刘超
中嘉城建设计有限公司 黑龙江省哈尔滨市150000
摘要：装配式建筑的发展推进了新型城市化的进程，有利于节约能源、减少污染、提高施工质量等。本文通过分析装配式建筑沿用传统建筑设计所存在的问题，结合多年设计经验，从专业设计角度阐述了装配式建筑的策划阶段、方案阶段、初步设计阶段、施工图阶段、构件深化及生产施工配合全流程，以及一体化设计过程及其主要内容，为相关设计人员提供参考和借鉴。
关键词：装配式建筑；结构设计
引言
随着我国建筑行业的高速发展，工程建设相关方在项目建设过程中的需求与矛盾日益突出，主要体现在设计图纸质量差、工地现场用工难、施工质量问题频现、施工作业污染环境等方面。然而，现阶段国内的设计水平仍旧停留在“设计深化”两阶段工作的方式下。由于装配式建筑中预制构件需要提前在工厂进行生产，因此，传统的两阶段设计方式已不适用。
1装配式建筑的发展
装配式建筑是指预制构件在工地装配而成的建筑。在信息化时代，现代信息技术给建筑行业注入了科技的力量，正在逐步推动传统建筑行业转型升级，争取早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标。很早之前，英、法等发达国家开始率先尝试在建筑工程项目中采用装配式建筑的方法，并取得了不错的成效。装配式建筑经过大量的真实案例得出结论，其具有建造速度快、建造质量良好、投入成本低、建材损耗低、绿色环保等优势。因为我国建筑垃圾占城市垃圾的份额比较大，所以建筑垃圾在得不到有效处理的前提下会给城市生态环境造成影响。建筑行业要想从源头上彻底解决产生的建筑垃圾问题，需要贯彻落实绿色节能建筑理念，装配式建筑模式是一种有效途径。现阶段，装配式建筑已经深受国家、当地政府、人民群众的青睐，在推动建筑行业的升级转型中起到重要作用，可以说，装配式建筑的发展前景非常乐观。
2装配式建筑常见的结构体系
针对房地产工程项目，我国房地产工程项目在建造过程中采用现浇建筑模式。因为国家及地方政府想要争取早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标，所以在科研技术、现代信息化技术的助推下，建筑行业必须调整建造方式，以绿色建造方式实现节约资源、降低成本、保护环境等短期目标，推进建筑行业高质量发展。随着城市化进程的不断深入，对建筑物的需求量显著增加，对于建筑行业而言，是一次良好的发展机遇，建筑行业应当考虑、预测在未来很长一段时间内住宅类建筑工程项目发展的主流趋势；应当及时调整住宅建造方式，尽早填补房地产市场的大缺口，满足人们的购房需求。装配式住宅建筑完全可以满足房地产市场的大缺口，它可以利用工业化的生产方式大批量制造房屋构件，在施工场地仅需要完成构件的组装工作，这种方式既可以提高住宅类建筑工程的建造速度和质量，又可以减少不必要的资源损耗，对生态环境起到保护作用。历经多年，经过数百上千位优秀设计师的努力，装配式建筑的应用更具多样性、灵活性，促使装配式建筑拥有多种结构体系。比较常见的结构体系有巨型框架结构体系、钢筋混凝土板式结构体系、剪力墙高层住宅体系等。
3装配式建筑结构设计要点与应用分析
3.1施工图设计
装配式建筑的施工图设计要求与传统现浇建筑不尽相同，在前期需要完成拆分方案的布置以及装配式指标的统计;结构计算分析时按照等同现浇原则进行设计，但需注意预制构件间接缝的验算以及构件短暂工况的设计;施工图纸输出时要明确体现预制构件的拆分结果以及典型构件做法。此外，考虑后续生产以及施工因素的影响，部分专业需要前置配合进行协同设计。
3.2框架结构体系设计要点
