關(guān)于裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點探討

張習(xí)海

（貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司，貴州貴陽 550081）

我國的建筑行業(yè)在近些年來呈迅猛式發(fā)展，但我國的傳統(tǒng)建筑模式存在施工期長、人力成本高、工程量大以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。因此順應(yīng)建筑行業(yè)發(fā)展要求的裝配式建筑營運而生。裝配式建筑的施工方法是綠色環(huán)保并且節(jié)能的，相當(dāng)符合我國的可持續(xù)發(fā)展理念。但我國目前的裝配式建筑發(fā)展還十分的緩慢，正處于有待完善的階段，主要是在我國的東部經(jīng)濟比較發(fā)達(dá)的沿海區(qū)域?qū)嵭袊L試性的發(fā)展。但是很多企業(yè)缺少經(jīng)驗，對于裝配式建筑的特征不夠了解缺乏建筑設(shè)計或抗震設(shè)計方面的知識經(jīng)驗，使裝配式建筑行業(yè)的優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮。在建設(shè)過程中不僅沒有降低建筑成本，反倒是大大增加了建筑成本。裝配式建筑結(jié)構(gòu)能否成功的關(guān)鍵在于，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否是有效的，進(jìn)而從設(shè)計方案對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分、制作構(gòu)件和組裝構(gòu)件。裝配式建筑結(jié)構(gòu)的基本原則使安全性、實用性以及穩(wěn)定性。這對于裝配式建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化要求極為嚴(yán)格，務(wù)必確保建筑物的質(zhì)量，進(jìn)一步推動整個裝配建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 有關(guān)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)可以大致分為三種：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼結(jié)構(gòu)和裝配式木結(jié)構(gòu)。其中最為普遍的是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，它主要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件有梁、板、柱及墻。而單體建筑物的預(yù)制配裝率指的就是梁柱、樓板或墻體等住宅結(jié)構(gòu)里面的預(yù)制構(gòu)件占的比重。衡量建筑單位結(jié)構(gòu)裝配化程度的重要指標(biāo)就是預(yù)制裝配率。另外，預(yù)制裝配式設(shè)計的建筑可以大致劃分成建筑內(nèi)外裝修以及建筑構(gòu)造兩方面。

2 有關(guān)裝配式建筑的設(shè)計要點

2.1 平面設(shè)計

預(yù)制裝配式建筑里的重要設(shè)計內(nèi)容就是平面設(shè)計，因此需要相關(guān)的設(shè)計人員嚴(yán)格根據(jù)模數(shù)協(xié)調(diào)原則進(jìn)行平面設(shè)計，并且依照相關(guān)的套型施工規(guī)劃對討論模塊實行切實合理的優(yōu)化調(diào)整。要保證得到調(diào)整過后的套型模塊尺寸呈現(xiàn)出統(tǒng)一性，為預(yù)制構(gòu)件的規(guī)?；粚嵒A(chǔ)。套型模塊的統(tǒng)一化有利于后期建設(shè)和裝修施工等工作的開展[1]。此外，相關(guān)設(shè)計人員也應(yīng)該進(jìn)行裝配式建筑的內(nèi)部空間設(shè)計，一般情況下是采用大空間布局方案來進(jìn)行內(nèi)部空間的布局設(shè)計，再經(jīng)由對內(nèi)部承重墻和管徑尺寸的統(tǒng)一設(shè)計保證建筑的施工質(zhì)量和使用性能。設(shè)計人員還可以依據(jù)建筑物的內(nèi)部各區(qū)域的不同功能，實行分區(qū)設(shè)計。通過對于不同區(qū)域功能性的突出表現(xiàn)來提高住戶的實際體驗滿意度。

2.2 立面設(shè)計

要想真正地到達(dá)對裝配式建筑的整體設(shè)計，必須要結(jié)合立面設(shè)計和平面設(shè)立兩方面。相比于平面設(shè)計而言，立面設(shè)計的內(nèi)容一般是更為具體、更有利于設(shè)計人員理解并把控設(shè)計細(xì)節(jié)的設(shè)計內(nèi)容。當(dāng)然立面設(shè)計基本都是具備標(biāo)準(zhǔn)性和統(tǒng)一性，這往往要求相關(guān)設(shè)計人員要先對立面設(shè)計進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。先強調(diào)突出建筑物裝飾的個性化，再保證建筑設(shè)計符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計人員對設(shè)計環(huán)節(jié)的組合，才可以實現(xiàn)立面設(shè)計的統(tǒng)一化。

