預制裝配式建筑結構設計研究

摘 要：預制裝配式建筑具有施工方便、工程進度快、對周圍環(huán)境影響小的顯著優(yōu)勢，隨著近年來城市化進程的加快，其在住宅建筑中得到了廣泛的應用。但考慮到預制裝配式建筑需要經歷較多的預處理環(huán)節(jié)，為保證施工質量，避免后續(xù)施工出現質量問題，充分做好預制裝配式建筑結構的設計工作尤為關鍵。文章重點從技術策劃、平面設計、框架結構體系設計、剪力墻結構體系設計、防水性設計四個方面分析綜述預制裝配式建筑結構設計要點與策略。

關鍵詞：裝配式建筑;建筑結構;結構設計

引言

隨著現代科學技術在建筑領域的廣泛應用，建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展，建筑設計也呈現出多元化的趨勢，其中就包括預制裝配式建筑。區(qū)別于傳統(tǒng)建筑，預制裝配式建筑具有施工過程簡單、結構安全性高、綠色環(huán)保、成本低等優(yōu)勢，這為預制裝配式建筑的推廣奠定了基礎。然而，作為一種創(chuàng)新的建筑形式，預制裝配式建筑在結構設計方面的要求也顯著提升，相關結構設計要點更加明確，這對于預制裝配式建筑整體質量與安全性的提升有著積極的影響。

1預制裝配式建筑結構設計的重要性

傳統(tǒng)建筑存在著施工周期較長、質量存在問題等缺點。目前，預制裝配式建筑的崛起有效規(guī)避了這些缺點。此外，預制裝配式建筑方式能夠通過科技和管理方面的加強，進而提升建筑業(yè)的整體建筑水平。在能源的節(jié)約方面，預制裝配式建筑能夠節(jié)約在建筑過程中所消耗的資源，讓建筑業(yè)的發(fā)展一直處于一個持續(xù)發(fā)展的趨勢，滿足了我國建筑行業(yè)快速發(fā)展所需要的一切條件。建筑結構設計就是建筑設計人員將自己的想法和創(chuàng)意體現在施工建筑當中，設計者在建筑結構設計過程中要考慮建筑場地地質、抗震防裂能力等因素，將這些外界因素融入最終的設計圖紙當中。

2預制裝配式建筑結構設計現狀

2.1預制裝配式建筑缺乏完善的技術體系

相比于傳統(tǒng)形式的建筑生產技術而言，預制裝配式建筑技術主要在工業(yè)化時代誕生，同時預制裝配式建筑積累的應用經驗相對缺乏，導致預制裝配式建筑缺乏完善的技術體系。通過各項調研發(fā)現，即使在具有較快發(fā)展的北上廣城市中，預制裝配式建筑技術依然具有標準不一致的現象，生產領域存在的不統(tǒng)一問題，使預制裝配式建筑很難得到發(fā)展需求的滿足。

2.2裝配式建筑缺乏較高的應用管理水平

和傳統(tǒng)建筑模式進行比較，預制裝配式建筑屬于一種具有單獨系統(tǒng)的工程體系，施工單位在應用預制裝配式建筑的過程中，具體的應用中只能將施工部分提出的要求做到滿足，以至于設計部分所提出的要求無法得到滿足，最終預制裝配式建筑無法在建筑工程項目中實現一體化設計以及施工目的。應用管理水平的缺乏不僅對預制裝配式建筑帶來了實際應用質量的影響，而且使預制裝配式建筑實現可持續(xù)發(fā)展遭到了阻礙。

