裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計淺談

馮興佳

武漢天華嘉易建筑設(shè)計有限公司 湖北武漢 430000

1 設(shè)計流程

與常規(guī)建筑設(shè)計方式相比，全新的裝配式建筑設(shè)計在流程上與之存在明顯差別。關(guān)于工程方案以及圖紙的制定，需廣泛涉及裝配式設(shè)計的各項具體內(nèi)容，并包含裝配式結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計方案。實際工作中，設(shè)計單位要兼顧工程規(guī)模、使用功能、成本等多方面因素，形成合適的設(shè)計方案，確保各項要素達到相均衡的狀態(tài)。裝配式建筑對于結(jié)構(gòu)的選擇提出較高要求，需滿足抗震設(shè)計規(guī)范，較為可行的有框架柱、剪力墻等結(jié)構(gòu)形式，且各類預(yù)制構(gòu)件都要與設(shè)計規(guī)范相符[1]。

縱觀裝配式建筑的發(fā)展狀況，其己經(jīng)衍生出多種結(jié)構(gòu)形式，如裝配整體式框架結(jié)構(gòu)等，各自均存在鮮明特點，適用條件也不盡相同。設(shè)計單位需立足于實際情況做出合理選擇，并積極與建設(shè)單位商討，對裝配式技術(shù)方案形成共同認知，以便更好地展開各環(huán)節(jié)施工作業(yè)。做好常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，需充分考慮到各類構(gòu)件生產(chǎn)與運輸狀況等多方面因素，設(shè)計方案要與實際生產(chǎn)、施工作業(yè)緊密關(guān)聯(lián)，提升各環(huán)節(jié)的配合效率?；谘b配式結(jié)構(gòu)施工圖，實現(xiàn)各類構(gòu)件工業(yè)化預(yù)制的效果，在設(shè)計工作中要注重受力合理、操作便捷的基本原則，并與各專業(yè)設(shè)備之間形成緊密配合關(guān)系，注重對各類管線的預(yù)埋處理。針對裝配式結(jié)構(gòu)的已有方案做出深化設(shè)計，設(shè)計單位要充分考慮到預(yù)制作業(yè)的實際要求，各項操作與設(shè)計方案間應(yīng)達到相配合的效果。關(guān)于各類預(yù)制構(gòu)件的運輸以及安裝作業(yè)，都要充分考慮到現(xiàn)場的實際情況，以便提升各環(huán)節(jié)施工效率。從施工圖的構(gòu)成要素來看，最為關(guān)鍵的當(dāng)屬各預(yù)制構(gòu)件的平面布置圖（涉及具體編號等內(nèi)容）以及預(yù)留插筋布置圖等?；谘b配式結(jié)構(gòu)的實際特點形成計算書，需充分考慮到接縫以及預(yù)埋件承載力、連接節(jié)點等多部分內(nèi)容，確保各部分受力的合理性。

2 分析裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1 構(gòu)件拆分設(shè)計

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計期間要參考生產(chǎn)單位生產(chǎn)工藝水平，確立最為合理的尺寸，最大限度減少建筑結(jié)構(gòu)間的誤差，努力避免因尺寸問題而造成的質(zhì)量問題。同時，設(shè)計人員還要關(guān)注施工單位吊裝工作水平，合理選擇吊運方式、位置等細節(jié)。部分單位將構(gòu)建進行拆分主要是為了降低工程建設(shè)成本和優(yōu)化施工流程，利于對各個現(xiàn)場施工節(jié)點進行把控。另外，還要關(guān)注裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全性，確保建筑施工過程中具備良好的可靠性、安全性。而且，設(shè)計人員要考慮結(jié)構(gòu)安全性及構(gòu)件運輸、安裝等方面的問題，綜合多種環(huán)節(jié)的需求，不斷調(diào)整預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計，才可以使設(shè)計更為合理。對于預(yù)制構(gòu)件的拆分需要以把握裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)受力情況為前提，在掌握現(xiàn)澆與預(yù)制范圍時，明確構(gòu)件拆分位置，明確后澆區(qū)與預(yù)制構(gòu)件間的關(guān)聯(lián)。結(jié)構(gòu)拆分時還要根據(jù)實際情況減少構(gòu)件類型，確保建筑結(jié)構(gòu)總體的合理性，必須掌握相鄰構(gòu)件拆分情況，合理選擇構(gòu)件接縫位置。例如：剪力墻結(jié)構(gòu)拆分裝配設(shè)計時，要盡量選擇T 型剪力墻，避免拆解得較為分散；對于需要增加翼緣的剪力墻，要保證翼緣長度設(shè)計合理，減少邊緣構(gòu)件澆筑長度影響現(xiàn)場施工。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

