装配式建筑结构设计要点研究

张成

身份证：421003197706072613

摘要：近年来，随着我国社会的进步，建筑工程发展迅速。人们的环境保护观念越来越强，施工成本逐步上升，传统施工方式遭到强烈冲击，装配式建筑则备受瞩目，装配式建筑可以有效地解决传统的建筑施工周期、施工材料、工程量等问题。然而，目前我国的装配建筑行业尚处在初步发展时期，在建筑构件制作、建筑设计、抗震功能等各环节都有一定的不足，导致建筑设计与预期存在较大偏差，加大了投资成本。在施工过程中，必须遵循“安全、实用”的基本理念，通过科学合理的方案来进行施工优化，从而保证工程施工质量，推动整体装配建筑业健康发展。

关键词：装配式；建筑结构；设计要点；研究

引言

随着建筑结构设计水平的发展，与现浇混凝土建筑相比，装配式建筑结构得到极大了发展和进步，但这种现浇建筑结构状态存在着高污染、高能耗、结构建筑难度大等严重问题，现阶段，我国在积极推进绿色建筑结构设计计划，要求相关建筑部门以积极创新姿态改善现阶段常见的建筑结构状态，用绿色理念设计建筑结构，以达到保护环境和节约能源的目的，以有效解决建筑施工的现状和发展问题，最终促进建筑业向新方向发展。

1装配式建筑设计特点

装配式建筑的设计特征明显，在工程建设中能起到重要的作用，其主要表现如下。

1.1缩短设计工期

利用设计软件对装配式建筑进行建模，使其能以3D立体形式表现设计内容，便于设计者对其进行适时地修改，选取合适的施工计划，从而为工程设计提供最佳的建模方案。在构件制造时，利用3D建模技术和数控机床设备的有机组合，保证了设计的准确性和有效性，设计后可以直接进行产品加工，从而大大提高了产品的精度和设计周期。

1.2将设计与施工相结合

装配式结构能够将设计与建造有机融合，将构件、预制墙板等先在工厂设计制作，然后再由工厂运到工地，大大提升了工作效率和生产效率。在工程建设中，由于设计和建设的密切联系，节约了很多时间和经费，保证工程正常施工非常重要。

1.3构件标准化生产

在20世纪20年代初期，我国就已开始使用装配式结构，而在20世纪90年代，它才正式推行。在我国早期建筑采用的是以房屋为主的装配式形式，可划分成低层轻钢住宅、多高层轻钢住宅两种形式。关于多层轻钢结构房屋，由于其结构比较繁杂，按其受力特点可分为：框架-支撑系统、纯框架体系，交错桁架体系、剪刀式框架体系等。利用装配式结构技术，大部分部件都可以在车间进行规范化制造，从而确保了建筑的产业化效果，该技术可以摒弃常规施工方法的不足，在某种意义上确保了构件的质量和功能，而且所制造的零件能够适应特殊天气，特别是冬季，气温比较寒冷的时候，仍然可以全天工作，可以有效地应对各种恶劣的气候条件，确保工程的正常进行，装配式结构是建设工程的重要技术支持。

2装配式建筑的优点

2.1作业效率高

装配式建筑与现代建筑相比,其作业效率更高,作业时间更短,建设的住房等可以马上交付使用。装配式建设的构造、组件和零配件等全部可以做到企业标准化生产制造,乃至某些组件还能在建筑工地进行制造并立即组装。各组件的功用较为全面,在建设中可钉、可粘贴,极大地降低了作业的难度系数。装配式建筑作业的操作步骤十分简单,与现代建筑相比减少了许多流程,干扰工程进度的情况也很少。装配式建筑作业效率要比传统建筑工程快3～5倍。建设装配式建筑不用耗费很长的时间,因而建设的房屋可以很快交付使用,充分体现出其作用效率高的特点。

2.2对环境污染程度小

传统建筑工程的明显缺点是,建筑工地会产生很多废弃物,并且许多工业废渣的分解处理难度较大,对空气、土地和水也会造成很大程度的破坏。此外,作业过程中会制造出很多噪声,严重影响附近居民的日常生活。而装配式建筑作业的步骤是,施工单位事先跟制造厂商预订好各组件,厂商选用标准化生产流程,完成生产后将组件运往建筑工地,工作人员当场组装。这样就不会产生过量的废弃物,也不会发生噪声干扰附近居民的日常生活的情况。

