裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化路徑分析

周毅雷

摘要：當前，在建筑工程領域，裝配式的建筑得到了越來越多的推廣和使用，因為裝配式建筑在經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益等方面具有比傳統(tǒng)建筑更為突 出的優(yōu)勢。而當下的技術(shù)發(fā)展并不成熟，使得部分裝配式建筑存在結(jié)構(gòu)方面的不足。所以，在未來的不斷發(fā)展過程中，各個工程企業(yè)都應該根據(jù)裝配式建 筑的設計、施工要求，做好結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化和改進，充分提升裝配式建筑的結(jié)構(gòu)性能，提高裝配式建筑整體的經(jīng)濟效益。下文針對裝配式建筑整體的結(jié)構(gòu) 以及優(yōu)化路徑展開進行分析，以便后期形成參考。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;結(jié)構(gòu)設計;優(yōu)化路徑

引言

近年來，裝配式建筑逐年增多，而結(jié)構(gòu)設計一直是裝配式建筑的優(yōu)化 重點。優(yōu)化裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計，對保證施工質(zhì)量，縮短工期，降低成本 等方面皆有非常重要的意義?；诖?，開展裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化策 略探討就顯得尤為必要。

1 裝配式建筑的特點

在傳統(tǒng)施工過程中，采用裝配式建筑，一方面可以有效的降低整個施 工的工期，更是保持了不同施工模塊和流程之間的協(xié)調(diào)性。首先，在施工 作業(yè)開展時，預先制定的構(gòu)件使得施工企業(yè)在施工現(xiàn)場有足夠的時間和精 力來完成其他環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。因此，裝配式建筑可以提高施工效率，不 同施工流程之間的銜接更好。其次，因為裝配式建筑在構(gòu)件生產(chǎn)時采用的 是標準化方式，各個構(gòu)件更具先進性和環(huán)保性，從而帶動了整個建筑行業(yè) 的發(fā)展。最后，裝配式建筑在計算機技術(shù)等的輔助下，精度控制更為便捷，不僅提高了設計施工水平，同時提高了工程質(zhì)量和效益。

2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計要點分析

對于裝配式建筑最大的設計要求就是滿足實用性。另外，在整個結(jié)構(gòu) 設計當中，應當全面考慮裝配式建筑的建筑環(huán)境以及其功能要求、安全穩(wěn) 定性和抗震性等相關(guān)因素是否滿足標準;制定精準化的設計方案，來將裝 配式建筑的優(yōu)勢和價值全面發(fā)揮;另外還需要將能源的使用和消耗以及環(huán) 保等因素考慮到;而且裝配式建筑整體的安全穩(wěn)定性以及對不規(guī)則的結(jié)構(gòu) 的設計和復雜程度應該滿足國家制定的相關(guān)標準和當?shù)氐慕ㄔ煲?guī)范。處版 方案的制定需要將裝配式建筑所使用的材料，以及整個結(jié)構(gòu)體系和布局都 要進行明確的規(guī)劃。對于設計方案最終的選擇和確定，需要統(tǒng)籌考慮經(jīng)濟 成本以及安全，實用性和抗震性等因素進行全面的比對，選出整體設計最 優(yōu)的方案;裝配式建筑整體的結(jié)構(gòu)設計，應當嚴格按照國家現(xiàn)有的法律法 規(guī)執(zhí)行。

3 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計的思路和要求

3.1 結(jié)構(gòu)規(guī)劃設計理念

在整個設計工作當中需要負責人通過建筑物形狀和尺寸以及內(nèi)部鋼筋?含量等多方面來進行計算，而且還應該將節(jié)點和構(gòu)件搭配的位置進行明確?的標注和說明。如果采用傳統(tǒng)化的模式來對涉及進行規(guī)劃，那最終的建筑?物在外觀上形狀比較單一，并且內(nèi)部梁，板，柱等位置和尺寸都相對固定，不利于對整個建筑物空間的利用。所以設計師在設計時要使用 BIM 等技術(shù)?來進行實際的設計優(yōu)化，從整個項目工程整體的規(guī)劃到工程的預算，以及?內(nèi)部物業(yè)分部等多方面入手，努力達到通過智能化監(jiān)管整個項目的生命周?期以及其運營動態(tài)的目的。設計師可以采用 BIM 技術(shù)，然后在模擬建筑物?內(nèi)部構(gòu)件結(jié)構(gòu)和整體規(guī)劃時可以使用 revit 插件進行設計，也可以使用 pkpm?技術(shù)計算構(gòu)件內(nèi)部鋼筋配比，而且還可以根據(jù)樓層實際的側(cè)向移動數(shù)值來?精確的計算其受力數(shù)值。對于 BIM 技術(shù)的引進和使用，一方面可以提高裝?配式建筑物整體的結(jié)構(gòu)設計效率，實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展，另一方面還能使建筑?物整體的設計理念以及所展示的思路更加直觀和清晰，也更加合理和科學。

