裝配式混凝土建筑智能化結(jié)構(gòu)應(yīng)用

張帆

摘要：裝配式混凝土建筑是通過混凝土預(yù)制構(gòu)件作為主體結(jié)構(gòu)的一種建筑方式，在裝配式混凝土建筑施工建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)項(xiàng)目的核心內(nèi)容。本文首先分析裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段常出現(xiàn)的問題，其次提出一些使用智能化結(jié)構(gòu)的策略，以期對(duì)相關(guān)研究具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：裝配式;混凝土建筑;智能化結(jié)構(gòu)

前言：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一，主要是將預(yù)制構(gòu)件作為建筑主要受力構(gòu)件的混凝土結(jié)構(gòu)。合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但可以確保工程施工建設(shè)的順利進(jìn)行，而且可以防止建筑在后續(xù)使用過程中存在安全隱患，智能化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以確保裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的合理性，在一定程度上能夠提高工作人員的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

1裝配式混凝土建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上常出現(xiàn)的問題

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體性不足

現(xiàn)如今，裝配式混凝土建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案缺乏整體性，設(shè)計(jì)人員并未對(duì)裝配式建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行全面分析，造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在施工過程中，會(huì)暴露出設(shè)計(jì)統(tǒng)一性不高、整體性不足的問題，難以形成有機(jī)的建筑結(jié)構(gòu)整體，其整體性不足的問題主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)單元上，導(dǎo)致建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以和周圍環(huán)境融為一體，出現(xiàn)互相不協(xié)調(diào)的狀況[1]。在施工建設(shè)過程中，如果工作人員并未有效的運(yùn)用建設(shè)資源，且未及時(shí)處理建筑垃圾，還可能會(huì)造成周邊環(huán)境的污染。

1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)處理不當(dāng)

正常情況下，裝配式混凝土建筑工程對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求相對(duì)比較高，特別是在一些細(xì)節(jié)性內(nèi)容上，可能會(huì)導(dǎo)致建筑工程的整體設(shè)計(jì)方案在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題。目前，裝配式混凝土建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，具有一些細(xì)節(jié)處理不當(dāng)之處，對(duì)建筑工程整個(gè)項(xiàng)目的順利實(shí)施產(chǎn)生一定的制約性。對(duì)于一些大型建筑工程項(xiàng)目而言，如若技術(shù)人員并未全方位考慮建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件，可能影響工程的實(shí)際實(shí)施效果，甚至在工程的后續(xù)施工過程中，也會(huì)出現(xiàn)一系列安全問題。

1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算不精確

在裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，牽涉到很多需要進(jìn)行計(jì)算的內(nèi)容，數(shù)據(jù)計(jì)算的不夠精確，是當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中面臨的主要問題。特別是在開展建筑工程力學(xué)荷載計(jì)算時(shí)，因?yàn)楹奢d計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將直接影響建筑結(jié)構(gòu)后期的安全穩(wěn)定性，對(duì)于計(jì)算結(jié)果的精確性提出了更高的要求。若是荷載計(jì)算數(shù)據(jù)存在較大誤差，難以為工程后續(xù)施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，將對(duì)項(xiàng)目施工建設(shè)產(chǎn)生一定的干擾。

事實(shí)上，造成數(shù)據(jù)計(jì)算不夠準(zhǔn)確的原因，包括工作人員使用的計(jì)算軟件過于落后、設(shè)計(jì)人員本身因素等。若是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員難以全方位把控建筑項(xiàng)目的每一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，均可能會(huì)造成數(shù)據(jù)計(jì)算存在誤差。計(jì)算軟件更新不及時(shí)，也可能造成計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性出現(xiàn)問題，不利于提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

1.4設(shè)計(jì)方案整體質(zhì)量差

裝配式混凝土建筑在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，工作人員通常會(huì)將已經(jīng)設(shè)計(jì)好的方案直接落實(shí)到實(shí)際施工建設(shè)中，設(shè)計(jì)方案可以為施工建設(shè)提供一定的指導(dǎo)作用。為充分的發(fā)揮出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)能力，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保設(shè)計(jì)方案的可行性。

當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案依舊具有一些問題，例如：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案過于繁雜，專業(yè)標(biāo)識(shí)使用的不夠規(guī)范，造成施工人員在查看設(shè)計(jì)方案時(shí)，出現(xiàn)錯(cuò)誤的理解，為工程的施工建設(shè)帶來(lái)錯(cuò)誤的指導(dǎo)，不但會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的價(jià)值下降，還可能會(huì)使工程產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問題與安全隱患，因此相關(guān)工作人員務(wù)必要提升對(duì)設(shè)計(jì)方案質(zhì)量的重視程度。

