李展翔
中国医药集团联合工程有限公司上海公司 200235
摘要：传统建筑存在着施工周期较长、质量存在问题等缺点。目前，装配式建筑的崛起有效规避了这些缺点。装配式建筑既可以满足消费者对建筑物的安全、舒适性、实用性等需求，又可以降低对城市生态环境的破坏，从源头上杜绝建筑垃圾的产生。本文首先对装配式建筑做了概述，然后详细阐述了装配式建筑结构设计要点，最后探讨了装配式建筑结构设计的优化举措。
关键词：装配式建筑；结构设计；框架结构；剪力墙结构
一、装配式建筑的特征及我国装配式建筑的现状
装配式建筑指在建筑过程中，先提前制造好建筑所需要的各个构建部分，然后将这些构件统一运输到建筑现场，通过设计的安排进行装配，最终完成的整体建筑。装配式建筑以标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理为主要特征，并在开发、设计、生产、施工、维修管理、更新改造、拆除重建等环节形成完整的产业链，实现建筑在建造过程中（包括全生命周期）的工业化。我国的装配式建筑在上世纪八十年代后期停滞并很快走向消亡，近年来随着国家政策的导向以及建筑产业现代化发展转型升级需求；装配式建筑沉寂了多年后又重新再我国兴起，目前我国装配式建筑市场尚处于初级阶段，新建建筑中装配式建筑不足10%，全国各地基本集中在住宅工业化领域，从近些年国家关于装配式建筑政策性文件的总体趋势，可以发现装配式建筑必将越来越多，因此工程设计人员应了解并掌握装配式建筑设计。
二、装配式建筑结构设计要点
（一）装配整体式结构设计
不同于传统结构的设计，装配式建筑设计的方案阶段是整个设计环节中最重要的部分。方案阶段应包含以下几项必要的内容：设计依据及概况、产业化实施范围、结构平面布置及构件拆分、预制率及装配率计算、典型节点设计原则等。确定产业化实施范围是方案阶段较为重要的环节，可从以下几个方面考虑：
1）确定项目中需要单体需要实施装配式建筑设计的单体
应根据项目性质及当地政策文件（如上海市《关于进一步明确装配式建筑实施范围和相关工作要求的通知》沪建建材〔2019〕97号）的要求，判断待建项目装配式建筑的实施范围。
2）确定目标单体的预制率要求
应满足项目当地政策文件的最低要求，以上海市文件《沪建建材〔2019〕97号》为例：2016年4月1日以后完成报建或项目信息报送的项目，建筑单体预制率不低于40%或单体装配率不低于60%；2015年1月1日至2016年3月31日完成报建的项目，建筑单体预制率不低于30%或单体装配率不低于50%。
3）根据预制率或装配率要求确定目标单体实施装配式的构件。
确定实施装配式的构件应满足国家现行规范（如《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231; 《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1）相关条文的要求，常见实施装配式的构件如下：水平构件如叠合楼板、预制阳台板、预制空调板、预制楼梯；竖向构件如预制内外墙、预制女儿墙、预制柱等。同时结合规范及工程经验以下构件不建议实施装配式，宜采用现浇方式：如结构嵌固部位楼板、屋面板、合用前室部位的楼板、卫生间、剪力墙结构的底部加强部位及相邻上一层、楼、电梯间及公用管道井部位剪力墙、出屋面机房层等。总而言之，预制构件实施范围的选取既要满足需要的预制率要求，同时还应结合工程实际考虑，在合适、合理的部位实施装配式，不应为满足预制率强行拆分，强制实施。
结构分析阶段，装配整体式结构可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析。值得注意的是当同一层内既有预制又有现浇抗侧力构件时，地震设计状况下宜对现浇抗侧力构件在地震作用下的弯矩和剪力进行适当放大（一般取不小于1.1的增大系数）。
预制构件设计时应特别注意预制构件在短暂设计状况下的承载能力验算，对预制构件在脱模、翻转、起吊、运输、安装等生产和施工过程中的安全性进行分析验算。
装配式建筑结构设计还应注重连接节点的设计，装配整体式结构中的接缝主要指预制构件间的接缝以及预制构件与现浇及后浇混凝土之间的结合面，包含梁端接缝、柱顶底接缝、剪力墙竖缝和横缝等。在装配整体式结构中，接缝是影响结构受力性能的关键部位，结构设计时应引起足够的重视，对关键部位连接节点进行承载力能力验算并满足相关构造要求。
（二）装配式建筑集成设计
1、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，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、进行装配式建筑立面设计
在装配式预制建筑的立面设计中，必须保持水平与垂直结构相互组合，在水平结构图中必须对预制外墙进行分割。主要是将阳台、窗户分隔开来。在垂直结构图中，凸出的预制构件应该垂直于规则进行施工，阳台的设计要在水平直立面上突出表现，使其在外墙形成一个单独的主体，让外立面成为许多阳台包围组合的垂直主体。除此之外，必须对外部细节进行严格强化的处理，合理采用预制阳台和楼梯。
3、平面设计要点
对于预制装配式建筑来说，其在开展平面设计工作时需要始终遵循模数协调性的原则，以此保证平面设计满足施工质量要求。在平面设计过程中重点做好以下几点工作：
（1）及时优化和完善套型模块的种类与尺寸，把控好住宅内部预制构件与内装元素的设计工作，采用多种应用型技术完善设计质量；（2）在布局设计中，应将大空间布局作为设计的首选，根据建筑特点合理布设管井、承重墙等相关结构的位置。同时合理布局室内结构，对住宅内部的空间布局开展灵活性处理。
三、装配式建筑结构设计的优化举措
（一）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。
（二）统一装配式建筑结构体系，进一步提高装配式建筑结构质量
建筑行业要想响应国家绿色建造、绿色建筑的号召，必然会革新现用的装配式建筑结构体系，同时将统一装配式建筑结构设计标准作为首要任务，促使装配式建筑结构设计越来越趋近于标准化、规范化。建筑行业需要同步进行的工作任务是对现有的装配式建筑房屋的类型、建造方式、户型规格进行统一。
（三）注重研发结构设计方法，提高构件连接方式的紧密性
建筑企业要想提高装配式建筑结构质量和性能，需要自主研发更多新的结构设计方法，确保新型结构设计相关技术可以满足装配式建筑工程项目实际建造需求。比如，重点研发如何提高剪力墙的内力及抗侧力，采取适宜的构件连接方式，以达到增强结构性能的目的。
结语
综上，装配式建筑在现代化社会中满足了“绿色建筑”的环保要求，是我国建筑行业持续发展的必然选择。因此在装配式建筑的设计过程中，设计人员要充分掌握设计流程，对整体布局和技术等重点内容进行保障，最终使设计出来的建筑结构能够满足装配式建筑的基本要求。
参考文献
[1]李亚楠.基于装配式建筑结构设计要点分析[J].工程建设与设计，2020（11）
[2]汤兰，汤宇.装配式建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究，2020（10）
[3]刘洋.基于装配式建筑结构设计要点分析[J].门窗，2019（24）