裝配式建筑的特點與設(shè)計

王匯玉 李南昌

（1.淄博建衡工程檢測有限公司，山東 淄博 255000；2.山東黃金城地產(chǎn)發(fā)展有限公司，山東 淄博 255000）

1 裝配式建筑及其特點

1.1 概述

預(yù)制裝配式建筑指的是建筑構(gòu)件都是在工廠預(yù)先加工而成，運輸至現(xiàn)場直接進行安裝形成建筑物，是一種新的建筑形式，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的形式和施工方法的不同可以將預(yù)制裝配式建筑分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等5種類型。當(dāng)前常用的預(yù)制裝配式建筑主要有預(yù)制裝配式混凝土建筑及預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。

1.2 特點

1）構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)。建筑所需要的構(gòu)建如內(nèi)外墻板，梁，柱等都可以在工廠進行生產(chǎn)加工、設(shè)置數(shù)據(jù)，還可以批量生產(chǎn)。對建筑防火防潮，隔音保溫等要求，也可以在工廠預(yù)制過程中做好準(zhǔn)備。2）裝配式作業(yè)。比起傳統(tǒng)建筑的現(xiàn)澆作業(yè)，裝配的過程更加精細(xì)，嚴(yán)謹(jǐn)，所產(chǎn)生的浪費，污染更小，對于勞動力的質(zhì)量要求更高，數(shù)量要求減低。很好的落實了國家的科技興國政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。3）過程簡捷化。裝配施工的各工序嚴(yán)格按照圖紙來拼湊，不需要進行大規(guī)模的砌墻施工等工作，可以減少勞動力，提高施工效率，并降低施工成本。

2 裝配式建筑設(shè)計的現(xiàn)狀

業(yè)主的要求是設(shè)計公司設(shè)計相關(guān)建筑圖紙的基礎(chǔ)，而裝配式建筑通常由設(shè)計公司與其進行對接，以圖紙、加工圖、選配圖為主，對建筑、預(yù)制、部品進行選擇與設(shè)計。在構(gòu)件及部品設(shè)計、預(yù)制前期，應(yīng)當(dāng)以“少規(guī)格、多組合”的原則開展工作，但過少的種類使工廠在生產(chǎn)時無法開模，即使能夠開模，但在吊裝、模塊階段如何連接也將成為一個難題。過少的部品與構(gòu)件使其在連接中無法使連接點的安全性及防水性得到保障。因此，裝配式設(shè)計在工程開展前期首要解決的問題即在構(gòu)件預(yù)制、生產(chǎn)、安全等階段。

3 裝配式建筑設(shè)計要點

3.1 立面和平面設(shè)計

立面與平面設(shè)計是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計人員在設(shè)計過程中，必須先做好平面設(shè)計工作，然后再將其與建筑結(jié)構(gòu)的實際情況結(jié)合在一起，綜合考慮各個構(gòu)件的尺寸與功能要求，同時合理的劃分建筑內(nèi)部各個空間的大小，才能在充分發(fā)揮建筑物空間功能與空間作用的前提下，滿足裝配式建筑設(shè)計的質(zhì)量要求。

3.2 預(yù)構(gòu)件設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模式化是裝配式建筑預(yù)制配件在其設(shè)計、生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)秉持的原則，只有使構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化得到保證，才能減少同類型使用構(gòu)件的數(shù)量，使項目成本造價得以降低。將現(xiàn)澆施工方法運用在裝配式建筑中的開洞、降板等環(huán)節(jié)，綜合考量預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、安裝、吊鉤、加工、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。

3.3 剪力墻體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進行預(yù)制裝配式剪力墻建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時，要重點分析建筑的受力情況，建筑的上部荷載通過疊合板傳遞至剪力墻，然后剪力墻逐層往下傳遞，最終傳遞至基礎(chǔ)筏板。所以在進行受力計算時，首先要確定所有的剪力墻構(gòu)件是否都要進行預(yù)制現(xiàn)場裝配，然后根據(jù)確定好的構(gòu)件數(shù)量及布置情況進行力學(xué)計算，看是否能夠滿足荷載的要求。

3.4 結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計

設(shè)計人員在進行預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計時，必須嚴(yán)格的按照建筑功能、需求等進行建筑構(gòu)造、連接方式的設(shè)計，才能確保預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的規(guī)范性與準(zhǔn)確性。這就要求，設(shè)計人員在開展預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計工作時，必須以國家頒布實施的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，將預(yù)制裝配式建筑的構(gòu)造連接技術(shù)方案與連接形式融合在一起，確保建筑構(gòu)造連接合理性，提高預(yù)制裝配式建筑構(gòu)造的承載能力。

3.5 鋼筋連接設(shè)計

鋼筋是預(yù)制裝配式建筑工程施工應(yīng)用最廣的材料，在進行剪力墻的鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計時具體技術(shù)如下：第一，要求合理設(shè)計鋼筋配筋以及配筋率，這是為了滿足預(yù)制裝配式建筑抗震性能的要求，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)做好墻體軸線控制，使結(jié)構(gòu)受力完全可以滿足墻體截面要求，可通過暗柱設(shè)置來提升整體結(jié)構(gòu)的抗震性能和連接的合理性。第二，合理設(shè)計剪力墻配筋水平分布，要求豎向和水平向上均勻分配配筋率都在0.25%之上，剪力墻結(jié)構(gòu)墻體部分的配筋率不可小于0.3%。第三，在進行鋼筋焊接搭接設(shè)計時，應(yīng)重點控制搭接的距離，選擇合適的焊接和連接方式。

3.6 混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

預(yù)制裝配式建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個工程建筑設(shè)計施工的重中之重，直接影響整體建筑的質(zhì)量，如果混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題就必然會影響框架剪力墻結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性。因此，在進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先，選擇合理的施工材料，加強對材料質(zhì)量的檢驗控制。其次，注意澆筑攪拌時間的控制，避免水泥水化反應(yīng)不充分而影響混凝土構(gòu)件性能。為提高混凝土結(jié)構(gòu)的強度，可采用體外預(yù)應(yīng)力處理方式，即應(yīng)用鋼筋在混凝土中的截面提供外來預(yù)應(yīng)力可有效降低磨損度。將該技術(shù)應(yīng)用到混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中不僅可提高工程施工質(zhì)量，還能保證施工的效率。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)制裝配式建筑作為一種新型的建筑形式，它具有傳統(tǒng)建筑形式無可比擬的優(yōu)點，因此在當(dāng)前的建筑行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，為了進一步推廣預(yù)制裝配式建筑，一定要重視預(yù)制裝配式設(shè)計的整體及細(xì)節(jié)問題，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在保證設(shè)計質(zhì)量的前提下降低成本，優(yōu)化設(shè)計方案，使設(shè)計方案更為科學(xué)、合理。