裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與應(yīng)用分析

區(qū)嘉樂(lè)

景森設(shè)計(jì)股份有限公司 廣東 廣州 510000

在新時(shí)代背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展速度也是變得越來(lái)越快，社會(huì)各界對(duì)建筑每個(gè)方面都是提出了較為嚴(yán)格的需求，尤其是建筑結(jié)構(gòu)形式方面。在新時(shí)代背景影響下，建筑形式也變得更加具備多樣性，人們開(kāi)始越來(lái)越關(guān)注新型建筑形式，而裝配式建筑就是其中之一。從分析現(xiàn)階段建筑行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r就可以看得出來(lái)，未來(lái)的主要發(fā)展方向就是裝配式建筑。但是從裝配式現(xiàn)階段發(fā)展情況就可以看得出來(lái)，因?yàn)槲覈?guó)在這方面起步相對(duì)而言比較晚，因此當(dāng)下屬于初級(jí)研究階段，一些外部因素會(huì)對(duì)建筑高度以及建筑功能和施工技術(shù)甚至運(yùn)輸條件等方面造成一定影響。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，依舊會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，就目前來(lái)講，建筑企業(yè)以及相關(guān)工作人員需要急需攻克的問(wèn)題就是如何提升裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，所以設(shè)計(jì)工作人員在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)利用全新的設(shè)計(jì)理念完成設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而使得裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加具備合理性以及科學(xué)性[1]。

1 簡(jiǎn)介裝配式建筑

圖1 裝配式建筑圖

把預(yù)先制造好的建筑結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)構(gòu)件統(tǒng)一運(yùn)送到指定施工現(xiàn)場(chǎng)，在施工現(xiàn)場(chǎng)，利用這些構(gòu)架裝配形成的建筑指的就是裝配式建筑。從上個(gè)世紀(jì)初起相關(guān)建筑行業(yè)的工作人員就提出了裝配式建筑的觀念，但是因?yàn)檠b配式建筑外形形式缺少多樣化，所以在一定程度上影響了裝配式建筑的使用以及推廣。在新時(shí)代背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展速度也是變得越來(lái)越快，這在一定程度上提升了裝配式建筑形式的多樣性，直到現(xiàn)在，裝配式建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)被靈活運(yùn)用到了建筑行業(yè)當(dāng)中。裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑行事相互比較存在一定的差異性，不僅具備施工速度快以及施工效率高的特征，同時(shí)也會(huì)使得施工質(zhì)量得到顯著提升，如圖1所示。

2 分析裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)

2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作

在實(shí)施裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行充分考慮，并且還要結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的技術(shù)手段不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，這樣可以使得裝備式建筑結(jié)構(gòu)方案更加具備實(shí)效性以及科學(xué)性[2]。裝配式建筑與傳統(tǒng)形式的建筑相互比較，存在一定的差異性，因此在實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)也會(huì)存在比較大的差異。在設(shè)計(jì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，不僅需要對(duì)建筑自身的功能以及質(zhì)量和美觀給予高度重視，并且還要對(duì)每一類預(yù)制構(gòu)件的工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)裝備以及運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題進(jìn)行充分考慮。在實(shí)施裝配式建筑施工作業(yè)時(shí)，施工工作人員應(yīng)當(dāng)高效率完成每一項(xiàng)施工環(huán)節(jié)，一旦任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量造成一定影響。對(duì)于裝配式建筑設(shè)計(jì)而言，應(yīng)當(dāng)落實(shí)到建筑施工過(guò)程中，進(jìn)而使得整體建筑質(zhì)量得到明顯提升。對(duì)于設(shè)計(jì)工作人員來(lái)講，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的技術(shù)手段使得裝配式建筑結(jié)構(gòu)方案的可行性得到顯著提升，并且需要精細(xì)化設(shè)計(jì)每一個(gè)部分的構(gòu)件，結(jié)合具體狀況對(duì)生產(chǎn)工序進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，這樣可以使得施工成本以及現(xiàn)場(chǎng)裝配難度變得越來(lái)越低。

