裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化路徑研究

楊麗琛

遼寧省建筑設計研究院有限責任公司 遼寧沈陽 110000

目前，住宅業(yè)作為國民經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)地位已經(jīng)確立，住宅建筑工業(yè)化必將是今后住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，我國建筑工業(yè)化已經(jīng)進入持續(xù)、健康發(fā)展的新時期。裝配式建筑結(jié)構(gòu)能夠提高建筑的建造效率，通過裝配式建筑結(jié)構(gòu)能夠使建筑施工更加安全，提高了建筑行業(yè)的靈活性，同時也更加符合綠色節(jié)能環(huán)保的建筑要求。裝配式設計的過程極其精密，本文對裝配式設計理念進行敘述，對裝配式結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵點進行分析。

1 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計思路和要求

①思路，在采用裝配式結(jié)構(gòu)進行設計的過程中，首先要明確設計思路，因為裝配式建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有獨立性，合理的設計可以減少異形構(gòu)件，從而保障裝配式建筑整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，同時也能降低建設成本。在設計的過程中，應該從尺寸、配筋等多個方面著手考慮，同時還要做好節(jié)點錨固、構(gòu)配件拆分等工作。如果采用程序化的設計方式，會導致建筑外形過于單一，梁、板、柱等內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸保守單一，不利于房間利用率的提升。所以，可以利用BIM技術(shù)來優(yōu)化設計，從項目規(guī)劃、概算、預算、物業(yè)等多個環(huán)節(jié)入手，實現(xiàn)全生命周期智能動態(tài)控制和管理。在BIM 技術(shù)應用的過程中，可以采用revit+國內(nèi)插件進行建筑的創(chuàng)建和設計。在結(jié)構(gòu)設計的過程中，可以采用PKPM 計算配筋量，同時也可以對層側(cè)移剛度進行計算。以BIM 技術(shù)為基礎，進行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計，可以使設計思路更加清晰、合理。②要求，在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，設計人員要要采用科學合理的設計方案，如上文所述，可以基于BIM 技術(shù)進行設計規(guī)劃。結(jié)構(gòu)設計不僅要保障結(jié)構(gòu)質(zhì)量，還要增強建筑功能性，同時控制工程成本，確保各類資源的合理配置和應用，進而使裝配式工程的整體效益得到提升，同時也可以促進裝配式結(jié)構(gòu)設計方案的改進和優(yōu)化。通常，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計包括兩個方面：一方面，要明確功能需求，合理進行結(jié)構(gòu)布局，詳細分析柱節(jié)點等內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布情況；另一方面，根據(jù)工程整體水平，對結(jié)構(gòu)體系、材料等參數(shù)進行配置和設計，確保設計的科學合理。

