摘要：由于装配式建筑和传统现浇建筑不一样，因此，装配式建筑设计需要充分考虑施工现场情况，确保设计内容能够在现场落实，提高建筑施工效率。本文主要对装配式建筑设计过程中的关键点进行分析，以及提及相关注意事项。
关键词：装配式建筑，装配率，拆分设计
一、装配式建筑类型及优势分析
装配式建筑主要具备设计多样化、制造工厂化、功能现代化、建筑可持续化等优势，因此，积极推进装配式建筑的应用发展，有利于建筑设计及建设水平的提高。预制装配式建筑是指建筑构件在工厂完成加工制造，并运输到现场按照设计连接方式拼装组成的建筑产品。预制装配式建筑在日本欧美国家又被称为工业化建筑，其设计和生产过程具有显著的工业化特点。从目前的建筑工程应用情况来看，预制装配式建筑可以分为以下几种类型：①砌块建筑，具体包括实心砌块建筑、空心砌块建筑等，建筑高度一般在3～5层，生产工艺和施工技术简单，造价低廉，但工业化程度较低;②大板建筑，具体包括外墙板、楼板、屋面板等，其建筑空间利用率和防震性能较好，但对造型和布局设计有较高限制;③模块建筑，包括整体模块式、板材模块式、核心体模块式、骨架模块式等，工程化程度较高，可以通过不同组合方式使建筑呈现丰富的立面形式;④框架轻板建筑，建筑设计较为合理，有利于减轻建筑自重，内部分割较为灵活，在高层建筑中应用较多，其设计关键是构件节点连接方式;⑤升板/升层建筑，属于板柱结构体系，在施工方法上有所不同，可以减少高空作业，加快施工速度。
二、装配式建筑的设计
（一）装配式建筑设计的总原则和技术
按照少规格、多组合的设计原则，预制混凝土建筑设计可以达到建筑构件系列化、多样化的目的。装配式整体混凝土剪力墙建筑的设计实现标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修和信息化管理，可大大提高住宅建筑质量，降低建筑施工成本和围护结构使用成本。
装配整体混凝土设计的主要技术相当于现浇混凝土。所谓等同现浇技术，其工作机理是通过可靠有效的连接方式（主要指钢筋的机械连接、高山连接、套筒灌浆连接等），将混凝土构件的预制件与现浇件有效连接，从而达到使装配式结构具有与现浇结构相同的整体性能，保证建筑结构的安全可靠。
（二）装配式建筑设计的流程及各设计阶段的关键点
从装配式建筑设计流程参考图（如图1所示），装配式建筑和传统现浇结构设计分为几个重要阶段，包括技术规划、室内装饰设计和构件加工设计与生产三个阶段，对各参建单位协同工作提出了越来越高的要求。
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图 1 装配式建筑设计流程参考图
首先要注意技术规划的阶段性。本阶段的重点是确定单栋建筑室外地坪以上的拼装率（拼装率是指主体结构、围墙及内隔墙、装饰装修及设备管道等所用预制构件的综合比例）。装配率是评价装配式建筑的重要指标，也是装配式建筑的主要依据为地方政府制定装配扶持政策，也是实施装配技术路径的重要参考。例如，当装配率设置为15%时，只有水平地板使用预制地板才能达到装配目标。当装配率设定为30%时，仅采用水平楼板很难达到装配目标。一般情况下，在考虑外围墙体干砌的比例时，一般也要考虑采用40%以上的预制构件。由此可见，装配率的确定对整个项目装配工艺路线的制定和后期工程设计的顺利进行起着非常重要的作用。
其次，在方案设计阶段，要根据技术规划阶段制定的装配式工艺路线，进行合理的平面和立面设计。这一阶段的重点是“少规格，多组合”。通过住宅单元的标准化、系列化设计，既能满足建筑功能的需求，又能提高工厂的生产效率，从而达到技术先进、经济合理的装配目标。