2.2 布局方式

從現(xiàn)階段的情況就可以看得出來(lái)，因?yàn)楦呷莘e率會(huì)對(duì)裝配式建筑造成一定影響，因此我國(guó)大部分建筑在規(guī)劃布局方面都受到了很多局限，尤其是裝配式建筑。針對(duì)裝配式建筑來(lái)說(shuō)，不僅要對(duì)規(guī)劃布局問(wèn)題進(jìn)行充分考慮，還需要對(duì)工藝流程問(wèn)題給予高度重視，例如需要科學(xué)合理的布置預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸車流線、構(gòu)件對(duì)方廠以及塔吊位置等，這些都屬于重要工作內(nèi)容。在布局設(shè)計(jì)方面應(yīng)當(dāng)做到易于裝配，這不僅會(huì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化施工流程的目標(biāo)，同時(shí)也能夠使得施工難度變得越來(lái)越低。應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理設(shè)計(jì)套型的組合拼接方式以及體型系數(shù)等，這樣可以使得裝配式建筑的功能性得到有效保證。因?yàn)樵诓季盅b配式建筑時(shí)所涉及到的相關(guān)工作內(nèi)容比較多，因此應(yīng)當(dāng)不斷的提升作坊之間的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而為順利開(kāi)展后續(xù)工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化類型

在設(shè)計(jì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)與構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際需求保持一致，這樣不僅可以使得施工工期變得越來(lái)越短，同時(shí)也會(huì)使建筑成本以及模板用量變得越來(lái)越低。我國(guó)裝配式建筑與其他國(guó)家相互比較存在一定的差異性，因?yàn)槲覈?guó)的裝配式建筑起步相對(duì)而言比較晚，就現(xiàn)階段而言，還屬于初級(jí)發(fā)展時(shí)期，因此在施工工藝等方面缺少一定的合理性以及時(shí)效性，所出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，會(huì)對(duì)實(shí)現(xiàn)裝配化生產(chǎn)承載構(gòu)件造成一定影響。就目前來(lái)講，裝配化主要指兩個(gè)部分，其中包括裝配以及現(xiàn)澆。在設(shè)計(jì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，想要與建筑需求保持一致，設(shè)計(jì)工作人員就應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)空間規(guī)整給予高度重視。在設(shè)計(jì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的解決措施，使得裝配式建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度得到有效提升，并且還要把多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元利用拼合復(fù)制的方法對(duì)準(zhǔn)成平面進(jìn)行組裝[3]。在規(guī)范設(shè)置空間結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際的戶型模塊以及交通核模塊等完成此項(xiàng)工作。通常情況下在設(shè)置戶型模塊時(shí)，都會(huì)圍繞室內(nèi)空間結(jié)構(gòu)完成設(shè)置工作，并且還要合理科學(xué)的布設(shè)客廳以及臥室開(kāi)間等。在設(shè)置交通模塊過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)樓梯以及走道和電梯井等的設(shè)置工作給予高度重視。在新時(shí)代背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)建筑空間個(gè)性化，也是提出了較為嚴(yán)格的需求，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)業(yè)主的個(gè)性化要求進(jìn)行充分考慮，利用不同的平面組合類型。除此之外，在實(shí)施設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)以下幾點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行充分考慮，門(mén)窗與洞口之間需要上下對(duì)齊，不僅需要集中布置有水房間，同時(shí)還要對(duì)外墻實(shí)施防水處理作業(yè)。

2.4 平面模數(shù)化

在新時(shí)代背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，裝配式建筑的利用效率也在逐步提升，結(jié)合裝配式建筑的具體要求，在一定程度上模板數(shù)量。相同構(gòu)件數(shù)量與模板數(shù)量有著密不可分的聯(lián)系，并且模板數(shù)量會(huì)對(duì)項(xiàng)目周期以及整體投資造成一定影響，由此可見(jiàn)在整個(gè)過(guò)程中是相互影響的。在實(shí)施裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況利用相同模板數(shù)量完成設(shè)計(jì)工作，這樣可以使得模板的重復(fù)使用率得到顯著提高，與此同時(shí)還需要高度協(xié)調(diào)好插座與設(shè)備開(kāi)口等重要因素，進(jìn)而為后期順利開(kāi)展施工安裝工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

