装配式建筑结构设计优化路径研究

何骏龙

摘要：装配式建筑结构能够提高建筑的建造效率，通过装配式建筑结构能够使建筑施工更加安全，提高了建筑行业的灵活性，同时也更加符合绿色节能环保的建筑要求。装配式设计的过程极其精密，本文对装配式设计理念进行叙述，对装配式结构设计的关键点进行分析。

关键词：装配式建筑；结构设计；优化路径

引言

装配式建筑技术在现代建筑工程领域取得广泛应用，相比于传统现浇建筑施工模式，其在结构稳定性、施工安全性、经济效益性等方面都具有更良好的表现。但装配式建筑结构依然有较大的进步空间，鉴于设计工作中的不足之处，设计者需要正视问题，积极探索可行的解决方法，结合经验和理论，提高装配式建筑结构的设计水平，为正式施工提供正确的引导，助力于装配式建筑事业的发展。

1装配式建筑结构

随着我国建筑行业的发展，我国的装配式结构件制作往流程精细化、设计模数化发展，装配式构件的生产效率得到了明显的提升，装配式结构件的制作成本降低，同时装配式结构更加符合绿色环保标准，降低了工地施工中浇筑工作对环境的污染程度，并且在一定程度上减少了建筑材料的使用，符合节能要求。下面将对装配结构中常用的四种装配模式进行简述。

1.1砌块建筑

这种建筑使用预制块状材料砌成墙体，适用于三至五层的建筑物，对于高层砌块而言，砌块内还会留有钢筋孔道，加强砌块建筑的物理强度，砌块包含大中小三类，方便施工人员选择，并且具有易搬运的特点，节约施工时间。砌块分为实心与空心两类，根据建筑要求的不同可灵活使用，降低了施工难度，同时由于砌块为预制构件，减少了砌块养护的工作量。

1.2升板和升层建筑

这种建筑的结构体系是由板与柱联合承重，在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，提升楼板和屋面板至设计高度，然后加以固定。至于内外墙体，可现浇钢筋混凝土，也可砌筑砖墙，还能安装其它轻质幕墙等。它将大量现浇过程挪到地面进行，减少了高空作业和垂直运输，节约了模板和脚手架工程，并减少了施工现场面积，非常适合施工现场受限的建筑，多用作商场、仓库、工厂和多层车库等。

1.3盒式建筑

这种建筑是从板材建筑的基础上发展而来的一种新型的装配模式，通过墙体组装完成盒式建筑的整体外部结构，同时还能够对盒式建筑的内部进行设备、装修施工工作，之后将预制好的盒式建筑吊装到施工现场，由施工人员对盒式建筑进行管线铺设，即可将盒式建筑投入使用。

1.4骨架板材建筑

这种建筑由预制的骨架和板材组成，承重结构一般有两种形式，一种是由柱、梁组成承重框架，再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系；另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系，内外墙板则是非承重构件。骨架板材建筑内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。

2装配式建筑结构设计的参数选取

2.1参数设计

以某建筑工程为例，该建筑工程中的楼宇一共分为两类，分别是A楼和B楼，A楼有6栋，共20层，采用25.6m×17.2m的框支剪力墙结构。以A楼为例进行分析，利用分析程序计算各项参数，具体输入参数包括结构重要性系数、场地类别、设防烈度、设计地震加速度、嵌固端位置等等。采用BIM模型计算的方式可以获得相应的参数数据：以结构重要性系数来说，部分框支剪力墙的系数为1.0，地震作用计算信息为地震作用夹角，单向/双向/偶然偏心的角度为0°/90°。

2.2结构选型

在工程设计的过程中，为了减少塔楼沉降差异，进而出现各类问题。塔楼规范裙房外会设置沉降缝，塔楼一层结构楼板比裙房高1.2m，所以在周围设置水平加腋大样，以此确保水平力可以顺利传递。不仅如此，核心筒采用细腰型布置的方式，结构在核心筒外墙两侧增加了宽度为1m的结构连板，以此确保楼板宽度在5m以上。为了满足装配和预制的要求，预制构件选择凸窗、阳台和部分楼板。

