裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

高成龍

（武漢市亞泰工程建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430100）

1 裝配式建筑結(jié)構(gòu)的先進性

雖然傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過漫長的發(fā)展已經(jīng)具備了完善的理論知識儲備、較為先進的施工管理模式和施工技術(shù)。但是由于近些年來綠色可持續(xù)發(fā)展的理念不斷深入人心，建筑企業(yè)施工過程中存在的大量揚塵污染，空氣污染以及廢料污染備受社會各界的廣泛關(guān)注，為了將這些建筑企業(yè)在施工過程中造成的污染降到最低，對傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，已經(jīng)成為了建筑行業(yè)發(fā)展的主要問題。[1]在這樣的時代背景之下，裝配式建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，不僅僅能夠有效地消除施工風(fēng)險較大，建造時間周期較長等等缺點，還能夠提高建筑物的整體安全水平和穩(wěn)定性能，除此以外在節(jié)能環(huán)保方面也有著更加突出的成就，可以大量地節(jié)省建筑過程中消耗的資源，保證整個建筑行業(yè)處于綠色可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)之中。最具有競爭力的優(yōu)勢是新型的建筑結(jié)構(gòu)意味著設(shè)計師可以將更多的想法和先進的理念融入到裝配式建筑之中，例如在滿足建筑物抗震和抗裂性能要求的同時，將其他的功能性添入其中。[2]

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計重點問題

雖然裝配式建筑結(jié)構(gòu)具有著諸多的先進性，但是畢竟出現(xiàn)的時間相對較為短暫，其雖已經(jīng)具備了相對成熟的理論體系，但是由于施工的案例較少，很多時候無法為下一個工程的施工提供足夠的參考意見，而且在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，建筑者不僅僅要將自身的所思所想融入到建筑體系之中，還應(yīng)該滿足業(yè)主方面的要求，以及城市美化、城市建筑等等多方面的壓力。最主要的是在設(shè)計的時候要充分考慮地區(qū)的特點，[3]如果當?shù)厥瞧皆貐^(qū)，應(yīng)該考慮其建筑的排水給水性能，如果處于雨水較多的地區(qū)或者是山區(qū)，應(yīng)該考慮其抗洪能力以及抗震能力。這些設(shè)計因素都是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的重點問題，需要設(shè)計者根據(jù)實際情況進行周密設(shè)計。

3 裝配式建筑元素

裝配式建筑結(jié)構(gòu)主要指的是房屋建筑的地板墻板或者是其他的組織結(jié)構(gòu)，并不是在現(xiàn)場進行鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工，而是提前在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)廠將這些組織結(jié)構(gòu)進行生產(chǎn)，然后將這些結(jié)構(gòu)或者是墻板運輸?shù)浆F(xiàn)場。由現(xiàn)場配備專門的工人進行組裝裝配，通過焊接或者是對拉螺栓進行連接。通過較為完善穩(wěn)定的連接結(jié)構(gòu)，將這些建筑構(gòu)建有機地連接到一起，創(chuàng)造一個不可分割，統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。該整體不僅能夠滿足建筑抗震抗裂等穩(wěn)定性方面的要求，還能夠保證建筑的使用功能性不受損傷。就目前的裝備式建筑結(jié)構(gòu)進行分析不難發(fā)現(xiàn)，該種建筑結(jié)構(gòu)形式不僅較為新穎，而且其優(yōu)勢不言而喻，現(xiàn)階段節(jié)能環(huán)保的標準大幅度提高，進而導(dǎo)致工人生產(chǎn)過程中人力成本的進一步增加，所以裝配式防務(wù)在這樣的時代背景之下更具推廣的優(yōu)勢。[4]就我國目前的建筑行業(yè)發(fā)展態(tài)勢進行研究，裝配式建筑結(jié)構(gòu)的形式應(yīng)用數(shù)量正在不斷地攀升，雖然其結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著諸多的差異，但都完美地繼承了裝配式建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。然而實際設(shè)計的過程中，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計師因為并沒有在前期接觸過裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，缺乏相關(guān)的專業(yè)設(shè)計經(jīng)驗，導(dǎo)致裝備式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在諸多的問題，很有可能對后續(xù)施工造成困擾，所以在進行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計師必須充分地了解該種建筑模式的優(yōu)勢和技術(shù)特點，與業(yè)主方施工方等等加強溝通與聯(lián)系，并且結(jié)合我國實際的社會發(fā)展需求，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標準適應(yīng)性更強。

4 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

4.1 設(shè)計過程的重點

在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要明確設(shè)計的主要任務(wù)，需要根據(jù)現(xiàn)場實際施工需求進行深化設(shè)計，完善不同分部分項工程中對設(shè)計方面的要求，然而在進行特定設(shè)計的時候，不僅僅要注意設(shè)計結(jié)構(gòu)，原本的內(nèi)容也應(yīng)該注意新的設(shè)計要求，例如在施工方案的設(shè)計時，應(yīng)該配置專業(yè)的設(shè)計人員對項目的規(guī)模和成本進行設(shè)計，完全按照當?shù)氐牡胤揭笠约皣蚁嚓P(guān)部門出臺的標準，選擇有效的建筑結(jié)構(gòu)類型，并且將其內(nèi)部的施工方法和關(guān)鍵位置進行確定。同時在設(shè)計的過程中設(shè)計人員必須和生產(chǎn)單位展開有效的溝通，這樣才能夠敲定設(shè)計的具體細節(jié)，因為設(shè)計人員設(shè)計時難免會存在考慮不周全的情況，導(dǎo)致很多設(shè)計計劃無法有序地開展，并且為后續(xù)施工增加困難，因此與生產(chǎn)單位進行溝通提前規(guī)避這些問題，不僅僅能夠充分發(fā)揮設(shè)計的指導(dǎo)作用，還能夠為后續(xù)施工提供建議。對于設(shè)計圖的完善，首先要求設(shè)計人員足夠了解建筑構(gòu)件的相關(guān)技術(shù)標準，對其型號做到心中有數(shù)，這樣才能夠根據(jù)構(gòu)件的類型設(shè)計相應(yīng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，并且在進行協(xié)調(diào)設(shè)計時還能夠完成深化設(shè)計的部分工作。與制造單位溝通時，要首先確定零部件的加工圖，進行零件建模，細微上進行結(jié)構(gòu)調(diào)整，保證構(gòu)件的間隙和附件處于合理的狀態(tài)。

