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摘要：近年来，装配式建筑因其绿色节能、低碳环保、可有效促进建筑业实现产业化转型升级等特点受到重视，2025年使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%，“大力推广装配式建筑”已成为国家重点规划内容。基于此，本文对装配式混凝土结构在现代建筑设计中的应用进行分析，以供参考。
关键词：装配式混凝土；建筑设计；应用
引言
随着我国城镇化进程步伐加快，城镇基础设施和建筑设施施工呈现爆发性增长，建筑施工带来的粉尘污染大、能源消耗多的问题日益凸现。传统施工方式不可避免地影响周围环境，而绿色建筑技术应用新型环保技术和生产加工工艺改变了旧时施工的模式。城市建设速度加快，高楼建筑的需求也在急速扩张，而装配式建筑的应用加快了城市的建设速度。如何在装配式建筑中应用更多的绿色环保技术，对于城市建设发展具有深远影响。
1装配式建筑特点
装配式建筑是指将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成，运输到施工现场，通过可靠的连接方式组装而形成的建筑。装配式建筑技术最初的目的是希望通过科学的方式进行合理地规划建设流程，从而提高建设效率和质量，降低建设成本。因实际情况不同，不同国家形成略有差异的装配式建筑体系，但“标准化”“预加工”“系统性”是所有装配式建筑体系共同的特点。预加工是指构件提前在工厂生产，运输到现场进行装配，可提升建设速度，降低建设成本。从是否需要单独进行设计的角度来看，构件大致分为2类：①不需要单独设计可适用于绝大多数项目的通用型构件；②针对某个项目单独设计的专用型构件。
2正向设计的定义与优势
装配式建筑正向设计是指从方案阶段就根据装配式建筑的特点和规律，以“少规格、多组合”理念为指导，充分考虑后期生产和安装的约束条件，利用BIM平台，使各专业在统一模型中进行协同设计，同时要求构件生产单位、施工单位和其他相关单位（如精装、幕墙单位）一起参与设计过程。由于装配式建筑标准化、预加工、系统性的特点，很多步骤需前置到设计阶段进行考虑，正向设计可将设计、生产、施工3个阶段的方案和要求通过BIM平台集成在一起，将生产和施工阶段有可能遇到的问题前置到设计阶段解决。正向设计的应用真正实现了设计的主导作用，使设计师在设计过程中所做的决策更加科学合理，依托BIM平台优势，建立完善的多专业沟通协调机制，规避不同专业间的设计冲突及传统模式中设计、生产、施工相互推诿的现象。同时，依托BIM平台三维建模出图特点，不但可减少图纸中的错误、节省出图时间，还可保证各专业的一致性及后期变更的及时性。
3预制混凝土剪力墙结构体系
3.1预制剪力墙结构体系的优点
（1）施工效率提高，使用预制构件后现场工作量明显减少。（2）施工能耗有效降低，使用预制构件，减少现场钢筋加工与混凝土浇筑等高耗能作业工作量，减少场内二次搬运工作量，有效降低了现场施工能耗。（3）现场废弃物与粉尘明显减少，减少现场施工中易产生大量粉尘的水泥搅拌、打磨、切割作业等工作量。伴随现场构件制作量的减少，施工产生的废弃物也随之减少，现场作业环境得到有效改善。
3.2预制剪力墙结构体系的保温技术
（1）内保温剪力墙，优点是对建筑计容面积无影响；建筑外饰面可采用类型丰富；可实现外墙免抹灰；设计、生产、施工方便；造价低。缺点是减小套型内使用面积；二次装修时易被破坏；局部可能产生结露、发霉现象；保温材料选择范围小。（2）夹心保温剪力墙，优点是防火性能佳；保温材料选择范围大；可实现外墙免抹灰。
