装配式建筑设计要点及相关问题研究
张佳新
广东博意建筑设计院有限公司海口分公司 海南海口 570100
摘要：改革以来，我国的科学水平不断进步，目前被广泛应用到建筑领域，建筑行业得到了快速发展，建筑设计也呈现出多元化的趋势，其中就包括装配式建筑。区别于传统建筑，装配式建筑具有施工过程简单、结构安全性高、绿色环保、成本低等优势，这为装配式建筑的推广奠定了基础。然而，作为一种创新的建筑形式，装配式建筑在结构设计方面的要求也显著提升，相关结构设计要点更加明确，这对于装配式建筑整体质量与安全性的提升有着积极的影响。
关键词：装配式建筑；设计要点；相关问题
引言
传统建筑存在着施工周期较长、质量问题等缺点。目前，装配式建筑的崛起有效规避了这些缺点。此外，装配式建筑方式能够通过科技和管理方面的加强，进而提升建筑业的整体建筑水平。在能源的节约方面，装配式建筑能够节约在建筑过程中所消耗的资源，让建筑业的发展一直处于一个持续发展的趋势，满足了我国建筑行业快速发展所需要的一切条件。建筑结构设计就是建筑设计人员将自己的想法和创意体现在施工建筑当中，设计者在建筑结构设计过程中要考虑建筑场地地质、抗震防裂能力等因素，将这些外界因素融入最终的设计图纸当中。本文根据装配式建筑结构设计的流程和设计要点进行深入分析。
1 装配式建筑概述
随着信息化技术在各行各业中的广泛应用，建筑业中施工技术信息化、现代化已经成为发展的主要趋势。传统的建筑施工技术中存在资源消耗大、技术利用不集中、施工效率低下、质量无法保证以及污染环境等问题，无法满足当前建筑业发展的需求，亟待运用新型建筑技术来改善这一现状。在此背景下，装配式建筑技术的应用符合建筑业的发展趋势，通过结合建筑功能来设计不同的构件，并将这些构件在工厂进行整体生产，再将生产完成的构件运输到施工现场进行相关的安装，实现了生产工厂化和施工过程的分解，将其分为设计、生产和施工三个步骤，不再集中于施工现场操作，有效保障了施工效率。装配式建筑技术在结构上大体分为新型全预制装配结构和传统钢架结构；在建筑形式上分为单层、多层以及高层等，施工方式也是现场安装，其有效减轻了建筑的重量，提升了施工的质量。
2 装配式建筑设计要点
2.1 做好总图规划
总图规划是指在正式设计前对整体工程实行概括总结，全面考虑施工期间可能遇到的各类问题。如预制构件的大小需参考建筑空间的具体情况，二者需做好协调处理，使该空间可以容纳构件的摆放，尽量减少吊装，一次性完成起落工作。同时还需注意执行起落作业的大型起吊设备，须做好对其管理工作，做到安全建设，以防对其他构件造成损坏。另外，工程人员应按要求规范放置参与施工的构件，清理施工现场，平整地面。且在每天上工之前，施工单位还要组织参建人员开会交流，会上告知当日及一周内的施工进度要求，使施工人员做到心中有数，增强现场施工的秩序性。需要注意的是，整个建筑工程须在不干扰正常交通的情况下进行，不得为追赶工期延长施工时间，进而干扰到周边居民的正常休息。要求施工在规定周期内，开展有序高效的施工作业，提高作业效率，保质保量完成工作。
2.2 控制建筑成本
合理控制建筑工程成本是建筑单位在设计中的一个重要环节。为了能够让装配式建筑在建筑成本上得到一个良好的控制，设计单位在PC构件的生产、运送和安装环节就要进行准确地预算，从多方面角度考虑当地工厂的构件生产能力、施工单位的运输能力和吊装能力。在施工之前就要对此次工程进行合理的造价预算，避免在施工过程中产生不必要的开支。目前PC构件的生产并没有受到统一的规范，导致PC构件的生产市场不稳定十分混乱，构件成本偏高，从而阻碍了相关企业的发展。这样的情况就需要设计单位在施工之前进行精准的施工预算，在构件的种类上进行优化，减小生产成本，从而使工程造价得到有效控制。同时在装配式建筑施工当中，安装的质量也直接影响着建筑成本。所以在结构施工图纸上也要对运输方式进行预估，最终实现成本的控制。
2.3 框架结构体系设计
框架结构体系仅限于应用大空间建筑，如商场、展厅、博物馆等，这种结构体系具有明显的优势，如成品构件质地较轻、抗震性能好、长途运输比较便捷、结构比较稳定。因为装配式建筑所使用的框架均是由专业工厂成批成套生产的成品，所以部分框架成品可以直接运输到施工场地，如叠合板、合梁。当部分成品框架进入施工场地之后，安装人员需要通过多种方式对其进行处理。只有保质保量地完成对部分框架成品的处理，才能进行下一阶段的设计工作。设计师要想大幅度提高装配式建筑物的受力，在设计装配式建筑建造方案时应重点关注以下方面：首先，需要科学控制钢筋、混凝土构件的强度，务必保证构件强度等级在C30左右；其次，需要高度重视预埋件处理工作，保证不同区域的预埋件均可以用不同的连接方式更好地连接在一起；最后，需要始终坚持平面设计原则，确保梁柱中心线可以做到对称。
3 装配式建筑现存问题的改进措施
3.1 提高专业人员的施工技术水平
装配式建筑不同于以往的建筑施工方式，其主要是在设计环节对施工进行分解，使其成为独立的、可提前生产的构件，工厂完成生产后将构件运输到施工场地，对构件进行现场装配。这就使得装配式建筑的施工更具专业化和技术性，对生产效率提出了较高的要求。