3装配式建筑结构设计的优化路径

3.1优化内容

从前文可以看出，装配式建筑结构设计要对多项内容进行优化和完善，包括设计流程、计算方式、设计体系、技术体系、预制构件等等。在设计流程方面，技术人员不仅要做好结构本身的设计和规划，还要了解工程生产水平和生产效率，分析工程生产作业对装配式建筑结构设计造成的影响。也就是说，要对生产、运输、装配等工作进行有效的规范和设计，确保各个环节的顺利衔接，尤其要做好构建设计、拆分设计等工作，保障建筑设计的合理性，同时也可以促进生产工序的简化、装配效率的提升，进而不仅降低投入成本，还能提升建筑的使用寿命；在计算方式方面，设计人员应该充分考虑结构特征，然后采用合理的计算方式。例如，要合理计算大型构件数量、位置、连接等参数。如前文所述，可以采用BIM技术进行管理和计算，建立真实的建筑模型，利用软件计算模型中的各个参数，并进行模拟分析；在设计体系优化方面，设计人员要充分了解装配式建筑结构的特点和优势，着重优化结构标准设计体系，了解居民对建筑的需求，增加结构设计种类，并不断完善走廊式组合、单元式组合等构件的功能，使其可以更好的发挥作用；在技术体系优化方面，设计人员不但要了解工程要求，还要结合实际施工情况，选择最合理的结构体系。例如，在实际施工的过程中，设计人员可以根据剪力墙预制形式的差异性选择不同的剪力墙形式，可以采用单一预制叠加剪力墙，也可以采用双预制叠合剪力墙；在预制构件优化方面，可以从构件拆分、构件节点两个方面进行优化。根据工程实际要求和相应的装配率，综合衡量预制组合梁、楼梯等构件，尽可能减少外脚手架的使用次数。可以采用钢筋套筒的方式，同时做好成本控制工作。

此外，可以应用射频技术、网络技术进一步促进装配式建筑结构的优化和改进。近年来，这两种技术的应用十分广泛，已经逐渐成为装配式建筑结构设计优化过程中不可或缺的两种应用技术。利用这两种技术，可以实时监控检组构建的生产、存放、检测、安装等工作，检测流程、结构、信息数据等可以存储在计算机中，并利用网络技术进行信息资源的共享，从而为装配式建筑结构设计优化提供更多参考依据。

3.2优化路径

要实现设计优化，就要从多个方面入手：首先，保障设计资料完整可靠。设计人员要做好资料的收集和管理工作，根据相关的规范要求进行资料的审核和存储，明确外界因素、人文因素、技术因素、计算误差等条件对项目的影响，同时采取有效的预防措施，确保设计的合理可靠；其次，加强生产厂家管理工作。从目前的发展情况来看，要提升装配式建筑结构的设计质量，强化生产厂家管理力度十分重要。只有落实有效的管理工作，才能保障厂家严格按照规范要求进行设计和生产；最后，做好设计监管工作。企业管理部门要明确自身职能，采取有效的管理措施，建立完善的管理机制，确保设计人员有足够的能力和职业素养，进而保障装配式建筑结构设计的合理性。

结束语

随着建筑工业化的发展，我国在借鉴和总结国内外经验的基础上大力发展住宅产业，大中城市大力推广装配式结构建筑，装配式结构的应用大大提高了建筑设计的建筑效率，并且保障了施工质量。本文对装配式建筑结构设计关键点进行讨论。

参考文献

[1]车姗,李梦琦,刘海琳.装配式建筑设计要点分析与优化策略[J].居舍,2019(35):97.

[2]刘畅.探究装配式建筑结构设计须考虑的因素[J].居舍,2019(34):87.

[3]嵇蕾.装配式建筑结构设计中必须考虑的施工因素分析[J].河南建材,2019(06):240.

[4]李万,孙红尾,王洋,万超.分析与探讨装配式建筑结构设计关键点[J].地产,2019(22):27.