装配式建筑结构设计

杨舒涵

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摘要：建筑行业在我国的国民经济发展中起到了重要的作用，经济的迅速发展也带动了建筑行业的发展。当前，人们对居住场所、工作场所的要求已经不仅仅止于"遮风挡雨"这一功能，对建筑的舒适度、环保程度提出了新的要求。在传统建筑过程中，工期长、施工效率低等问题较为突出。装配式建筑在满足设计需求的基础上在施工方面也有着较强的优势，推动了建筑行业良性发展。

关键词：装配式；建筑结构；设计

引言：随着现代科学技术在建筑领域的广泛应用，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。

一．装配式建筑结构的概述

所谓的预制建筑，主要是指在相应的生产车间内，将将预制柱、预制梁、内外墙、预制楼梯、空调板等建筑材料加工成预制建筑构件，然后运至建筑组装现场。上世纪初，由于当时的技术环境等因素的影响，预制建筑的概念应运而生，预制单元的形式很简单，极大地阻碍了它们的推广应用，出现了各种新技术和新材料的发展极大地促进了预制建筑结构形式的多样化和发展，并通过有效地连接现浇建筑之间的有效联系，导致了对预制建筑的越来越多的研究和应用。关键接头和钢筋，其主要结构可等效于现浇。使用预制结构可以有效节约资源和能源，提高材料利用率，减少建筑垃圾及其对环境的不利影响，实现建筑节能和结构性能，并改善建筑功能和结构性能，从而降低现场施工要求。在环境条件下，实现低能耗，低排放的建筑过程，促进我国建筑业的整体发展，达到节能减排的目标。通常，预制建筑系统分为两部分，即预制和组装，组装是将所有建筑部件都在工厂制造，组装完成后，将完成的部件运输到项目现场，然后根据结构设计实施组件装配的要求。对于预制建筑物，可分为框架和剪力墙，框架和芯管，剪力墙等。按高度分为低层混凝土，多层混凝土和高层混凝土。当前，随着城镇的快速发展，建筑业具有广阔的前景，各行各业对建筑业的需求越来越高。而且，鉴于建筑业的发展状况，预制建筑是建筑业发展战略的组成部分，对于建筑业的绿色发展和人民生活质量的提高具有重要意义，预制建筑必将成为未来的重要趋势。

二．装配式建筑结构设计的基本原理

装配式建筑结构设计的基本原理与现浇建筑的原理基本相同，在建造过程中，一些建筑物采用更加安全可靠的连接方式进行组合，并且配合一些特殊的装配方法，为了改善整个建筑物的抗震特性，有必要根据实际情况设计建筑物的节点。装配式建筑结构可以很大程度地提高建筑物的施工效率，也可以在设计和施工之间形成统一性。在实际工程施工过程中，对相关部件进行设计和预制，确保施工期间其他施工环节仍然有足够的时间和精力，这样可以大大的提升施工效率，提前做好相应的准备工作。然后，使用组装结构进行施工，进一步提高施工项目的建设效率，并增强施工建设各个阶段之间的协调性。此外，装配式建筑结构是标准化的建筑技术，可以将整个建筑业变得更加系统化。

三．装配式建筑的优点

先在工厂对结构构件进行加工，由此得到装配式建筑结构，将这些结构运输至施工现场，再进行现场起吊、节点连接，并做好安装工作，这样就能得到完整的混凝土结构。现浇混凝土结构相较于装配式建筑结构，后者有着明显的优势。首先，工厂可预制结构构件，使建筑工业化，在施工现场完成结构的装配，使住宅产业化，这样就能提高生产效率，使构件加工具备节能、环保等特征，而且还能加快施工进度，它不会受到施工场地的任何限制。

