試析裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計要點及其發(fā)展趨勢

馮振

摘要：裝配式建筑與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑最顯著的區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)中的各個部分都可以進行組裝和拆卸。這種特點就要求這類建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計的階段應(yīng)當(dāng)把握好總體的方向，并考慮到各個不同結(jié)構(gòu)在裝配時的銜接，從而確保這類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有適宜性和合理性。本文主要針對這類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計及細節(jié)分析，并研究其未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;發(fā)展趨勢

引言

裝配式建筑的建設(shè)施工過程，以不同組裝結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計、生產(chǎn)和最終的組裝完成為主要內(nèi)容，但前期的設(shè)計流程對于整個建筑的質(zhì)量會產(chǎn)生很直接的影響。另外，這類建筑類型是一種基于更加綠色環(huán)保而出現(xiàn)的新的建筑形式，因此，其未來發(fā)展前景也值得專業(yè)人士進行探討研究。

1 此類建筑的特征分析

1.1 施工作業(yè)強度低

裝配式建筑中，其不同的建筑環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)都是進入專項的生產(chǎn)車間進行標準化的批量生產(chǎn)的。因此，在施工現(xiàn)場的工作內(nèi)容，往往只包括了根據(jù)具體的項目施工進度和所運輸?shù)轿坏脑牧希瑢⑾鄳?yīng)的建筑結(jié)構(gòu)進行安裝組建即可，這就大大降低了實際施工環(huán)節(jié)的工作強度。

1.2 建筑垃圾少

在裝配式建筑的背景下，由于各個建筑結(jié)構(gòu)和部件都是在工廠完成了標準化生產(chǎn)后運送到施工現(xiàn)場進行應(yīng)用的，因此，其在建筑施工過程中并不會產(chǎn)生過多的垃圾[1]。這也是其與傳統(tǒng)的建筑項目作業(yè)最大的區(qū)別，在傳統(tǒng)建筑的背景下，施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾不僅總量較大，還有可能存在一些難以降解和處理的垃圾類型。

1.3 環(huán)保程度高

這里所講的較高的環(huán)保程度與這類建筑建設(shè)時產(chǎn)生較少的垃圾也有一定的關(guān)系。因為垃圾如果得不到及時的處理，最終也會對自然環(huán)境造成污染。而其環(huán)保特點更加典型的體現(xiàn)是，這類建筑在施工中所應(yīng)用的原材料，由于裝配式的特點，選擇空間更大，相應(yīng)的綠色環(huán)保材料的利用率也就更高。正是基于裝配式建筑的以上特點，使其能夠成為現(xiàn)代建筑中受到認可的一類建筑方式。

2 建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計要點闡述

2.1 主體流程的設(shè)計

對于裝配式建筑而言，其設(shè)計要點的把握首先應(yīng)當(dāng)從主體的設(shè)計流程開始。只有把握好了主體得到流程，才能確保整體的設(shè)計不偏離建筑的需求和方向。在主體設(shè)計的流程中，主要包括了以下幾個方面：方案的設(shè)計、技術(shù)的策劃、初步的設(shè)計、施工圖紙的準備、以及不同構(gòu)件的加工圖紙設(shè)計五個大的方面。設(shè)計的具體流程順序見下表1。

其中，技術(shù)策劃設(shè)計的完成，需要對項目建設(shè)前期的一些資料進行搜集和分析，主要包括了項目的建筑規(guī)模、成本預(yù)算、地質(zhì)環(huán)境條件等。而初步設(shè)計的過程則更加具體，需要配合專業(yè)的技術(shù)人員來完成。設(shè)計的具體內(nèi)容包括了建筑的層高，結(jié)構(gòu)特點、所需要的構(gòu)建類型、施工現(xiàn)場的具體環(huán)境條件等。另外，在施工圖紙方面，則包括了施工設(shè)計圖和構(gòu)件加工設(shè)計圖兩類圖紙種類[2]。其繪制都必須依照數(shù)據(jù)分析和參數(shù)項目確認的結(jié)果，由專業(yè)的繪圖技術(shù)人員完成。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計要點

