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探析装配式建筑结构的设计要点王海滨

发表时间：2020/12/30 来源：《建筑科技》2020年7月上作者：王海滨

[导读] 针对装配式建筑结构设计中存在的问题，进行综合分析，并简要介绍了装配式建筑结构的特点，如结构设计更加标准、各项构件实现工厂化生产目标等等，提出装配式建筑结构设计流程与要点，能够保证装配式建筑结构更为稳固，有效降低建筑结构失稳现象的发生，希望能够为有关人员提供有效参考与借鉴。

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【摘要】针对装配式建筑结构设计中存在的问题，进行综合分析，并简要介绍了装配式建筑结构的特点，如结构设计更加标准、各项构件实现工厂化生产目标等等，提出装配式建筑结构设计流程与要点，能够保证装配式建筑结构更为稳固，有效降低建筑结构失稳现象的发生，希望能够为有关人员提供有效参考与借鉴。
【关键词】装配式建筑;结构设计;要点;探讨
        【引言】随着社会经济的发展和城市化进程的加快，为建筑业提供了更广阔的发展空间，机遇和挑战并存，建筑工程项目的不断增多的同时，对建筑质量提出了更高的要求，也是对建筑行业的严峻考验。预制装配式建筑模式在建筑业中逐渐运用并推广，本文主要对装配式建筑设计要点进行了分析。
            1.装配式建筑结构设计的基本原理
　　    装配式建筑结构的基本原理与现浇结构原理相似，其主要是在施工过程中，利用可靠、合理的连接方式以及其它必须的结构与构造方式来实现的。装配式建筑中节点的设计也有很多，结构刚度的差异会带来不同的影响，对整体的抗震性能也会有所影响，为了能够提升建筑的抗震性能，就要在设计过程中根据实际情况进行合理、可靠的节点设计。
　　    2装配式建筑结构设计要点
            2.1立面和平面设计
　　    立面与平面设计是装配式建筑结构设计的基础，设计人员在设计过程中，必须先做好平面设计工作，然后再将其与建筑结构的实际情况结合在一起，综合考虑各个构件的尺寸与功能要求，同时合理的划分建筑内部各个空间的大小，才能在充分发挥建筑物空间功能与空间作用的前提下，满足装配式建筑设计的质量要求。另外，设计人员在运用模块化、系统化、标准化设计方式开展立面与平面设计工作时，必须对建筑物整体应用水平与效果予以充分的重视，才能在提高建筑设计美观度的基础上，满足人们对建筑结构提出的审美要求。?
　　    2.2深化设计的要点分析?
　    　在深化设计中，需要根据前期中设计的状况进行分析，并且应用深化建筑的文件对于设计的状况进行核实，使得建筑的结构设计需求与其使用需求之间呈现出相互适应的局面。此外，在与之的构件中，需要应对于建筑的图纸，留出相应的孔洞、管线以及预埋工程安装需要应用的内容。在建筑设计的后期阶段，建筑设计需要应对于相应的国家标准的要求，对于建筑的内部结构进行再次的审核，确定其适合于国家相应的应用标准，使得后期的装配工作进行能够依照图纸与施工的设计进行。
　　    2.3装配式框架结构体系的设计
　　    由于装配式框架建筑结构重量轻的缘故，其在运输方面难度较小，与过去常见的剪力墙结构相比更受当今工程人士的欢迎，在近几年得到了广泛的推广和应用。另外，这一建筑结构体系在国内外高层、超高层及大跨度建筑结构中应用较多，但需要注意的是要结合工程实际情况来选择柱构件，避免因为承重不足给工程质量埋下隐患。在工程项目中，通过分析这一结构的受力构件，我们发现其在设计的时候有着不少需要注意的环节，主要包含以下五个方面：a.柱混凝土、框架柱底和基础接梁的强度等级应该保持在一个相对稳定并且合适的程度，最好是C30以上;b.装配式框架结构的平面一定要保持规则，尤其是梁柱的中心线既要处于同一个竖向平面，又要保持对齐。除此之外，纵横向框架柱也要保持对齐;c.在设计梁柱交接部分的框架节点时必须要把刚节点考虑在内;d.在对梁柱接头区域进行焊接施工时一定要保证焊接质量;e.预埋件是一个非常重要的传力构件，它在整个新型连接构造中都不能缺少，所以在设计预制装配式框架结构时一定要处理好连接构造中的各个预埋件,充分发挥预埋件的优势。

