詹雷
61042319870226****，陕西省
摘 要：装配式建筑物结构设计对建筑工程整体质量具有很大的影响。特别是随着建筑业的快速发展，对质量和实用性的要求可以说越来越严格。预制装配式建筑物的结构设计增强了工程施工的安全性，同时提高了建筑项目质量，在一定程度上实现了节约能源和充分执行减排的技术要求。因此装配式建筑物的结构设计对关键技术要求非常严格。本文就装配式建筑结构设计优化路径进行了简要分析，以供参考。
关键词：装配式建筑；结构设计；优化路径
1 装配式建筑结构设计思路和要求
1.1 设计思路
在采用装配式结构进行设计的过程中，首先要明确设计思路，因为装配式建筑的结构构件具有独立性，合理的设计可以减少异形构件，从而保障装配式建筑整体结构的质量，同时也能降低建设成本。在设计的过程中，应该从尺寸、配筋等多个方面着手考虑，同时还要做好节点锚固、构配件拆分等工作。如果采用程序化的设计方式，会导致建筑外形过于单一，梁、板、柱等内部结构尺寸保守单一，不利于房间利用率的提升。所以，可以利用BIM技术来优化设计，从项目规划、概算、预算、物业等多个环节入手，实现全生命周期智能动态控制和管理。在BIM技术应用的过程中，可以采用revit+国内插件进行建筑的创建和设计。
1.2 设计要求
在装配式建筑结构设计的过程中，设计人员要要采用科学合理地设计方案，如上文所述，可以基于BIM技术进行设计规划。结构设计不仅要保障结构质量，还要增强建筑功能性，同时控制工程成本，确保各类资源的合理配置和应用，进而使装配式工程的整体效益得到提升，同时也可以促进装配式结构设计方案的改进和优化。通常，装配式建筑结构设计包括两个方面：一方面，要明确功能需求，合理进行结构布局，详细分析柱节点等内部结构分布情况[1]；另一方面，根据工程整体水平，对结构体系、材料等参数进行配置和设计，确保设计的科学合理。
2 装配式建筑设计原则
2.1 建筑平面设计原则
建筑平面设计时，应遵循模数化的原则，即在平面设计时对套型模块种类、尺寸等进行优化，对建筑内装以及建筑预制构件实现标准化、通用化和系列化，加强建筑产业化发展配套技术的应用。这样不仅可以提高施工的质量和施工的效率，而且有利于降低工程整体成本。
2.2 建筑立面设计原则
对于套型组合，应遵循标准化、系列化设计的要求开展立面设计，对于预制外墙板可使用不同种类的饰面材料突出色彩和纹理变化，对于预制装配式建筑大空间设计，应遵循灵活性原则，采用不同墙体组件组合，突出墙体立面效果。
2.3 建筑构件的设计原则
应遵循标准化和模数化的原则，在设计中提高构件的标准，减少构件使用的类型、减少成本增加。此外应注意对构件的性能设计，综合考虑构件使用的安全性和便利性。对于预制外墙板，应进行保温隔热的设计，对于不同区域应选择相对应的构件。对于厨房、卫生间等特殊的空间墙壁，则必须开展必要的防水设计。对于屋面楼盖，选择叠合预制楼板，对于复杂的楼层则需要使用现浇楼盖[2]。对于墙体与楼板以及楼板与楼板之间，要做好结构连接设计，对地漏、栏杆孔等位置则必须定位准确，预制楼板必须确定好扶手杆的位置与预埋孔的位置。
3 装配式建筑结构设计的参数选取
3.1 参数设计
以某建筑工程为例，该建筑工程中的楼宇一共分为两类，分别是A楼和B楼，A楼有6栋，共20层，采用25.6m×17.2m的框支剪力墙结构。以A楼为例进行分析，利用分析程序计算各项参数，具体输入参数包括结构重要性系数、场地类别、设防烈度、设计地震加速度、嵌固端位置等等。
采用BIM模型计算的方式可以获得相应的参数数据：以结构重要性系数来说，部分框支剪力墙的系数为1.0，地震作用计算信息为地震作用夹角，单向/双向/偶然偏心的角度为0°/90°。
3.2 结构选型