2.5 構(gòu)件技術(shù)體系

在設(shè)計(jì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，一項(xiàng)較為關(guān)鍵的問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)技術(shù)體系，所以在實(shí)施裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)技術(shù)體系給予高度重視。想要與具體設(shè)計(jì)需求保持一致，就應(yīng)當(dāng)不斷的優(yōu)化結(jié)構(gòu)技術(shù)體系。全部與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)體系指的就是結(jié)構(gòu)技術(shù)體系，結(jié)構(gòu)技術(shù)體系的合理與否與裝配式建筑設(shè)計(jì)的成敗息息相關(guān)，通常狀況下，在我國(guó)裝配式建筑當(dāng)中，經(jīng)常運(yùn)用的結(jié)構(gòu)體系有整體框架結(jié)構(gòu)、疊合剪力墻結(jié)構(gòu)以及裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。在實(shí)施設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員要對(duì)具體狀況進(jìn)行充分考慮，并且需要結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)合理的選擇技術(shù)結(jié)構(gòu)體系。例如一旦在裝配式建筑當(dāng)中需要使用平面結(jié)構(gòu)，就應(yīng)當(dāng)使用雙面或者單面預(yù)制的疊合剪力墻。除此之外，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的選用連接方式，這樣可以使得裝備式建筑結(jié)構(gòu)連接質(zhì)量以及連接效率得到顯著提升。

2.6 預(yù)制構(gòu)件

裝配式建筑當(dāng)中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)環(huán)節(jié)就是預(yù)制構(gòu)件環(huán)節(jié)，預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量與裝配式建筑的成敗有著密不可分的聯(lián)系，在設(shè)計(jì)預(yù)制形式以及預(yù)制部位時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑的特征以及結(jié)構(gòu)體系和預(yù)制裝配率實(shí)施設(shè)計(jì)作業(yè)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要對(duì)樓梯以及陽(yáng)臺(tái)等水平構(gòu)件的預(yù)制問(wèn)題進(jìn)行充分考慮，還需要科學(xué)合理的設(shè)置預(yù)配式外墻，通常情況下，需要把外墻保溫與裝飾人為一體，但是值得注意的是，在實(shí)施施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)有效避免運(yùn)用外部腳手架[4]。

2.7 預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)

在設(shè)計(jì)裝備式建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，最為重要的難點(diǎn)以及重點(diǎn)就是設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)。預(yù)制構(gòu)架節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)建筑的功能以及結(jié)構(gòu)抗震性能等造成，一定影響。一般狀況下，在連接預(yù)制節(jié)點(diǎn)過(guò)程中，大多數(shù)情況下都會(huì)使用鋼筋以及套管等。在設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的技術(shù)手段，不斷的優(yōu)化現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)制構(gòu)件之間的節(jié)點(diǎn)連接，并且還要不斷的優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件互相之間的節(jié)點(diǎn)連接，這樣能夠有效防止出現(xiàn)成本浪費(fèi)的現(xiàn)象。

2.8 預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)

