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装配式建筑结构设计优化路径研究汪浩

发表时间：2020/12/29 来源：《基层建设》2020年第24期作者：汪浩

[导读] 摘要：随着经济和建筑行业的快速发展，我国在借鉴和总结国内外经验的基础上大力发展住宅产业，大中城市大力推广装配式结构建筑，装配式结构的应用大大提高了建筑设计的建筑效率，并且保障了施工质量。本文对装配式建筑结构设计关键点进行讨论。

        身份证：34082519911126xxxx 安徽省合肥市 230088
        摘要：随着经济和建筑行业的快速发展，我国在借鉴和总结国内外经验的基础上大力发展住宅产业，大中城市大力推广装配式结构建筑，装配式结构的应用大大提高了建筑设计的建筑效率，并且保障了施工质量。本文对装配式建筑结构设计关键点进行讨论。
        关键词：装配式建筑结构；结构设计；关键点
        引言
        当前，在建筑工程中，稳定性能、安全性能是其核心，也是满足人民群众使用需求的关键因素，而在展开建筑设计工作之时，须适应现代化建筑的发展，实现装配式建筑设计的目的。在开展建筑工程设计工作期间，需涉及众多的内容，对于施工方案、组织、技术的设计有着较高程度的要求，因此，只有规范设计方案，提升设计技术水平，对设计流程、环节作出规范，实现装配式建筑设计的集成化、节约化、装配化，才能保障建筑工程在日后的使用效率与质量。由此可见，探寻最为适宜、有效的装配式建筑设计要点，将其高效应用于建筑工程设计中，是当前相关从业人员需要处理的问题。
        1装配式建筑结构
        随着我国建筑行业的发展，我国的装配式结构件制作往流程精细化、设计模数化发展，装配式构件的生产效率得到了明显的提升，装配式结构件的制作成本降低，同时装配式结构更加符合绿色环保标准，降低了工地施工中浇筑工作对环境的污染程度，并且在一定程度上减少了建筑材料的使用，符合节能要求。下面将对装配结构中常用的四种装配模式进行简述。
        1.1砌块建筑
        这种建筑使用预制块状材料砌成墙体，适用于三至五层的建筑物，对于高层砌块而言，砌块内还会留有钢筋孔道，加强砌块建筑的物理强度，砌块包含大中小三类，方便施工人员选择，并且具有易搬运的特点，节约了施工时间。砌块分为实心与空心两类，根据建筑要求的不同可灵活使用，降低了施工难度，同时由于砌块为预制构件，减少了砌块养护的工作量。
        1.2升板和升层建筑
        这种建筑的结构体系是由板与柱联合承重，在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，提升楼板和屋面板至设计高度，然后加以固定。至于内外墙体，可现浇钢筋混凝土，也可砌筑砖墙，还能安装其它轻质幕墙等。它将大量现浇过程挪到地面进行，减少了高空作业和垂直运输，节约了模板和脚手架工程，并减少了施工现场面积，非常适合施工现场受限的建筑，多用作商场、仓库、工厂和多层车库等。
        1.3盒式建筑
        这种建筑是从板材建筑的基础上发展而来的一种新型的装配模式，通过墙体组装完成盒式建筑的整体外部结构，同时还能够对盒式建筑的内部进行设备、装修施工工作，之后将预制好的盒式建筑吊装到施工现场，由施工人员对盒式建筑进行管线铺设，即可将盒式建筑投入使用。
        2装配式建筑存在的问题
        2.1运输问题
        装配式建筑构件主要运用工厂化的制作方法，在运输构件期间，需要面临众多的风险问题，极有可能遭受外部多种因素的影响，从而造成构件出现质量问题。由于大量的构件需要运输，在此期间难免会出现一定程度的损坏，主要的原因在于装配式建筑没有符合相关的设计规定、标准要求，从而对施工进度、工期目标的实现造成一定影响。工程建设中十分关键的环节便是构架的吊装，如果没有合理设计，柱倾倒、梁倾倒等问题非常容易发生，进而造成装配构件破损。