所有生产的构件均是在工厂利用相关设备完成，而且不同的构件也多是由专用的机械设备进行生产，为了保证构件生产的质量，技术人员必须具有较高的生产技术水平和良好的职业素养，才能在保证构件生产效率的同时保证构件达到预期的要求。
3.2 优选结构系统
为使预制装配式建筑设计更加科学完善，设计人员须做好结构体系的选择，该环节关乎建筑工程的整体效益，影响着建筑物的功能属性，对整体建设具有极为深远的意义。该工作设计原理与现浇结构设计原理基本一致，预制建筑设计中若采用SP层压板剪力墙结构连接，则正面特征相对简单，墙壁拼装的过程中也可合理设置，以减轻工程现场的支撑压力，施工也更加便捷。再者该结构体系的板坯跨度极大，能有效扩展建筑的内部空间，增强空间划分的灵活性。墙板属于外墙装饰，包含的作业有外墙装饰、保温、门窗结构，做好该项作业设计，能够有效规避墙面及门窗的渗水问题，并优化外墙的外保温性能，提高墙体装饰瓦片的质量，减少脱落等问题的发生，进而增强建筑整体美观性，提高集成度。
3.3 提升装配式建筑结构设计水平，提高建筑结构设计方案的完整性
建筑结构设计师要想提高装配式建筑结构设计方案的完整性、可行性，需要不断提升设计能力和水平，确保可以在装配式结构设计期间合理规划建筑整体结构，将其划分成若干个装配个体，再对个体进行升级优化，多方面提高装配式建筑结构设计水准，提高装配式建筑物整体建造质量。建筑结构设计师要想保证结构设计方案的合理性、实用性，需要根据实际情况选择适宜的结构体系及建造模式，同时需要精细研究各个构件的图纸，确保专业的生产厂商所生产的成品构件与实际需求一致，降低出现设计失误的可能性。
3.4 借助国家政策扶持，助推装配式建筑的发展
现阶段，国家及地方政府高度重视传统建筑行业升级转型工作，为了早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标，确定了一系列政策措施，新型的科研技术、现代信息技术被广泛应用于装配式建筑领域，部分建筑企业已经开始自主研发新型的装配式建筑安装技术、制造技术，希望可以在降低投入成本、设计成本的基础上大幅度提高装配式建筑结构质量，进一步提高建筑企业的经济效益，成功推动国民经济的增长。
4 装配式建筑的基本特点以及技术应用
近几年来，装配式建筑已经在我国建筑业中取得了广泛地应用，这样的发展离不开我国各个地区经济政策的大力支持。目前为止，装配式建筑已经成了社会各界关注的焦点。我国大多数建筑的施工过程中，都会在规范操作和施工设计上涉及具体的施工项目。虽然装配式设计技术具有非常强的新颖力，但是很多建筑施工单位还是会选取传统的建筑施工模式，这也导致了装配式建筑技术后期的技术水平与之前相差太多。为了在施工中更好地应用装配式建筑设计技术，整个施工过程都要在根本条件满足的前提下再进行后方施工，保证后期的施工与前期建筑设计保持一致。最重要的是，技术在应用时要保证每一个步骤都按照基本要求履行，这样才能保证后期的建筑工作高效进行。装配式建筑在前期的设计工作上与传统建筑施工设计及存在着很多不同之处。不光是生产方式不同，在后期建筑的实际施工以及搅拌部分都存在着很大的差异性。应用装配式建筑技术的原则就是要把整体的技术工作放在施工之前，因此装配式建筑后期的施工过程非常复杂，前期的设计也会受到很多条件的束缚，使后期的实际施工存在了很多隐患。为了能够让施工过程顺利进行，在装配式建筑设计时一定要做好提前的策划工作，这是十分必要的，只有前期设计工作万无一失，后期的施工才会顺利进行。工作人员在应用装配式建筑技术时，从综合角度考虑施工过程所需要的资金投入、工程造价、原材料运输费用、后期收益等。对于一个施工单位来讲，一定要将整体施工的费用控制在自己的承受范围之内，在应用装配式建筑技术时，也要对施工的整体布局有一个充分地把握，让后期完工之后的整体布局拥有更高的合理应用性能，使建筑整体结构具有强大的承受能力。在楼梯和阳台等部位的建造时，一定要重点注意后期的应用效果，一定要结合多种方案同时进行考量。在实际施工当中，一定要保持最基本的操作原则，以避免其他结构部位对其产生的不良影响。值得注意的是，在构件处理过程中，为了保证构件有第二次应用效果，在数量上应进行部分的削减，让整体利用率得到提升，节省企业的经济成本。
5 结语
综合考虑装配式建筑的诸多优势，以及从城市建筑功能和要求等多个方面考虑，装配式建筑结构设计使建筑成本明显降低。建筑结构设计较为复杂，需要综合考虑多元化的建筑功能。传统钢混结构设计存在施工难度大、效率低、成本高等一系列问题，采用装配式结构设计能够根据图纸进行预制件的精准加工，从而大大提高了建筑结构的生产效率，可以实现异地生产、专场运输和现场安装，在框架式主体的基础上，利用装配式建筑进行内外同步施工，如此，可大大缩短建筑施工周期，减少大量人力成本支出，并有效控制了传统建筑结构设计中对资源的浪费与环境的污染。同时，建筑采用中央空调进行温度调借，顶部空间结构设计中充分考虑到其承重能力与散热要求，通过计算机仿真技术，对顶部风机质量及框架结构模型进行分析，综合考虑多种影响因素，最终确定装配式建筑结构设计的具体形式与参数，保证建筑整体的安全性和稳定性。
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