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　　    2.4连接设计的分析
　　    在连接设计中，需要根据设计的不同要求对于建筑的结构竖向、水平等部位的钢筋接缝处的应用进行关注。需要根据其实际的表现状态，选择加固的手段，与建筑总体的受力结构相适应。在一些建筑中，由于对这个方面的重视程度有所不足，在建筑的使用过程中，产生了不安全的因素。在剪力墙的应用过程中，需要结合应用的标准对于剪力墙的钢筋形式的混凝土进行箍筋工艺。在剪力墙的设计中，需要重视其应用的厚度。在粱面中的设计中，需要进行合理的粗糙化设计，使得粗糙面与其他结构槽之间的关系能够保持着适应性状态。在剪力墙的顶部位置，需要与后浇筑的混凝土与其墙面进行结合，在侧面以及其后部对于墙体的构件连接上，使得混凝土的强度能够符合应用的标准。?
　　    2.5装配式剪力墙结构体系设计分析?
　    　装配式剪力墙结构就是将剪力墙、梁以及板作为主要受力构件，或者采取混凝土构件（包括叠合梁、叠合板、墙板等）形成的装配式混凝土结构。剪力墙结构可以根据情况分成两种形式，分别为：全剪力墙结构体系、半剪力墙结构体系。在具体结构体系设计过程中一定要满足基本的技术标准和规范，例如《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）等等。装配式剪力墙结构体系设计中要特别关注如下方面的问题：（1）剪力墙结构的横纵墙布置时要根据实际情况进行。例如对于结构横墙来说，最好要在两侧的端部山墙设置承重墙板，而对于内墙来说，可以按照结构的抗侧力构件需要和内力计算结果的情况来对承重墙板以及轻质填充墙板进行设置;对于结构纵墙来说，可以按照结构的抗侧力构件需要和内力计算结果的情况来设置内外纵墙。        （2）对于结构竖向抗侧力构件来说，可以利用现浇连接带、竖向主要受力钢筋浆锚将其连接为一体。在进行建筑结构抗震设计时，要重点进行连接构造的可靠性验证，确保结构的整体性。（3）在进行构件间连接设计时，需要保证其满足传力明确、构造可靠的基本条件。若是装配式建筑具有抗震性要求需要保证其结构的良好抗震性。另外，要确保构件之间的连续钢筋强度等级和直径都在该位置构件不连续钢筋之上。
　　    2.6平面模数化
　　    现阶段在建筑行业内多是以300为模数来统一建筑各方面。不过，随着近年来装配式建筑的不断发展及广泛应用，根据装配式建筑的实际需求，模数的实际意义又有了更多的拓展。一方面,相同构件数量决定了具体的模板数量;另一方面，模板数量又影响着项目周期和整体投资。可见，这一过程是互相影响、环环相扣的。在装配式建筑结构设计过程中，应当尽量采用相同模数,因为这样可以有效提升模板的重复利用率。同时还要配合好插座和设备开口等要素，以方便后期的施工安装。
        3.装配式建筑的国内外发展现状
　　    在国际上，装配式建筑的发展历史已经很长，且装配式建筑在发达国家建筑中的占有率达70%以上。各个发达国家基于自己的国情发展了不同形式的装配式建筑,已经有相对成熟的装配式建筑施工技术，完善的建筑构件工业化生产线，高标准的施工规范、严格的构件生产标准。像美国，在20世界70年代的住宅已经普遍采用装配式施工，并出台了严格的行业规范标准。美国住宅用构件的标准化、系列化、专业化、商品化社会化程度很高几乎达到100%。所以极大的实现了建筑工业化。德国是世界上建筑能耗降低幅度最大的国家，德国的装配式住宅主要采取叠合板、混凝土、剪力墙结构体系，预制构件和现浇混凝土相结合，建筑整体性好、耐久性好。并且德国装配式住宅和节能标准融合非常好，推出了了零能耗的被动式建筑。
        【结束语】因此，用于裝配式结构的现代设计方法是由许多种设计结合而来的，其中包括设计标准化软件技术，整体结构的设计等等方面，考虑了结构的完整性和未来各个部件的设计的合理性。基于建筑结构的产业化的发展，高效节能和环保节能为建筑业的整体发展带来了新的方向。希望通过对装配式结构的相关研究，可以加快装配式结构的发展。
【参考文献】
[1]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（06）：13-14.
[2]冯振.试析装配式建筑结构体系设计要点及其发展趋势[J].中国住宅设施，2019（01）：35-36.