裝配式建筑基礎(chǔ)工作就是預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件，想要使得預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理性以及科學(xué)性得到有效提升，就應(yīng)當(dāng)深入分析預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件。一般狀況下，在設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)以下三個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行充分考慮，第一，應(yīng)當(dāng)深入分析預(yù)制構(gòu)件持久性設(shè)計(jì)參數(shù)，其中包括裂縫以及變形和預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力等。對(duì)上述內(nèi)容實(shí)施驗(yàn)算作業(yè)，能夠使得上述參數(shù)的科學(xué)性以及時(shí)效性得到有效保障。第二需要深入分析地震設(shè)計(jì)參數(shù)。建筑結(jié)構(gòu)抗震能力與建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及可靠性有著密不可分的聯(lián)系。針對(duì)裝配式建筑來(lái)講，在設(shè)計(jì)預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)利用科學(xué)有效的設(shè)計(jì)理念完成設(shè)計(jì)工作，這樣可以使得構(gòu)件承載力得到有效提升。第三，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)驗(yàn)算有關(guān)制作以及運(yùn)輸和堆放等環(huán)節(jié)的預(yù)制構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)有效保障每一項(xiàng)指標(biāo)都與我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)需求相互一致，進(jìn)而使得預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量得到有效提高。設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的技術(shù)手段，不斷的提升預(yù)制構(gòu)件驗(yàn)算效率，由于在上述環(huán)節(jié)當(dāng)中具備比較大的幾率，不僅會(huì)產(chǎn)生預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞的狀況，甚至?xí)?duì)后續(xù)施工質(zhì)量造成影響。所以對(duì)于制作以及運(yùn)輸和堆放等環(huán)節(jié)來(lái)講，都應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況實(shí)施結(jié)構(gòu)驗(yàn)算作業(yè)，這樣不僅可以使得制作質(zhì)量以及運(yùn)輸質(zhì)量和堆放質(zhì)量得到顯著提升，同時(shí)也能夠?yàn)楹罄m(xù)的生產(chǎn)以及施工質(zhì)量奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。針對(duì)上述環(huán)節(jié)的驗(yàn)算而言，在實(shí)際驗(yàn)算過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)利用構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)乘以動(dòng)力系數(shù)后作為等效靜力荷載標(biāo)準(zhǔn)值的方式完成驗(yàn)算工作。在選用動(dòng)力系數(shù)過(guò)程中，需要根據(jù)構(gòu)件實(shí)際施工情況完成此項(xiàng)工作，首先是構(gòu)件調(diào)運(yùn)以及運(yùn)輸?shù)?，?dòng)力系數(shù)通常情況下都會(huì)選用1.5。在對(duì)預(yù)制構(gòu)件實(shí)施脫模驗(yàn)算作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選取構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以動(dòng)力系數(shù)后與脫模吸附力之和作為等效動(dòng)力荷載標(biāo)準(zhǔn)值，并且不能低于構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值的1.5倍。動(dòng)力系數(shù)與脫模吸附力應(yīng)與下列規(guī)定保持一致，第一動(dòng)力系數(shù)不能小于1.2，第二，脫膜吸附力應(yīng)當(dāng)根據(jù)構(gòu)架以及模具的具體狀況選取與應(yīng)用，并且不能小于每平方米1.5kn。

3 分析裝配式建筑結(jié)構(gòu)的使用

在新時(shí)代背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，裝配式建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)用效率也在逐漸提升，其中包括木結(jié)構(gòu)體系以及裝配式剪力墻高層住宅體系等，針對(duì)這些不同的裝備是結(jié)構(gòu)體系而言所具備的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)也是各不相同。例如ps結(jié)構(gòu)體系其具備施工工期短以及節(jié)能環(huán)保等特征，但是ps結(jié)構(gòu)體系工程造價(jià)相對(duì)而言比較高[5]。與傳統(tǒng)建筑體系相互比較，裝配式剪力墻高層住宅體系建筑性能具備一定的穩(wěn)定性，但是所涉及的安裝工作量相對(duì)而言比較大，因此在使用裝配式建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)合理的選用裝配式框架結(jié)構(gòu)體系，這樣不僅可以有效防止出現(xiàn)浪費(fèi)成本的現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)使得裝配式建筑結(jié)構(gòu)的利用效率得到有效提升。裝配式建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)常使用的連接形式，包括結(jié)合面構(gòu)造以及螺栓連接等方式，而裝配式建筑結(jié)構(gòu)處理重點(diǎn)，包含防水措施以及保溫措施。另外，針對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)連接形式而言，在不同的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)點(diǎn)也是各不相同。例如在PC框架體系當(dāng)中，通常情況下都會(huì)使用干連接以及濕連接的連接方式完成連接工作。而對(duì)于ps結(jié)構(gòu)體系來(lái)講，會(huì)使用焊接連接以及螺旋連接的連接方式實(shí)施連接作業(yè)，這樣可以為裝配式建筑結(jié)構(gòu)提供較好的服務(wù)保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在新時(shí)代背景下，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展速度也是變得越來(lái)越快，這在一定程度上提升了裝備式建筑的使用效率。裝配式建筑與傳統(tǒng)形式相互比較，具備施工速度快以及施工效率高等特征。但就目前來(lái)講，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)有效的解決措施，不斷的優(yōu)化裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣可以使得裝配式結(jié)構(gòu)的合理性以及科學(xué)性得到有效提升。在實(shí)施裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員不僅要對(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行充分考慮，還要對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)給予高度重視，進(jìn)而使得裝配式建筑結(jié)構(gòu)方案更加具備時(shí)效性以及合理性。