2.3預制裝配式建筑自身不具備較高的基礎產業(yè)水平

因為預制裝配式建筑的生產模式主要使用工業(yè)化方式，這就標志著必須按照標準以及統(tǒng)一規(guī)格展開預制部件的生產和制作。盡管大部分預制裝配式建筑生產廠家對于預制部件能夠嚴格按照建筑工程項目的實際要求進行針對性地生產制作，使預制裝配式建筑得到具體生產需求的滿足。但是，立足于預制裝配式建筑的實際應用層面而言，建筑工程項目由于實際生產環(huán)境對于施工要求具有一定的特殊性和多元化，導致大多數預制部件對于建筑工程項目所提出的實際需求無法做到滿足，以至于在應用上無法實現最佳效果，使預制裝配式建筑的進一步發(fā)展受到一定程度的限制。

3預制裝配式建筑結構設計特點

3.1框架結構體系設計

框架結構體系僅限于應用大空間建筑，如商場、展廳、博物館等，這種結構體系具有明顯的優(yōu)勢，如成品構件質地較輕、抗震性能好、長途運輸比較便捷、結構比較穩(wěn)定。因為預制裝配式建筑所使用的框架均是由專業(yè)工廠成批成套生產的成品，所以部分框架成品可以直接運輸到施工場地，如疊合板、合梁。當部分成品框架進入施工場地之后，安裝人員需要通過多種方式對其進行處理。只有保質保量地完成對部分框架成品的處理，才能進行下一階段的設計工作。設計師要想大幅度提高預制裝配式建筑物的受力。

3.2剪力墻結構體系設計

剪力墻結構應用比較廣泛，多用于住宅類建筑工程項目建造中，這種結構體系具有明顯的優(yōu)勢，如技術成熟、應用范圍廣、滿足使用需求、結構質量良好等。設計師需要根據住宅類建筑工程項目實際情況選擇適宜的模式，通常情況下，有兩種備選模式，分別為半預制模式、全預制模式。設計師要想保證預制裝配式建筑剪力墻結構的穩(wěn)定性和抗震性，需要科學設計承重墻，尤其是兩側山墻的抗側力;嚴格控制鋼筋的強度與直徑;隨時注意施工現場情況，保證各個構件的連接更加緊密，有效避免出現鋼筋變形的情況。

3.3平面設計要點

對于預制裝配式建筑來說，其在開展平面設計工作時需要始終遵循模數協調性的原則，以此保證平面設計滿足施工質量要求。在平面設計過程中重點做好以下工作：及時優(yōu)化和完善套型模塊的種類與尺寸，把控好住宅內部預制構件與內裝元素的設計工作，采用多種應用型技術完善設計質量;在布局設計中，應將大空間布局作為設計的首選，根據建筑特點合理布設管井、承重墻等相關結構的位置。同時合理布局室內結構，對住宅內部的空間布局開展靈活性處理，突出室內各個結構的功能，可以考慮采用結構選型來控制套內承重墻的量。

3.4防水性設計要點

預制裝配式建筑的預制樓板、外墻均是與外部環(huán)境接觸的重要位置，考慮到均鄰近于預制構件的連接性設計部位，因而做好防水性設計尤為關鍵。對于高層建筑來說，常用的防水設計主要是三明治預制外墻板，這種防水形式有三方面的防水優(yōu)勢，其最外側是高力泡沫棒或者耐候型聚酯;中間部位是減壓空間，通過配合防水膠條可以實現壓緊處理的目的;最內側是灌漿層的砂漿封堵。

結束語

預制裝配式建筑的廣泛應用，改變了傳統(tǒng)建筑設計理念，使綠色建筑設計理念得到了廣泛滲透。由于在技術形態(tài)上，預制裝配式建筑與傳統(tǒng)鋼混建筑有著明顯區(qū)別，因此，關于預制裝配式建筑結構設計要點分析就顯得尤為重要。

參考文獻：

[1]秦鴻波.裝配式建筑外墻防水技術應用研究[J].中國建材科技，2021（01）：100-102.

[2]孫鵬.裝配式建筑工程施工過程中BIM技術應用實踐[J].長江技術經濟，2021（S1）：31-33.

作者簡介：

孫鵬（1976.12.25），男，漢，遼寧省沈陽市，本科，主要從事建筑結構。