剪力墻是裝配式建筑中主要承受風(fēng)荷載、地震荷載的結(jié)構(gòu)，具有防止結(jié)構(gòu)剪切破壞的重要作用。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計也是裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點，設(shè)計時需要把握以下幾點：全面考慮空間與結(jié)構(gòu)問題，對于裝配式建筑而言，其剪力墻施工方式為對稱樣式；避免單方向的剪力墻設(shè)置，在地震概率較高的區(qū)域，需要根據(jù)裝配式建筑的抗震性能確定剪力墻最有效的厚度；在設(shè)計縱墻時，應(yīng)結(jié)合實際計算結(jié)果進行布置；注重剪力墻邊緣構(gòu)造設(shè)計，可在剪力墻邊緣配置端柱，進而提高該部位的抗震能力，同時也要根據(jù)該部位實際受力情況加強端部與洞口兩側(cè)[2]。

2.3 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

裝配式建筑框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用非常廣泛，特別是各類高層裝配式建筑當(dāng)中應(yīng)用更多。因此，必須重視裝配式建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。在開展框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要注意 “剛?cè)岵?，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)太柔容易變形或結(jié)構(gòu)太剛?cè)菀拙植渴軗p的情況。設(shè)計時注意分清框架結(jié)構(gòu)主次，分清不同構(gòu)建部分的重要性及作用，確保重要構(gòu)件的穩(wěn)定性和可靠性。若裝配式建筑結(jié)構(gòu)布局存在問題，需要根據(jù)實際情況對布局進行調(diào)整，同時關(guān)注框架體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整情況；若建筑所在區(qū)域的地下水位偏高，應(yīng)注意在混凝土材料中添加一定比例的膨脹劑，若建筑框架結(jié)構(gòu)體系長度無法滿足伸縮縫間距標準時，需要提升配筋率或調(diào)節(jié)保溫措施，若裝配式建筑梁截面過大，設(shè)計過程中應(yīng)注意對配筋率、變形情況進行分析、計算，必要情況下要采取有效的補強措施。對于入口位置的女兒墻需要考慮增加構(gòu)造柱，做好加密處理措施[3]。

2.4 構(gòu)造節(jié)點設(shè)計

裝配式建筑防水性能較差的構(gòu)造節(jié)點要重點關(guān)注，做好構(gòu)造節(jié)點設(shè)計。在設(shè)計前充分掌握建筑所在區(qū)域的氣候、地理等條件，確保各個構(gòu)造節(jié)點滿足區(qū)域使用要求。還要掌握建筑所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件，做好裝配式建筑的一般設(shè)計，重點考慮風(fēng)荷載的作用。一般情況下，建筑在風(fēng)荷載作用下，建筑結(jié)構(gòu)會處于彈性狀態(tài)，各個構(gòu)造節(jié)點設(shè)計需滿足內(nèi)力標準動作要求。

3 結(jié)語

裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑環(huán)保節(jié)能、建設(shè)周期短，具有很好的發(fā)展空間和前景，已經(jīng)得到了越來越多的推廣和應(yīng)用。但裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)仍存在一些問題，各個環(huán)節(jié)之間的配合程度較差，甚至影響建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、合理性。因此，在針對裝配式建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，要充分掌握設(shè)計流程，了解其布局、標準、技術(shù)等要點內(nèi)容，確保設(shè)計出來的建筑結(jié)構(gòu)滿足裝配式建筑結(jié)構(gòu)的使用要求。