装配式建筑结构设计浅谈

装配式建筑结构设计浅谈

陈振伟

江苏中锐华东建筑设计研究院有限公司 江苏省无锡市 214400

摘要：由于用工成本的增加，传统建筑行业近些年受到了装配式建筑的挑战，文章阐述了装配式建筑通过设计思路的优化，归纳了一些装配式建筑与传统建筑对比的应用优势，最后剖析了各个环节中装配式建筑理应制定的体系化标准，希望对装配式建筑作一个简单的介绍。

关键词：装配式；建筑结构；优化设计

引言

由于用工成本的增加，节能环保理念的不断普及。传统建筑行业体现出越来越多的弊端，在这样的社会环境下，装配式建筑又一次被人们提到了跟前。但总体还属于劳动密集型工种，粗放型发展模式，产业化的发展才刚刚起步，很多人对装配式建筑并不了解，设计与实际施工也还存在一定的差距，最终造成了施工成本的增加。因此，优化设计思路，总结装配式建筑的应用优势，建立完善的标准化体系，不但有助于保证建筑本身的结构安全，还将逐步推动我国装配式建筑的长远发展。

一、优化设计思路

1.1 初始规划阶段

目前，预制装配式建筑在民用建筑（住宅建筑与公共建筑）和工业建筑中都得到了广泛的应用。开发公司通常根据用地的指标要求，或者自身产品的需要，提供给设计单位相应的装配式指标，设计单位通过对业主诉求的研究，提出合理的功能划分，列举装配式的子项，提出合理的建议和可行性要求。综合考虑装配式建筑的复杂性，优化其功能性，并平衡其经济性指标，将其控制在合理范围，这是最初阶段非常重要的一步。

1.2 中间设计阶段

通过对多个装配式方案的比较和论证，优化建筑结构体系和控制整个项目的总工程造价。如汤山街道上峰小学教学综合楼项目：设计初期江宁区政府对项目的预制装配率要求是预制率目标最低不小于30%，预制装配率目标最低不小于50%；设计过程中为确保结构的安全性，并且满足预制装配率的要求，该框架结构的框架柱未做成预制构件，部分结构梁按预制梁设计，部分楼板按叠合板设计，另外还考虑了预制窗槛墙，预制女儿墙的设计。建筑部分采用装配式隔墙板，吊顶等。最终确保了预制率和预制装配率的要求。

1.3 最终施工图阶段

施工图阶段要做的是，必须对各个预制构件进行放样，并结合相关图集进行节点连接的思考。通过精确的计算与详图的放样，确定构件的截面尺寸、钢筋的定位与长度，吊装与支撑点位的设计，预制构件厂就能高质量的完成构件的生产，同时施工单位也能清楚的模拟构件的运输，安装及与整体结构的浇筑等，保证项目有效的实施。

二、装配式建筑的应用优势

预制构件的结构施工图首先在工厂进行放样加工，得到待组装的建筑结构构件，运送到施工现场，然后进行现场吊装，连接节点，完成安装工作并对节点部位进行现场浇筑，最终形成完整的混凝土结构，与现浇混凝土结构相比，装配式混凝土结构具有一定的优势。

2.1 设计阶段的优势

传统的现浇结构不太注重一体化的设计，设计与施工相脱节的事情时有发生，而装配式建筑需对每一个结构构件进行精细化设计，主体设计过程中装修设计可以同步进行。设计与施工要求紧密联系，现场返工的情况将得到进一步的避免。

2.2施工阶段的优势

传统的建筑施工以现场湿作业、手工操作为主，工人综合素质有待提高且流动性较大；而预制装配式建筑构件在工厂进行预制，能保证构件的质量。构件在施工现场进行吊装并整体连接。与传统的现场浇筑方式相比，需要更高层次的专业化施工队伍。预制装配式建筑工地与传统建筑工地相比由于现场机械相对较少，大大减小了工地噪音和灰尘污染。

现浇混凝土建筑浇筑涉及几个施工阶段，如脚手架安装、模板组装、钢筋绑扎、混凝土浇筑和预应力施工等。每个工程的构件不同，模板通常只能使用一次，所以最常用的是一次性木模板，这会浪费大量木材，而装配式建筑是基于标准化操作，钢模板可用于同一型号的构件预制，并可重复使用。

装配式建筑现场施工基础时工厂的预制构件可同步进行生产，这有利于节省人力物力，大大缩短工期。同时相同型号的预制构件数量越多，越有利于批量化建设，整体效益将更加显著。

三、装配式建筑体系的优化

3.1 设计过程的优化

传统的民用建筑设计以功能为导向，尤其是在市民生活空间中，力求在基本功能与空间环境之间取得平衡，而忽略了工程的整体效率。装配式建筑项目不仅要保留传统建筑的全部功能，还要注重标准模块，标准构件的划分与设计以提高工程效率。如框架结构通常首先考虑预制叠合板的应用，其次考虑预制梁，如无法满足预制率和预制装配率的要求，则再考虑是否需要设计预制框架柱，通常竖向抗侧力构件的安全性是设计人员最需要重视的问题。高层建筑通常为剪力墙结构，该结构体系的装配式建筑通常会有预制剪力墙构件，设计过程中必须细致的划分标准尺寸预制墙板，保证标准构件的划分不影响边缘构件的设置和与之连接的节点的施工。预制装配式剪力墙还应该按照规范的要求对剪力墙的抗剪承载力进行加强验算。目前高昂的施工成本也源于多方面，但主要原因是设计前期对标准构件的设计划分和与施工单位对接不到位造成的。在整个项目实施过程中，要确保各个环节单位的密切配合、积极沟通，出现需协调的问题，必须及时、合理地解决。

3.2 建筑标准体系的优化

建立标准的建筑体系对设计、施工、管理以及后期维护来说都是至关重要的。装配式建筑与传统建筑的主要区别在于，装配式建筑必须建立自己完整的标准化体系。

3.2.1标准化建筑模块的形成可以让设计师使用该模块进行多样化的组合，得到多个功能分区，丰富建筑结构的类型，同时标准化建筑模块有利于标准件之间连接节点的制定，确保结构的安全和进行整体结构的优化。这样可以更直观有效的将作品展示在客户眼前，让业主比较并选择自己理想的户型。

3.2.2标准化建筑模块的形成有助于下一步标准化构件的生产。标准化生产有利于工厂提高生产效率，降低单位构件的生产成本，也有利于企业制定出一套完善的标准，供生产和管理使用，提高预制构件的质量。也有利于制定标准化运输制度。

3.3.2与传统建筑相比，标准化施工、管理是预制装配式建筑更为需要的特征，企业应当通过特定项目的施工和管理，不断的积累施工、管理经验，建立高效的施工、管理标准，保证现场施工安全有序的进行，并且将现场工作人员数量减少至最优人数配比。

3.3.3后期维护标准化将是预制装配式建筑的一个亮点，标准化模块体系可以为装配式建筑构件的维护或更换提供强有力的保障。使得建筑的维护更加快捷，便利。

结语

现阶段，装配式建筑的建造占的比例正逐步上升。为了保证装配式建筑发挥出它真正的优势，必须根据相关的要求，综合考虑各种因素。首先要确保设计环节的合理，再次保证构件生产的质量，最重要的是确保施工的安全，提高管理的效率，因此要仔细分析装配式建筑的各个环节，深入研究以获取更多的经验和技术标准，使我国建筑业向工业现代化方向发展。

参考文献：

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