缺点是增加建筑计容面积；构件生产工艺要求高；不宜采用石材饰面；增加建筑整体混凝土及钢筋用量，构件重量大；由于保温层处在两层承重刚性墙体之间，预制板接缝易发生渗漏；造价高。
4装配式建筑设计的注意点
4.1预制梁柱的拆分与设计
预制梁柱拆分时应尽量统一梁、柱的截面尺寸，并尽量减少次梁的数量。预制构件拆分时还应考虑塔吊的吊装能力，避免少数构件特别重而增加塔吊费用。由于预制的特殊性，模具成本占预制构件总成本的比例相对较高，故采用规整的结构构件、规格较少的预制构件能大幅节约模具成本。预制梁设计时，应先明确连接节点，主梁与次梁的连接节点有主梁处预留后浇槽口、次梁端设后浇段底部主筋搭接的连接方式、主次梁搁置式连接等连接方式，一般建议优先采用主梁处预留后浇槽口的连接方式。预制梁的顶面设置粗糙面，梁端面应设置键槽且建议同时设置粗糙面。节点设计时，特别注意各方向梁钢筋的避让，包括梁与梁的钢筋避让，梁与柱的钢筋避让等，防止后期安装出现问题。
4.2预制楼板的拆分与设计
预制楼板拆分时应考虑标准模数化，可通过调节后浇带宽度的方式尽量减少预制构件的规格。预制楼板拆分时还应注意生产和运输的最大宽度，生产流水线模台宽度为3.5m，最大运输宽度各地要求也不尽相同，一般最大宽度应控制在3.1m内（包括出筋的长度）。此外还应考虑模台的利用率，考虑模台的尺寸，合理的设计楼板尺寸，使生产效率提高。叠合板厚度一般情况可采用60mm，当楼板长度较长时（如超过6m）可加大预制板的厚度。后浇混凝土叠合层厚度考虑机电走管等，一般不小于70mm，如管线较少的话可采用60mm，管线密集区域还应根据实际情况加大现浇层厚度。连廊等结构薄弱部位宜采用现浇楼板，如确实需要采用叠合楼板，应适当加厚现浇层的厚度。考虑到连廊在水平力作用下会受到较大的拉力，则应在钢筋搭接处等薄弱位置附加钢筋，确保连廊叠合楼板的的抗拉能力不小于现浇时的楼板的抗拉能力。卫生间、屋面等防水要求较高的区域宜采用现浇楼板，如必需采用叠合楼板，则应加大现浇楼板的厚度。预制板设计时，钢筋规格不宜过多，钢筋间距考虑模具的通用性建议采用150和200的钢筋间距。预制板间的钢筋连接采用钢筋搭接的方式，为了减少搭接长度，一般采用端部带135弯钩的出筋方式。楼板支座钢筋一般出筋到支座的中部，应特别注意特殊情况的预制板出筋锚固，如与核心筒抗震墙连接的楼板，底板钢筋也要满足抗震要求的锚固长度，此时应加大出筋长度。预制板的顶面及侧面均应设置粗糙面。
5装配式混凝土结构在现代建筑设计中的应用
高层建筑装配式混凝土结构图，是一种较为典型的装配式混凝土结构形式，从建筑的外部结构连接方式上可以明确看出预制构件的连接点，其采用的是较为常见的是湿式连接框架结构，其特点是能够有效应对高层建筑在振动过程中力的均匀分配，从而提高建筑物的抗震能力。同时，在承重性方面，装配式混凝土结构的预制构建采用了较高强度的钢纤维预制混凝土，与传统钢混结构相比，预制结构的刚度明显提升，同时，在相同承重力的表现方面，钢纤维与之混凝土在装配式混凝土结构中的应用有效减少了对资源的消耗，也减少了建筑物的整体重量。
6结束语
综上所述，装配式混凝土结构在现代建筑设计中的应用在创新传统建筑理念的同时，实现了建筑设计的信息化、数字化、模块化，便于对建筑设计和施工过程的规范化管理，有效应对建筑施工的进度风险。在绿色建筑设计理念不断渗透的过程中，装配式混凝土结构在现代建筑设计中的应用将更加广泛，以其为代表的建筑类型也将改变人们的传统居住、生活和工作空间结构形态。
参考文献：
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