1污染少、噪声小

装配式建筑可在预制工厂完成构件的预制，拼装需在施工现场进行，相较于传统的现场浇筑方式，现场搅拌、振捣无需利用较多的施工机械，现场的噪音、粉尘也将减少。

2模板标准化、工业化程度高

现场浇筑混凝土包括搭设脚手架、完成模板的拼装、绑扎钢筋、对混凝土进行浇筑、预应力施工等几个施工步骤。整个施工由模板工程组成，不同的工程有着不同的构件，模板只能使用一次，因此最常用的就是一次性木模板，这也浪费了许多木材。由于装配式建筑具备一定的施工特性，且其以标准化作业为主，钢摸板可用于预制同型号的构件，可重复应用。

3施工速度快、工期短

浇筑装配式建筑或养护混凝土可不在施工现场进行，预制厂完成建筑构件的制作之后，再将其运到施工现场。其中，拼装预制构件占据较大的比例，而且工作量不是很大，可达到较高的机械化程度，这样既可以节约人力物力，还能缩短工期。

4安全系数高、施工质量高

现场浇筑施工离不开施工现场，进行施工之前，必须将拌合站、项目指挥部，包括工人宿舍布置好。应保证装配式建筑便于运输，机械作业对人工的需求量不是很大，且安全系数比较高。装配式建筑不同于现浇混凝土，其施工比较规范，而且可达到较高的施工质量。

四．装配式建筑的结构优化与设计方案

1 管控整个设计流程

传统的民用建筑设计以功能为导向，特别是在民用生活空间，力求实现基本功能和空间环境的目前。装配建设项目不仅需要依靠实施操作，还需要注意设计的生产和装配式施工。由于组件工厂的制造、运输和装配要求，装配式建筑必须将结构扩展到整个过程。在设计的早期阶段，应考虑组件分割的要求和精细的设计。当前装配式建筑的施工成本高，原因有很多方面，如设计方案组件复杂、模数模具种类较多、技术层面不够成熟等。所以在设计上，要保证设计详细图纸能够与设计单位、预制生产厂家、施工单位保持密切沟通、全力配合工作，从而来确保参与建设的相关参建单位能够顺畅沟通，及时、合理地协调解决问题，有序推进项目建设，保障设计流程与施工流程无缝对接。

2 优先采用可再生能源一体化应用

建筑是通过满足人们对于生活的品质追求，是我们社会发展进步的标志之一。所以在进行建筑物设计时，要达到建筑物与大自然的有机结合是非常重要的。还可以帮居民利用能源来节约资源，目前来说，太阳能、水能、风能潮、汐能和地热能等等都属于可再生能源。如果能将这些能源很好地利用起来，那可以为我国资源问题提供许多帮助，省去很多烦恼。利用太阳能解决我国某些地区生活当中的水源的提供问题，尽管一开始可能会花费大量的人力、物力和财力，但是经过长期的验证可以得出能够为人们的生活提供巨大的帮助，在一定程度上，是利大于弊的。风能也可以为人们提供很好的资源，许多偏远城市没有大城市发展的快，许多资源问题跟不上，比如太阳能热水供应不足，地暖没有普及使用等。这样就可以在房顶安装风能发电机，通过这种方式对将自然风力利用起来，这样既节约了电能，还为居民解决了问题，这同时也代表了不可再生资源能够被再生的风能所代替，这都是能够帮助居民有效节约资源。还可以采用目前越来越多使用的空气能，其作为新能源的一种，有着广泛存在、平等给予和可自由利用的极大实用价值优势。如果合理予以采用，可以为广大居民提供安全、便利、廉价的热水，提高他们的生活品质。

结束语：综上所述，随着社会经济的快速发展，装配式建筑必将成为建筑行业的重要支柱。现阶段，我国装配式建筑发展还面临一些困境，加强结构设计研究具有十分重要的现实意义。装配式建筑具有施工效率高、质量稳定及低耗环保等显著的应用优势，同时能够满足多种建筑结构需求，因此需要相关领域工作者加大研究力度。相信随着装配式建筑结构设计水平的不断提升，必将推动我国建筑行业的长远稳定发展。

参考文献

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[2]于响.装配式建筑结构设计关键点探究[J].低碳世界.2019(06)

[3]韩峰.装配式建筑结构设计浅谈[J].中外企业家.2020(01)