装配式框架结构实际应用过程中有一定的优势，比如因为其各个构件可以分开加工，因而无论是使用还是运输均比较方便，在高层建筑施工中有广泛的应用。在构件的组装环节，为更好提升构件在整个结构体系中的作用，加强结构体系的稳定性与可靠性，需要给予叠合梁、叠合板制作充分的重视。在采用装配式建筑框架结构开展施工时，全部的构件均预先在工厂加工完成，施工现场进行混凝土浇筑和连接施工。在保证装配式框架结构设计质量的基础上，还需要做好以下几点设计工作：（1）结构体系应尽量保证平整，支撑构件设计过程中务必保证构件有足够的强度、承载力和抗拉性能，可以有效发挥支撑作用。另外，还需要保证装配式建筑支柱结构间的轴线处于平行状态[2]；（2）结构体系间的构件连接也是需要重点关注的对象，为确保构件连接部位的稳定性和安全性，需要根据结构特点合理选择焊接方式[1]。
3.3方案设计阶段
结合甲方与建设方的意见，考虑项目特点、政府部门意见、内装定位、政策奖励等因素，依据技术策划，遵循规划要求，以成本的经济性与合理化为原则，作出相应的装配式设计方案。方案应做到平面设计标准化和系列化，立面设计个性化和多样化，剖面层高、净高合理化。装配式建筑方案的基本内容包括：各个单体装配式结构体系，PC构件布置范围、类别及连接方式，各单体预制装（装配）计算统计等。预制（装配）率是评价装配式建筑的重要指标，反映了装配式建筑中工业化建造技术的程度，因此预制（装配）率的计算统计是方案设计阶段的一项重要工作内容。其计算方法和定义差异较大[2]。
3.4深化设计一体化设计
方法的核心在于将设计阶段的模型及输出成果延续，在装配式拆分及配筋模型的基础上，继承设计阶段的受力分析理念，并结合装配式建筑的特殊构造做法、生产及施工安装中的工艺做法、钢筋的排布方式以及机电预留预埋配合等内容深化完善预制构件，输出构件加工详图，并给出算量清单，以数据化方式支撑工厂生产。装配式建筑与传统现浇建筑在构造做法上存在着明显的差别，主要体现在构件外形、防水保温处理以及施工工法选择等方面。以本项目预制剪力墙外墙为例，为满足施工免外模的需求，采用在预制墙体顶部设置180mm外翻边，同时，为满足工厂脱模、吊装以及现场安装需要，在墙体顶部及内表面分别设置2个预埋吊钉和4个预埋锚栓。预埋件的设置可通过PKPM－PC程序提供的功能自动布置，以满足短暂工况验算要求[3]。
3.5防水性设计要点
预制装配式建筑的预制楼板、外墙均是与外部环境接触的重要位置，考虑到均邻近于预制构件的连接性设计部位，因而做好防水性设计尤为关键。对于高层建筑来说，常用的防水设计主要是三明治预制外墙板，这种防水形式有三方面的防水优势，其最外侧是高力泡沫棒或者耐候型聚酯；中间部位是减压空间，通过配合防水胶条可以实现压紧处理的目的；最内侧是灌浆层的砂浆封堵。实践应用发现，这种防水设计在预制装配式建筑结构设计有较强的优势，可以大大提升预制装配式建筑的防水性能，对提升整个建筑质量有十分重要的作用[4]。
结束语
装配式建筑结构设计要注重构造节点的设计，这是因为传统建筑结构设计往往会将重心放在建筑结构的连接功能，而忽视相关的结构节点的设计与优化。在这样的工程背景下，应当结合装配式建筑对于内力要求满足、抗震要求满足等工程条件，考虑地震荷载、构件塑性时局部稳定、节点构造安装与调整的便利性等条件，对构造节点进行个性化设计，进而提高装配式结构的抗震性能，满足建筑物防水防震的要求[5]。
参考文献：
[1]王琴.预制装配式建筑结构设计研究[J].建筑与文化,2021(04):26-29.
[2]赵智慧.装配式建筑结构设计要点与应用分析[J].建筑经济,2021,42(04):159-160.
[3]曲圣晴.装配式建筑结构设计分析[J].住宅与房地产,2021(09):113-114.
[4]李柏.基于BIM的装配式建筑一体化设计方法研究[J].土木建筑工程信息技术,2021,13(01):89-95.