4.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑項目施工的過程中，需要根據(jù)實際情況設(shè)計總體結(jié)構(gòu)。安裝在建筑項目中的重疊地板是單向平板，所以在制造的過程中，要合理地放置開孔位置，孔徑大于300毫米的，要保證拉伸鋼筋跳過孔的位置。如果是大于300小于1000 毫米，則需要在開口處安裝附加條保證切口的面積。每個層建筑應(yīng)該安裝相應(yīng)的幕墻，如果頂部沒有現(xiàn)澆的環(huán)梁，需要設(shè)計連續(xù)的線澆筑進行設(shè)計。[5]水平鑄造之后，傳送帶超過兩個縱向連續(xù)鋼筋，可以滿足結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計效果。

4.3 構(gòu)件拆分設(shè)計

在設(shè)計裝配構(gòu)建的過程中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的施工工藝進行合理的設(shè)計，使得設(shè)計的尺寸大小和現(xiàn)場結(jié)構(gòu)相適宜，并且保證誤差降到最低值，避免因為整體結(jié)構(gòu)設(shè)計或者是尺寸設(shè)計的問題，使最終的裝配式建筑施工質(zhì)量受到影響。設(shè)計人員還應(yīng)該注意吊裝的整體工作水平，根據(jù)實際的吊裝難易程度適當?shù)卦O(shè)計些許的輔助結(jié)構(gòu)來幫助吊裝現(xiàn)場工作人員，根據(jù)構(gòu)建的模型選擇吊裝方式制定細節(jié)降低施工成本，而且還能保證整個過程科學(xué)合理，不會出現(xiàn)耽誤工期或者是浪費人力資源的情況。只有現(xiàn)場保證良好的管理和控制，才能夠確保在施工階段整個工序的可控性和安全性，除此以外，設(shè)計人員還需考慮構(gòu)架的組裝處理，保證裝配式構(gòu)件的拆分設(shè)計科學(xué)。拆卸組裝部件，能夠了解建筑物的主要強度，為后續(xù)的施工提供必要的信息支持。設(shè)計人員在了解現(xiàn)場裝配的范圍之后，應(yīng)該合理地設(shè)計分割位置和構(gòu)造柱之間的關(guān)系，保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗裂性，同時保證附近的組件劃分連接合理，尤其是與幕墻結(jié)構(gòu)連接組裝時，應(yīng)該盡可能的選擇T 型幕墻，避免更加復(fù)雜的拆卸工作。

4.4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

剪力墻是裝配式建筑中承擔(dān)主要荷載能力和風(fēng)險的主體結(jié)構(gòu)，有著防止結(jié)構(gòu)破壞的重要使命，所以剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計的過程中一直是裝配設(shè)計的重中之重，所以設(shè)計過程中應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)與空間方面的細節(jié)進行全方面的測量，保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性，一般來說剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計是對稱的，要根據(jù)地震的抗震性能要求設(shè)計剪力墻的厚度，在設(shè)計縱向剪力墻時，保證設(shè)計的科學(xué)合理，增加零件的抗震性，可以根據(jù)零件的實際強度在兩端進行加固。

4.5 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

裝配式建筑框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍極其廣泛，在進行框架設(shè)計的時候，要注意結(jié)構(gòu)的整體剛度和柔韌性，避免因為外界因素影響出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，或者是由于結(jié)構(gòu)過于僵硬而產(chǎn)生斷裂，設(shè)計時應(yīng)該保證框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)先性，區(qū)分其功能性和重要性，進行分區(qū)域劃分設(shè)計，保證每個組件的可靠性。[6]除了要注重框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方向的調(diào)整之外，還應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行細微的整理，如果地下水位相對較高，那么在混凝土中就應(yīng)該添加化學(xué)劑保證具有防滲性能，如果是框架的整體長度不能滿足伸縮縫的要求，就必須增加絕緣措施。

5 結(jié)語

綜上所述，對于我國的社會經(jīng)濟發(fā)展來說，裝配式建筑結(jié)構(gòu)是建筑行業(yè)未來的主流趨勢，它不僅僅能夠突破原有建筑結(jié)構(gòu)的限制，還具備著新型節(jié)能環(huán)保施工效率較高，成本相對較小，施工檢驗等等諸多的優(yōu)點，因此在建筑行業(yè)發(fā)展的過程中，必須高度重視裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，在滿足裝配結(jié)構(gòu)實際應(yīng)用的同時細化各個施工技術(shù)要點，保證裝配式項目的整體施工質(zhì)量，另外還應(yīng)該對施工人員進行技術(shù)優(yōu)化，保證不會出現(xiàn)因為安裝水平的不足而使建筑物的整體性能受到影響。