2.3 節(jié)點優(yōu)化設(shè)計

裝配式建筑的設(shè)計重難點在于節(jié)點設(shè)計，節(jié)點設(shè)計在抗震性和功能性方面，對建筑物起決定性作用。在建筑物各連接處使用的鋼筋、埋件和套筒等材料相當(dāng)重要。要控制使用材料的成本，優(yōu)化節(jié)點處的連接方式，達(dá)到穩(wěn)固連接處各個部件的目的，確保建筑物擁有良好合格的抗震性能。同時也要降低施工的成本，提高施工的效率。

3 有關(guān)裝預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的優(yōu)化措施

3.1 內(nèi)容設(shè)計拓展

傳統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容一般只包括關(guān)于施工企劃的設(shè)計，既缺少對實際施工環(huán)境里各種因素數(shù)據(jù)的科學(xué)合理分析，也經(jīng)常由于設(shè)計和建筑的體系構(gòu)筑思路不契合，致使設(shè)計成效差和不切實際的問題發(fā)生。所以，相關(guān)的設(shè)計人員要注重對現(xiàn)階段設(shè)計工作的拓展，對工程任務(wù)的結(jié)構(gòu)布局和指導(dǎo)定位有一定程度的了解后再開展設(shè)計工作，更要建筑功用、施工裝配以及構(gòu)件加工等各方面的因素。進(jìn)而實現(xiàn)對于預(yù)制裝配建筑的標(biāo)準(zhǔn)化和一體化的設(shè)計達(dá)到建筑物立面造型的實用性設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)該明確建筑種類以及部位的定義，通過結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格組合和成本把控的工作，完成高質(zhì)量的設(shè)計工作[2]。綜上所述，設(shè)計人員應(yīng)該進(jìn)行深入拓展，優(yōu)化設(shè)計，利用現(xiàn)代一體化的建設(shè)理念，協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的各項技術(shù)參數(shù)與構(gòu)件數(shù)據(jù)達(dá)到對構(gòu)件種類規(guī)格的適應(yīng)性調(diào)整。還可以通過相關(guān)管線在模板里面的設(shè)計規(guī)劃整合管道線路的預(yù)埋形式、預(yù)設(shè)位置以及配置環(huán)節(jié)。此外再整合管線設(shè)備中的技術(shù)要點、應(yīng)用要點和設(shè)備中的經(jīng)濟成本的估計預(yù)算，達(dá)到拓展設(shè)計內(nèi)容保障設(shè)計工作的有效性。最后，建筑整體構(gòu)建、各類建筑構(gòu)件、內(nèi)部裝修以及相關(guān)的電氣工程都應(yīng)涵蓋在現(xiàn)代設(shè)計工作規(guī)劃之內(nèi)。通過設(shè)計施工圖以及構(gòu)件加工圖確保裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量。

3.2 預(yù)留、預(yù)埋管線

由于各類管道線路的增多，如今市面上主要的管線有接地線路、配電線路、給排水管道以及供暖管道，同時管線的長度也在不斷變長。這一現(xiàn)象導(dǎo)致管線沖突問題的發(fā)生，并且給裝配式建筑帶來負(fù)面影響。所以在對預(yù)制裝配式建筑開展設(shè)計工作的時候，設(shè)計人員要先對建筑的管線有大致初步定位，預(yù)留出安裝空間防止管線沖突問題的出現(xiàn)。之后綜合設(shè)計預(yù)留孔、洞，設(shè)計檢查各個預(yù)留點位，要及時整改優(yōu)化沖突位置或者遺漏的地方，避免實際施工時造成不良影響[3]。有利于預(yù)留位置的宏觀把控和綜合制圖，也更加有利于相關(guān)設(shè)計人員對建筑設(shè)計和工程情況有深刻直觀的了解。在預(yù)留管線的設(shè)置中，設(shè)計人員要重視對于管線的綜合規(guī)劃，合理設(shè)計管線結(jié)構(gòu)和配制，降低由于管線傳輸介質(zhì)帶來的不良影響。完成上述工作后，設(shè)計人員要落實管線的科學(xué)銜接，保證管線的銜接工作不會影響管線結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)，同時也要滿足質(zhì)量、效率和經(jīng)濟方面的要求達(dá)到高質(zhì)量的管線設(shè)計施工。