首先，平面角度的規(guī)劃設(shè)計預(yù)制裝配建筑的設(shè)計角度中，平面角度的規(guī)劃設(shè)計相對比較基礎(chǔ)，具體的設(shè)計內(nèi)容和要點包括設(shè)計的數(shù)據(jù)要具有準確性以保證設(shè)計效果的協(xié)調(diào)。另外，對于設(shè)計中的具體構(gòu)件，在進行成品制作時，一定要參照相應(yīng)的標準要求對其進行驗收和保障[3]。最后，為了提高整體的建筑質(zhì)量，縮減建筑成本，需要選取適宜的建筑需求類型實施平面角度的設(shè)計。普遍情況下，具有較大空間余地的建筑，適合以平面的形式進行布局。除此之外，在建筑內(nèi)部的管道、承重墻等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，也應(yīng)當(dāng)注意其應(yīng)用的功能性和調(diào)節(jié)的靈活性，以確保其能夠適應(yīng)不同的內(nèi)部環(huán)境中的應(yīng)用需求。最后，為了體現(xiàn)出裝配式建筑的優(yōu)勢，在進行平面規(guī)劃設(shè)計時，可考慮將常用的承重墻變換為內(nèi)隔墻進行應(yīng)用。使建筑內(nèi)部的空間劃分和轉(zhuǎn)變更加便利。

2.3 構(gòu)件設(shè)計的要點分析

裝配式建筑中的構(gòu)件是影響建筑水平和質(zhì)量的主要因素。因此，這部分部件的設(shè)計也是整個建筑設(shè)計中最重要的核心部分。在進行具體構(gòu)件的設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)不同構(gòu)件類型的標準化要求，應(yīng)用專業(yè)的、標準化的生產(chǎn)形式進行相應(yīng)構(gòu)件的生產(chǎn)。另外，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)乜紤]到其在具體施工中的運輸、吊裝需求，構(gòu)件的原材料應(yīng)用和外形設(shè)計上進行改善和優(yōu)化，以確保設(shè)計效果盡可能的滿足其在應(yīng)用中的便捷性需要。而且，設(shè)計中對構(gòu)件的功能設(shè)計也是一個重點，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計時充分考慮設(shè)計后其耐火、耐腐蝕等性能，為這種建筑構(gòu)件的長期有效使用提供保障。最后，由于構(gòu)件在具體應(yīng)用時需要經(jīng)過一定的運輸環(huán)節(jié)才能到達施工現(xiàn)場進行應(yīng)用，因此，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同構(gòu)件在運輸時的要求和要點，對其外部采取一定的防護措施，避免影響其正常應(yīng)用。

3 發(fā)展前景分析

3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀觀察

從國外的角度進行觀察，目前這類建筑形式多見于美國和日本的建筑行業(yè)中。在日本，其裝配式建筑的主要特點是以鋼結(jié)構(gòu)體系為主體結(jié)構(gòu)，但在建筑主體的平面設(shè)計和室內(nèi)外裝修設(shè)計中，會融入一部分裝配式建筑的構(gòu)件。比較典型的是目前已經(jīng)獲得專利的，基于B型傳統(tǒng)功法基礎(chǔ)上加入了合成板的裝配式建筑。其中應(yīng)用的設(shè)計技術(shù)主要是米制整數(shù)值模數(shù)，可滿足多種形式的裝配式建筑要求。而在美國，裝配式建筑則更為成熟和完善，常規(guī)的構(gòu)件類型已經(jīng)向著商品化的方向發(fā)展。在構(gòu)件生產(chǎn)完成后，即可直接在裝配式建筑中進行應(yīng)用[4]。

3.2 我國發(fā)展前景

裝配式建筑綠色環(huán)保和高效節(jié)能的優(yōu)勢是非常顯而易見的。但是目前我國的裝配式建筑發(fā)展仍處于初期階段，在政策法規(guī)、市場管理、規(guī)?；茝V、專業(yè)化分工等方面都需要進一步完善，尤其在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間缺少實質(zhì)性紐帶，在設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、施工安裝的過程中，各個環(huán)節(jié)還是以傳統(tǒng)的條塊分割為主。但隨著現(xiàn)有裝配式建筑技術(shù)體系、標準體系、結(jié)構(gòu)體系日趨成熟，在我國未來追求可持續(xù)發(fā)展的基本國策下，裝配式建筑必將迎來較大的發(fā)展前景。

結(jié)語

總之，目前我國的裝配式建筑仍然處在不斷發(fā)展和創(chuàng)新的階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計要點是決定建筑總體質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素，只有設(shè)計人員不斷提高設(shè)計水平，完善設(shè)計理念，創(chuàng)新設(shè)計方法，才能促使裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加科學(xué)合理。

參考文獻

[1]陳凌.試述預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].四川水泥，2016（8）：82-82.

[2]張喆.裝配式建筑結(jié)構(gòu)形式淺析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（19）.

[3]矯艷軍.預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景與結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].建筑建材裝飾，2017（4）.

[4]閆莉媛.淺析預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)特點和發(fā)展應(yīng)用前景[J].建材與裝飾，2016（37）.