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        2.2准确性问题
        同以往的建筑设计工作相比，在设计装配式建筑时，存在更高的要求，由于装配式建筑中的构件绝大部分都是在工厂中生产，对于预制构件的尺寸而言，存在非常严格的要求，在设计装配式建筑期间，不仅需对生产工艺的影响做出考量，还需要对施工技术有着深入的了解。（1）通过放线尺寸来看，放线尺寸偏小或偏大，均会严重影响装配施工。与以往的建筑施工作业相比，在此方面面临着众多棘手的问题。（2）在现场开展作业施工的过程中，剪力墙与叠合板重合的情况时有发生，哪怕只是很小的缝隙，都有可能给整体结构带来质量隐患。（3）对于预留孔洞的操作，同样存在极为严格的要求，在开展设计工作期间，须做出更加精准的判定，否则，可能造成二次开孔的问题发生，不但会加大施工的难度，还会导致资金成本费用的增加。
        3装配式建筑结构设计的优化路径
        3.1优化内容
        装配式建筑结构设计要对多项内容进行优化和完善，包括设计流程、计算方式、设计体系、技术体系、预制构件等等。在设计流程方面，技术人员不仅要做好结构本身的设计和规划，还要了解工程生产水平和生产效率，分析工程生产作业对装配式建筑结构设计造成的影响。也就是说，要对生产、运输、装配等工作进行有效的规范和设计，确保各个环节的顺利衔接，尤其要做好构建设计、拆分设计等工作，保障建筑设计的合理性，同时也可以促进生产工序的简化、装配效率的提升，进而不仅降低投入成本，还能提升建筑的使用寿命；在计算方式方面，设计人员应该充分考虑结构特征，然后采用合理的计算方式。
        3.2叠合板与墙体设计
        预制装配式结构设计是装配结构设计中的核心工作。在预制装配式结构设计的过程中，设计人员应当保证结构节点的稳定性与安全性，使预制装配式结构能够有效地连接各处区域，保障建筑的质量。这就要求相关设计人员对于预制结构设计进行科学论证，同时根据现场实际情况细化设计方案。设计师应当善于利用多种装配式施工技术，保障良好的施工效果，达到缩短工期节约物资的目的。在设计过程中受力构件是设计的重点内容，在叠合板进行设计的过程中，应当满足一定的设计要求，设计要求叠合板的厚度不得小于60mm，并且在采用150板时，应当采用PC层与RC层组合的形式进行设计，确保叠合板的质量。当叠合板跨度高于3m时，设计人员应当选用钢架混合叠合板，当跨度大于6m时，应当采用预应力钢筋混凝土预制板设计，增强叠合板的机械强度。
        3.3加强预制构件设计水平
        设计预制构件须严格遵照相关原则，保障构件能够同相关的施工规定、标准相符，并且减少构件数量、类型，降低工程的资金成本。在设计构件重量、大小与生产期间，需对生产厂家的吊装水平、运输水平综合考量，进一步提升装配式建筑的安全与质量。首先，在设计构件期间，须对构件的可靠性、安全性做出保障，如设计外墙期间，外墙须具备隔热与保温能力，将建筑所在区域的市场状况作为依据，选取相关的建筑结构。在选取内墙材料期间，承重墙须具备方便拆除、隔声的特征，如若不属于承重墙，可将经济成本适当降低。其次，需将使用需求作为依据，合理、科学规划建筑的功能部分与结构空间，使承重墙应该与主体结构之间建立起更加高效的连接，从而充分满足建筑物的承载需求、使用需求。最后，对于厨房、卫生间等较为潮湿的区域，须考量防水性能的设计。
        结语
        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］马彬.装配式建筑的结构设计优化探讨［J］.名城绘，2018（5）：471-471.
        [2]赵中宇，郑姣.预制装配式建筑设计要点解析[J].住宅产业，2015，（9）：10-16.
        [3]廖华刚.装配式建筑结构设计的要点探究[J].建筑工程技术与设计，2020，（26）：692.