3.3 陽臺、空調(diào)板的預(yù)制

陽臺、空調(diào)板的預(yù)制在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)制過程中屬于非常重要的內(nèi)容。進(jìn)行陽臺預(yù)制時，要嚴(yán)格按照實際需求，科學(xué)合理地選擇陽臺預(yù)制的方法。而陽臺的預(yù)制可以分為兩個類型，即疊合式半預(yù)制陽臺和全預(yù)制陽臺。在進(jìn)行預(yù)制時，地漏的選擇和控制也是相當(dāng)重要，這會影響陽臺預(yù)制的質(zhì)量。而在空調(diào)板的預(yù)制中，要考慮空調(diào)外機的實際尺寸和規(guī)格進(jìn)行科學(xué)合理預(yù)制，當(dāng)然，空調(diào)板預(yù)制一定要滿足散熱的需求。

3.4 結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計的要點

保證裝配式建筑能否廣泛應(yīng)用的前提條件就是在其實際的整個應(yīng)用過程中，整個結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能以及其科學(xué)運用。如果建筑結(jié)構(gòu)有質(zhì)量問題或是有安全隱患，不能體現(xiàn)人性化設(shè)計理念的話，裝配式建筑的整體發(fā)展必定會受到影響。所以在實際設(shè)計過程中，做好建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計是相當(dāng)有必要的。同時，對于設(shè)計安全和實際質(zhì)量進(jìn)行充分的考量也不可或缺。即使是在追求創(chuàng)新突破的同時，安全等級也始終是居于首位的，是需要給予高度重視的[4]。并且在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，要充分發(fā)揮并彰顯其作用和功能，以實際使用者的人性化視角進(jìn)行考量和分析，滿足使用者對于采光通風(fēng)以及視野方面的正常需求。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的設(shè)計要點

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，極有可能使用很多不同標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件。如若不注重此類構(gòu)件的科學(xué)設(shè)計而直接采用同質(zhì)化的設(shè)計，不但會降低標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的整體使用效率，更在很大程度上影響了裝配式建筑的美觀。所以在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的設(shè)計水平應(yīng)該得到科學(xué)優(yōu)化；而在標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的設(shè)計過程里，可以控制相同元素的規(guī)律化呈現(xiàn)，或是依賴與色彩來進(jìn)行著色處理也是可行的。

4 結(jié)語

綜上所述，由于現(xiàn)在裝配式建筑得到廣泛的應(yīng)用，此類型建筑的設(shè)計慢慢占據(jù)越來越重要的地位。我國之前裝配式建筑發(fā)展緩慢的主要原因是在于建設(shè)成本過高，其向前發(fā)展的關(guān)鍵就在于降低裝配式建筑的建設(shè)成本。所以企業(yè)要加強管理制度，進(jìn)行規(guī)范化管理，完善健全模數(shù)、部件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，降低構(gòu)建所需的預(yù)制成本[5]。在實際工程中更要不斷優(yōu)化裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，提高工程質(zhì)量，降低成本，使裝配式建筑可以有不斷的創(chuàng)新發(fā)展。相關(guān)設(shè)計人員要重視、熟悉裝配式建筑的設(shè)計要點，拓展裝配式建筑的設(shè)計內(nèi)容優(yōu)化管線設(shè)計且對新興技術(shù)的實際應(yīng)用有所了解，由此保證設(shè)計的質(zhì)量和確保裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量。也要科學(xué)地做好預(yù)制件的設(shè)計，精準(zhǔn)把控各個關(guān)鍵構(gòu)件，只有通過這樣才可以是實際應(yīng)用質(zhì)量得到保證。