2.3保温性更佳现代建筑的保温设计主要是应用隔热材料,将隔热材料固定在主体工程外。尽管有较好的保温功能,可隔热材料的使用年限要远低于建筑本身的使用期限,因而,一旦超过相应期限,建筑物就失去保温功能。装配式建筑采用的原料是环保材料,既节约又节能。另外,主体板料本身就具有保温层,这种建筑建材具有冬暖夏凉的功效,隔声功能也比较好。

3装配式建筑的结构设计要点

3.1完善装配式建筑结构设计方案

对于承包商而言，在装配式结构元件制造时，他们应根据技术设计标准，对结构图纸的设计、部件设计过程、部件运输和结构元件的后续安装进行一系列标准化要求的约束，以改进装配式建筑结构的设计方案。在设计制作装配式建筑结构图时，需要考虑不同部件和机电设备之间的预设管道和孔洞预埋问题，并确定预埋部件的位置，以改进所有制造部件的施工工艺，为后期单元部件安装奠定一定的基础。在改进系统设计后，装配公司必须再次检查和审查设计图纸，以进行科学有序的部件精加工。

3.2科学设计装配式连接结构构件

为了确保连接的稳定，必须在纵向和横向连接处设置无缝连接，并进行套管注入。必须采用标准的加工工艺，在设计加固剪力墙时，必须保证混凝土节点的厚度。如果是预制构件的加强节点，则连接处的外侧也需要用水泥进行加固，在设计预制梁、板构件及混凝土桩时，应将二者有机地，联系在一起，科学地划分出表面的粗糙面与键槽的位置，以保证其设计的科学性剪力墙和混凝土构件的上部、下部按照粗糙表面的位置进行科学的衔接，结合部位采用键槽设计以达到加固作用。

3.3科学设计装配式构造结构构件

建筑工程中的楼板结构多为装配式单层叠合板。在构架的设计中，应在基座上预留一个空洞。在对孔洞进行定位时，应避免对衔架钢与结构之间有交叉。因此，要合理地设计钻孔的宽度，并在施工中采取“取绕洞口”的方法，如果开孔的宽度太大，则需要对其进行调整，在开孔部位增加钢筋，使其截面比钢筋的截面大，在装配式结构的上部，对结构进行了闭环强化。

4装配式建筑结构设计需要改进的地方

虽然装配式建筑结构在建筑工程中有着十分突出的优势，但实际上还要很多地方需要改进。首先，装配式建筑结构的造价和传统的现浇混凝土结构建筑相比要高一些，所以在后续的使用过程中需要对造价方面进行降低和优化，尤其是在设计的前期应当需要设立标准化的原则，在预制构件上要少规格、多组合，从而有效推动工业化的生产。其次，还需要对建筑行业内部使用较多的装配式混凝土构件连接技术进行进一步的优化，从而有效解决安装效率低、刚性节点构造处理困难的问题，可以和装配式建筑的节点连接特点进行结合，从而研究和改进定刚度体系或非对称刚度构件，使构件的标准化和产品化程度得到提升。最后，结合我国装配式建筑结构设计、生产、安装一体化、智能化的长远发展目标，在装配式结构的实际研究过程中，推动标准模块化产品的应用，实现无现浇连接处理，并最大限度地简化连接。强调装配式建筑的一体化协同设计，结合全生命周期的BIM信息数据管理系统，实现构件的自动选型，智能迭代计算优化和积木式智能安装，同时充分发挥结构专业的主动责任和主动协调作用，进一步提高设计安装效率。

结语

在预制装配式建筑结构设计工作中，因为这种建筑结构设计工作不同于传统建筑设计，所以必须重视两者的差异性，在项目实施阶段充分考虑装配式建筑设计要点，履行相关标准，就可以有效提升设计工作效率，减少返工现象的发生，同时也能让整个项目获得更高的经济收益。所以，应当充分考虑到装配式建筑发展的合理性。

参考文献

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