2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化路徑研究

2.1 疊合板與墻體設計

預制裝配式結(jié)構(gòu)設計是裝配結(jié)構(gòu)設計中的核心工作。在預制裝配式結(jié)構(gòu)設計的過程中，設計人員應當保證結(jié)構(gòu)節(jié)點的穩(wěn)定性與安全性，使預制裝配式結(jié)構(gòu)能夠有效地連接各處區(qū)域，保障建筑的質(zhì)量。這就要求相關(guān)設計人員對于預制結(jié)構(gòu)設計進行科學論證，同時根據(jù)現(xiàn)場實際情況細化設計方案。設計師應當善于利用多種裝配式施工技術(shù)，保障良好的施工效果，達到縮短工期節(jié)約物資的目的。在設計過程中受力構(gòu)件是設計的重點內(nèi)容，在疊合板進行設計的過程中，應當滿足一定的設計要求，設計要求疊合板的厚度不得小于60mm，并且在采用150 板時，應當采用PC 層與RC 層組合的形式進行設計，確保疊合板的質(zhì)量。當疊合板跨度高于3m 時，設計人員應當選用鋼架混合疊合板，當跨度大于6m 時，應當采用預應力鋼筋混凝土預制板設計，增強疊合板的機械強度。從而更好地保障裝配式結(jié)構(gòu)設計的穩(wěn)定性，提高建筑的整體機械強度。預制剪力墻在施工過程中由于結(jié)構(gòu)件較多，導致預制構(gòu)件之間出現(xiàn)了過多的縫隙，針對這一問題，相關(guān)設計人員在進行預制剪力墻設計時應當做好接縫的處理工作，同時保障施工的便易性，達到縮短工期的設計效果，在明確預制剪力墻的相關(guān)指標后，應當結(jié)合現(xiàn)場施工特點對預制剪力墻做出設計，設計要求中明確指出裝配式結(jié)構(gòu)在設計時應當保障承重構(gòu)件豎向受力的問題，豎向受力要均勻，且受力程度要低，保證豎向承重構(gòu)件上下對齊，并且沒有轉(zhuǎn)換。在一般的情況下護剪力墻結(jié)構(gòu)應當進行優(yōu)先的設計選擇，便于預制結(jié)構(gòu)件的現(xiàn)場安裝，內(nèi)部剪力墻設計由于施工安裝較為困難，所以應當予以排除。在進行墻體底端加固作業(yè)時，應當對豎向受力構(gòu)件進行水泥的澆筑工作。疊合板與剪力墻是裝配式結(jié)構(gòu)設計中最重要的部分，在設計時應當根據(jù)現(xiàn)場情況進行有針對性的設計工作。

2.2 結(jié)構(gòu)選型

在工程設計的過程中，為了減少塔樓沉降差異，進而出現(xiàn)各類問題。塔樓規(guī)范裙房外會設置沉降縫，塔樓一層結(jié)構(gòu)樓板比裙房高1.2m，所以在周圍設置水平加腋大樣，以此確保水平力可以順利傳遞。不僅如此，核心筒采用細腰型布置的方式，結(jié)構(gòu)在核心筒外墻兩側(cè)增加了寬度為1m 的結(jié)構(gòu)連板，以此確保樓板寬度在5m 以上。為了滿足裝配和預制的要求，預制構(gòu)件選擇凸窗、陽臺和部分樓板。

2.3 裝配結(jié)構(gòu)細節(jié)設計

裝配結(jié)構(gòu)是一種預制件安裝的形式，預制件當中難免會存在一些細微的問題，設計工作人員在對裝配結(jié)構(gòu)進行設計的過程中應當對設計環(huán)節(jié)中的細節(jié)進行設計。首先應當注重裝配結(jié)構(gòu)預制件的平面設計，在進行平面設計時要保障平面布局的合理性，建筑門窗應當與平面設計相吻合，使門窗達到安全適用標準，一般采用上下對齊和成列分布的方案進行設計。設計人員還應當對細部結(jié)構(gòu)進行深化設計，要注重預制構(gòu)件之間的縫隙防水設計，保障預制構(gòu)件的耐久性，在墻板縫隙處、樓梯接縫處等位置進行防水設計，保障其使用效果。在對一些特殊部位的節(jié)點進行設計時要對其精確性進行考量，并且要在接縫處進行防水、防風設計，保障室內(nèi)的保溫性能。在外墻與立面設計時，要達到美觀整潔經(jīng)濟的設計要求，墻體與墻體間的連接部分要做好加固工作，使裝配式結(jié)構(gòu)墻體設計達到保溫、隔音、防水等硬性要求。

3 結(jié)語

綜上所述，在這個建筑工程行業(yè)發(fā)展飛速的時代，相應的建筑技術(shù)也得到迅猛的發(fā)展。隨著裝配式建筑的不斷增多，人們對建筑質(zhì)量的要求也在不斷提高。為了滿足人們對建筑的要求，設計人員要不斷進行結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化和改進。通常要從設計流程、計算方式、設計體系等方面著手優(yōu)化，通過有效的監(jiān)督和管理工作確保設計優(yōu)化的有效性，從而促進裝配式建筑工程項目效益的全面提升。