2裝配式混凝土建筑智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

2.1明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

為提升裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要全面落實(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，并需要針對(duì)每一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)流程進(jìn)行原則界定，從而全方位優(yōu)化調(diào)整工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，在一定程度上能夠彌補(bǔ)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上存在的不足之處。與此同時(shí)，在目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該重點(diǎn)考慮裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)是否滿足適用性和可行性，使建筑物達(dá)到在竣工后可以正常使用的效果，從而提高裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)價(jià)值。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要堅(jiān)持遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和耐用性原則，防止在后續(xù)施工建設(shè)中出現(xiàn)各種施工風(fēng)險(xiǎn)，在一定程度上可以避免因出現(xiàn)施工安全隱患而造成工期延長(zhǎng)。

2.2保證建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性

為確保建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性，工作人員需要提升后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)用性。特別是在建筑工程的后續(xù)施工過程中，在設(shè)計(jì)給排水、暖通系統(tǒng)、采光時(shí)，均需要確保其在整體上處于協(xié)調(diào)性較高的狀態(tài)[2]。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該全方位考慮這些影響因素，不但可以提升結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的實(shí)際效力，而且對(duì)后續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有較好的輔助效果。

2.3做好對(duì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的把控

為進(jìn)一步落實(shí)裝配式混凝土建筑的智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，相關(guān)工作人員需要控制好建筑工程中的各個(gè)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)問題，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)處于相對(duì)合理的狀態(tài)，能夠防止在后期施工工作中存在過大的設(shè)計(jì)疏漏。在優(yōu)化結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，需要確定結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的連續(xù)性，每一處的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)均需要切實(shí)的符合國(guó)家有關(guān)部門界定的施工要求。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷努力提高自身具有的專業(yè)技能水平，完善好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)處理工作，使設(shè)計(jì)的建筑工程能夠滿足裝配式建筑的行業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.4裝配式混凝土智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用

為將智能化結(jié)構(gòu)應(yīng)用在裝配式混凝土建筑工程中，相關(guān)工作人員需要在建設(shè)自身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)添加一些傳感器、執(zhí)行器和控制器等智能化電子元件，建筑結(jié)構(gòu)方可使用智能化元件對(duì)周圍環(huán)境的變動(dòng)情況做出及時(shí)的反應(yīng)，在確保建筑結(jié)構(gòu)適用性、安全穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，能夠最大程度減少建筑結(jié)構(gòu)的能源損耗，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足綠色建筑的發(fā)展理念。

對(duì)于地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害產(chǎn)生的劇烈荷載，智能化建筑結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行自我調(diào)整，確保裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的安全性。若是建筑出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷，智能化結(jié)構(gòu)能夠及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，指引工作人員通過報(bào)警信號(hào)了解結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)問題，并及時(shí)開展人員疏散工作，從而使自然災(zāi)害對(duì)工作人員產(chǎn)生的人身危害降至最低。

2.5裝配式混凝土建筑智能化結(jié)構(gòu)施工

在裝配式建筑施工時(shí)，已經(jīng)開始運(yùn)用智能化虛擬模型，并使用BIM技術(shù)模擬裝配式建筑施工建設(shè)的方式。BIM技術(shù)具有可視化較高的優(yōu)點(diǎn)，可以確定每個(gè)環(huán)節(jié)施工的準(zhǔn)確性，建設(shè)單位可以借助BIM技術(shù)對(duì)裝配式混凝土建筑的主要生產(chǎn)要素開展加工處理，從而形成一個(gè)5D模型，確保各個(gè)裝配式建筑組件具有較高的協(xié)調(diào)性，還可以直接進(jìn)行施工成本估算，對(duì)施工建設(shè)過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化模擬演示，為工程施工建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)提供更為直觀的參考內(nèi)容，基本可以實(shí)現(xiàn)建筑工程的數(shù)字化管理。

在裝配式建筑開展構(gòu)件加工的過程中，工作人員能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)的各個(gè)應(yīng)用模塊、空間信息模塊直接植入到構(gòu)件加工中，有助于對(duì)施工建設(shè)進(jìn)行及時(shí)的糾錯(cuò)處理。工作人員通過使用RFID技術(shù)，在每個(gè)預(yù)制構(gòu)件上張貼一個(gè)特定標(biāo)簽，在提高組裝施工的精準(zhǔn)性時(shí)，還可以直接將每一個(gè)構(gòu)件的信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)街醒胩幚砥髦?，方便?shí)行構(gòu)件的動(dòng)態(tài)化管理[3]。

結(jié)論：通過上述分析可知，為充分發(fā)揮裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)，對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，設(shè)計(jì)人員需要全面控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，降低設(shè)計(jì)疏漏，管控施工隱患。智能化結(jié)構(gòu)為裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更多新的可能性，設(shè)計(jì)人員使用信息化技術(shù)，可以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制能力，還能夠?yàn)檠b配式建筑的構(gòu)件安裝提供一定的幫助。

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