在工程设计的过程中，为了减少塔楼沉降差异，进而出现各类问题。塔楼规范裙房外会设置沉降缝，塔楼一层结构楼板比裙房高1.2m，所以在周围设置水平加腋大样，以此确保水平力可以顺利传递。不仅如此，核心筒采用细腰型布置的方式，结构在核心筒外墙两侧增加了宽度为1m的结构连板，以此确保楼板宽度在5m以上。为了满足装配和预制的要求，预制构件选择凸窗、阳台和部分楼板。
4 装配式建筑结构设计优化路径
4.1 预制构件的拆分与深化设计
预制构件制作前需要进行合理的拆分与深化设计，在设计时应当结合项目的施工设计图、生产制作工艺、施工技术、相关标准规范要求以及运输条件等合理的编制文件[3]。预制构件中的预留孔洞、预埋件和机电预留管线等均应与图纸严格核对确保无误时方能进行后续的下料作业。
4.2 预制构件连接设计
装配式结构在垂直与水平方向的接缝应当通过套筒灌浆的方式有效连接，接头质量应符合相关规范的要求。对于预制剪力墙中钢筋接头的混凝土灌注厚度至少为15mm，而钢筋接头处的保护层至少保持20mm，同时套筒间的净距至少保持25mm。预制梁的端面处需合理设置粗糙面的键槽，键槽的规格及设置数量应符合有关行业标准和规范的相关要求。预制剪力墙分别与后浇混凝土相结合的顶部和底部、侧面等位置均应当设置为粗糙面，在侧面还可以设置键槽。其中，粗糙面的面积至少应保持结合面总面积的80%。在粗糙面的凹凸深度方面，预制板处的凹凸深度应大于4mm，预制梁端、墙端处的凹凸深度应控制在6mm以上。除此之外，预制构件连接部位座浆材料的强度等级应与被连接构建混凝土的强度等级保持一致。
4.3 预制构件构造设计
在制作预制楼板时应当在底板处预留孔洞，并尽可能的不在桁架钢筋处进行开洞，影响施工质量。若预留洞的宽度＜300mm，则可以直接插入受力钢筋，严禁随意切断钢筋；若洞宽在300mm～1000mm范围内时，还需要在洞两侧分别设置两根附加筋，且附加筋的总截面积不能小于所截断钢筋的截面积。屋面及立面收进的楼层需要在预制剪力墙顶部设置封闭的后浇钢筋混凝土圈梁，确保圈梁与其相连的各部位能够形成稳固的整体。在各层的楼面，当预制剪力墙顶部未设置后浇圈梁时，需要设置连续的水平后浇带，且其内至少配置2根连续的纵向钢筋，应选取直径在12mm以上的钢筋。
4.4 预制构件的防水设计
建筑在建成使用时会不可避免地受到太阳照射、雨雪侵蚀、生活用水等多种因素的影响，不同程度地威胁建筑质量，因此在施工时应确保所使用的混凝土不仅具备较强的防水性，还应当具有稳定、耐久性。装配式建筑与外界环境接触最多的部位是预制楼板和外墙，这就说明与两者相邻构件的有效连接是整个建筑进行防水的重点工作。采用预制三明治外墙板进行防水设计时为封闭型的类型，通过三道措施进行有效的防水密封。三明治外墙板第一道内侧防护以灌注砂浆的方式进行全面封堵；第二道防护是减压空间，并通过防水橡胶条对表面进行有效的压紧处理；最外侧的防护则是通过高弹力聚氨酯耐候密封胶及泡沫棒进行密封，从而实现有效的防水保护。
结束语
综上所述，随着装配式建筑的不断增多，人们对建筑质量的要求也在不断提高。为了满足人们对建筑的要求，设计人员要不断进行结构设计的优化和改进。通常要从设计流程、计算方式、设计体系等方面着手优化，通过有效的监督和管理工作确保设计优化的有效性，从而促进装配式建筑工程项目效益的全面提升。
参考文献
[1]耿奇杰.装配式混凝土建筑结构设计探讨[J].现代物业(中旬刊)，2018(10):92.
[2]徐有明.实例探析装配式建筑结构设计与施工要点[J].智能城市，2018，4(19):28-29.
[3]王海峰，王春杨.装配式建筑结构设计方法浅析[J].居舍，2018(26):128+252.
[4]卢海燕.装配式建筑结构设计中BIM技术的应用[J].居舍，2018(25):79.