计方面，该项目选择适用于装配式建筑的管线分离技术，严格按照管线综合排布的基本原则，达到满足规范、节约成本、排布美观、使用方便的目标。将配电桥架设置在入户一侧以减少桥架翻弯，并与消防及给水专用管线保持400mm的安全距离及检修空间。按模数使用共用支吊架，最大限度节省材料成本。

3.2制定主体结构优化方案

（1）确保设计技术标准与资料准确。技术人员应搜集和整理相关技术资料，根据行业标准进行技术资料评审与归档，明确人文、科技以及外部各类要素，尽可能将误差控制在允许范围内，使设计工作稳定开展。（2）完善施工管理体系。为了提高装配建筑施工质量，加大施工企业管控力度十分重要，只有实施科学全面的管控，才可最大限度保障施工企业严格按照行业标准进行设计与生产；还应做好设计监管工作，要求管控部门积极履职，贯彻落实结构优化方案，并不断提高技术人员业务水平，确保主体规划设计更加科学高效。（3）主体结构合理选型。在工程规划设计期间，施工人员为减少建筑沉降，预防质量与安全问题。在裙房外围设计沉降缝，一楼主体楼板与裙房相比高出约1.5m，在周围设计水平状态下加腋，在横向压力作用下顺畅传导。同时，重心筒采用细窄型排布法，结构外立面两侧设置1.3m宽的加强板，确保楼板宽度超过5.5m。为满足装配与预埋要求，预埋件挑选部分楼板或外阳台。

3.3装配式建筑升级优化策略

（1）规范装配式建筑设计流程。当设计流程不够规范完善，生产与设计之间必然会产生脱节，对后续的施工进程会有很大的影响。装配式建筑结构设计的流程不仅是对建筑功能的展示，而且是对设计和构件的充分思考。（2）平面设计要求。装配式建筑平面设计要清晰了解模板的种类和尺寸的优化，有利于建筑内部结构与空间的通用化、系列化和标准化。（3）细节内部结构。充分处理好防水、保温工作，使建筑更加合理化、精准化。（4）预制构件设计。装配式构件在预制构件设计当中，应严格遵守标准化和模数化的原则，以有利于降低建筑成本和提高合理性、安全性。

3.4 BIM技术在装配式建筑标准化设计中的应用

BIM技术可以对信息进行三维模拟，使信息更加准确化，减少误差，进而节约成本。利用BIM技术的可视化可以对构件进行深化设计，减少预制构件的种类，同时整合各专业模型，实现全专业协同设计及优化，使得工程设计更加精细化，预制构件无差错安装，有效解决装配式建筑标准化设计问题。基于BIM技术的装配式建筑标准化设计，首先是在BIM系统中建立供后期使用的预制构件库，构件库应在生产单位和设计单位流通，这样才能形成标准化闭环。预制构件库要以传统装配式建筑为依据，不能脱离市场需要，也不能脱离国内主流的建筑结构形式。在标准化设计阶段，要完全依托构件库进行建模，构件库缺少的构件可以进行适当的补充和完善，建模完成后进行结构分析和碰撞检查，最后流向预制构件厂和施工现场。基于构件库进行设计，建好的模型能够直接导出标准化构件明细名，不再需要节点拆分和深化设计，大大节约了设计成本和时间成本，也解决了生产和施工的矛盾。在上述环节中，预制构件库是设计的核心和开端。预制构件库的形成首先要明确预制构件的类型。基于装配式结构体系的不同，对预制构件进行分类，不同体系的预制构件分别放进不同的构件库里。然后在每一类库里将不同的构件按主要控制因素分类统计，例如预制板与受力特性、板的跨度、厚度、荷载因素等，在分类的过程中，应尽量将因素差别不大的归为一类，以减少构件种类。将建立好的构件分类入库后要进行内部信息的创建，包括预制构件编号、几何与非几何信息，例如构件的尺寸、定位信息、使用年限、荷载信息、耐火信息等。

4结束语

综上，与传统现浇混凝土建筑相比，装配式建筑具有节能环保、成本低、施工效率高等特点，已经成为建筑业发展的主流方向。为推动装配建筑长久稳健发展，应切实做好结构设计优化工作，在实际工作中结合项目特点，通过制定主体结构优化方案、装配式结构拆分、结构体系与电源系统优化等方式，使设计、生产与施工有机结合起来，由此提高建筑质量，节约成本投入，取得更多的建设效益。

参考文献

[1]戴艳.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].居舍,2020(18):99-100.

[2]刘海东,阳超.装配式建筑设计要点及流程解析[J].建筑结构,2020,50(S1):554-560.