3.2 裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設計需求

在設計裝配式建筑物的結(jié)構(gòu)時，相關(guān)設計人員應根據(jù)實際的設計需求，采用先進的結(jié)構(gòu)設計技術(shù)，例如，可以使用 BIM 技術(shù)來對裝配式建筑整體 的設計進行合理的優(yōu)化。在此工作中，不僅要關(guān)注結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，更要 注重建筑功能性的考慮，實現(xiàn)裝配式建筑施工過程中的資源合理配置與利 用，提高裝配式建筑的經(jīng)濟、社會與環(huán)保效益。在開展裝配式建筑結(jié)構(gòu)設 計的過程中，專業(yè)設計人員應首先了解結(jié)構(gòu)的功能需求和特性，對整個裝 配式建筑開展科學的結(jié)構(gòu)布局;其次，專業(yè)設計人員應依據(jù)結(jié)構(gòu)標準，對 結(jié)構(gòu)體系中相關(guān)參數(shù)加以科學配置，保障各個設計細節(jié)的優(yōu)化。

4 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化路徑

4.1 優(yōu)化構(gòu)件設計、拆分設計工作

在整個設計工作當中，相關(guān)的技術(shù)人員不但要將建筑物本身進行規(guī)劃 和設計，還需要對相關(guān)的工藝技術(shù)以及施工效率有一定的了解，并且掌握實際的施工過程中影響裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計的因素?？傮w來說，就是需要 對整個生產(chǎn)和裝配等相關(guān)的工作環(huán)節(jié)，都要進行合理的設計，以此來保證 每個環(huán)節(jié)之間的相互銜接。另外，還需要將設計交底的工作配合好，這樣 一方面可以使整體的結(jié)構(gòu)設計更加科學合理。另一方面還可以簡化整體的 施工工序，提升裝配的工作效率，從而有效減少建筑成本的投入，還可以 提高建筑物整體的使用壽命。比如對于體型較大的構(gòu)件，所分布的位置以?及其數(shù)量等參數(shù)，都要合理準確。上文所提到的能使用 BIM 基數(shù)來對構(gòu)件 的配筋數(shù)和數(shù)量進行精算和管理，從而確保模型建立更加有依據(jù)性，通過 軟件進行各個參數(shù)的計算和分析模擬;在針對整個設計結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使 相關(guān)的負責人需要全面的了解裝配式建筑物自身的結(jié)構(gòu)特點，對于結(jié)構(gòu)體 系進行重點優(yōu)化，在了解建筑物的性能以及相關(guān)的使用要求后，可以對設 計的種類進行增多，并且還可以對一些大型的構(gòu)建以及組合來進行優(yōu)化和 完善，確保其作用的充分發(fā)揮;對于技術(shù)的改進和優(yōu)化，要求，設計人員?不但要掌握整體的施工要求，而且還要學會從實際的施工進度和質(zhì)量等角 度出發(fā)來選取最佳的技術(shù)體系。比如在施工場景當中，對于剪力墻形式的 選擇，設計人員可以從剪力墻不同形式的差異來進行分析，可以采用疊加 式的剪力墻，也可以采用雙域制形式的剪力墻;對于優(yōu)化預制構(gòu)件，一般 可以從每個構(gòu)件的節(jié)點進行優(yōu)化，或者將構(gòu)建進行拆分優(yōu)化單個部位這兩 種形式?？梢愿鶕?jù)工程施工的實際需求來對一些預制組件進行合理的分析，比如對于預制梁和預制樓梯這些構(gòu)件一般都是盡量降低腳手架的使用頻 率。鋼筋套筒的形式可以對該部分構(gòu)件進行有效的改善，能夠合理的控制?施工的成本。此外，還可以采用射頻或者網(wǎng)絡技術(shù)，來對裝配式建筑結(jié)構(gòu) 來進行進一步的改進和完善。

4.2 裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案研究

對于裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的研究，可以從下述幾方面入手：

一，對于設計時所參考的資料，以及相關(guān)的技術(shù)要求和標準規(guī)范，確 保其嚴謹性。工作人員需要對所參考的資料和行業(yè)技術(shù)規(guī)范進行合理的分 類和歸檔，并且根據(jù)國家現(xiàn)行標準以及地方規(guī)定來對技術(shù)資料進行評審，從而減少信息差，另外，還需要制定相關(guān)的解決措施，以此來確保整個設 計工作的順利開展。

二，對建筑施工單位內(nèi)部的管理工作不斷規(guī)范和嚴格要求。對于目前 建筑行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，對于裝配式建筑的結(jié)構(gòu)需要有一個整體質(zhì)量的 提升，所以對相關(guān)企業(yè)嚴格規(guī)范，嚴格管理就起著很關(guān)鍵的作用。只有將 日常的管理不斷規(guī)范化，才能確保施工單位對于行業(yè)現(xiàn)行的建設標準嚴格 執(zhí)行。

三，在設計工作過程當中，制定相應的監(jiān)管措施。監(jiān)管部門的各個職 員需要明確自身的工作責任，確保施工和設計當中的每一個環(huán)節(jié)都在實時 監(jiān)控范圍內(nèi)，形成完整的監(jiān)管體系。

結(jié)束語

為了能讓裝配式建筑更加穩(wěn)定長久的發(fā)展，需要不斷的針對其結(jié)構(gòu)設 計進行優(yōu)化，在實際工作中結(jié)合項目特點，通過制定主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案、 裝配式結(jié)構(gòu)拆分、結(jié)構(gòu)體系與系統(tǒng)優(yōu)化等方式，使設計、生產(chǎn)與施工有機 結(jié)合起來，由此提高建筑質(zhì)量，節(jié)約成本投入，取得更多的建設效益。

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