初步设计阶段的关键是协作。在这一阶段，需要在初步技术方案的指导下，结合各专业的技术特点进行协同设计。建筑设计专业需根据方案规划和标准制定预制构件的具体位置、结构形式和连接方式，设备专业配合制定预制构件中管道的敷设方式和处理原则等，组件生产单元是否只能生产二维组件以及施工单位的安装规范是否有一定的限制等。通过各专业的协同工作，制定了合理的技术措施和经济措施。
施工图设计阶段的关键是预制构件的拆卸。本阶段根据初步设计阶段制定的预制技术措施，将已建构件分为成工厂生产、公路运输、施工安装。预制构件配合各种专业技术，体现了设计师对装配式建筑设计的理解。分体设计的一般原则应考虑以下几个方面：1）零部件标准化，少规格，多组合。2） 工厂生产的局限性。3） 公路运输的局限性。4） 施工起重设备的局限性。5） 结构应力的合理性。
构件施工图设计阶段的重点是审核。构件施工图是最终的构件生产图，它决定着最终构件能否达到既定的设计目标。然而，绘制构件施工图的往往不是建筑设计单位的设计人员，而是工艺生产单位的设计人员，他们只能扮演制图员的角色。这就要求原建筑设计单位对构件的施工图进行严格审查和校对，审批合格后才能形成最终构件加工图用于生产施工，避免发生较大质量事故。
三、装配整体式剪力墙设计注意事项
（一）在整个建筑结构的分析计算中，可以根据采用等同现浇结构技术对现浇结构进行计算分析。值得注意的是，在局部地震作用下，现浇剪力墙的内力增大了1．1倍；此外，还应注意检查底部预制墙截面在规定水平力下的剪力与总剪力之比。当该比例超过50%时，预制剪力墙结构的最大适用高度需要适当降低。
（二）在高层剪力墙结构的分体式设计中，底部配筋区的墙体不宜选用。由于底部钢筋区抗震能力要求较高，设置了约束边缘构件，且配筋量较大。底部钢筋区以上的部位往往处于标准层阶段，构造配筋墙相对较小，比较统一，可选用这些部位作为预制墙的分体。此时应注意剪力墙外墙的开裂，可与建筑结构保温一体化设计相结合，减少施工中火灾的发生。另外，预制外墙可采用简单构件安装，避免采用大型施工爬架或整体式脚手架，取得良好的经济效果。带洞口的预制剪力墙分块时，洞口两侧墙宽不应小于200mm，当洞口为门洞时，虽然通用结构软件可以计算预制墙水平缝的承载力，但应设置临时型钢，设计单位可根据实际配筋情况作相应调整。此时，设计人员应根据规范进行人工检查，以避免设计结果与软件健全结构安全性不一致。
（三）在钢筋混凝土楼板拆分设计时，建议设置施工临时支撑，在此状况下考虑施工阶段预制底板的受力计算（同时需要进行脱模、吊装等环节的验算），以及使用阶段作为叠合楼板的整体受力分析。 现行装配式结构技术规范主要采用的是钢筋桁架混凝土叠合楼板，接缝形式主要有密拼式分离接缝和整体式接缝两种。采用整体式接缝拆分的楼板周边有很多的胡子筋伸出，生产和安装的效率都相对较低，而分离式接缝的楼板仅两侧有钢筋伸出，大大提高了生产和安装的效率。 我国的住宅建筑大多层高较低，没有吊顶，故采用整体式接缝，房屋顶部相对分离式接缝观感质量较好，用户满意度相对较高；对于工业建筑、办公楼等建筑则可以采用密拼式分离接缝，虽然有一定的观感质量略差，但可以大幅提高装配式建筑构件厂的生产效率和施工现场的安装速度，充分发挥装配式建筑的工业化优势。
四、结语
装配式建筑是实现建筑产业现代化及产业化的途径，合理的装配式建筑设计则可以促进装配式工业化建筑的健康发展。以上对装配式建筑的优势、设计思路以及各设计阶段的关键点进行了简要的阐述，对装配式的设计及拆分中的注意事项进行了总结，对装配式建筑的合理设计起到了一定的指导作用。
参考文献：
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