基于装配式建筑结构设计要点分析

朱涛

摘要：随着我国社会经济的发展，我国建筑工程发展也十分迅速，在进行现实的装配式建筑设计时，要考虑相关的设计要点，其中包含平面与立面、施工图纸、预制构件等多个设计施工的要点。现实的装配式建筑在设计环节，需要设计人员对设计的要点进行详细的分析与解读，再根据具体的实际问题进行仔细的分析，旨在把装配式建筑的设计质量提高，提升施工效率，避免可能出现的安全隐患。

关键词：装配式建筑；设计要点；相关问题

近些年发展起来的装配式建筑相对于传统式的建筑而言，能够更加有效地并且严格地控制建筑的质量，除此之外，发展装配式建筑这一新型的建筑方式能够提升建筑业整体的水平，主要表现为科技方面和管理方面。并且对于能源方面，可以节约建筑过程中所用的资源，这样有利于建筑的可持续发展，这也是我国建筑行业需要发展的必要趋势。所谓建筑结构设计指的就是设计人员对施工建筑的表达，并且需要将建筑的重要性、抗震防裂度、建筑场地的自然地质地貌等因素充分融合进去，最终表现在施工设计图上。本文笔者就装配式建筑结构设计的设计流程、预制构件的拆分、结构节点设计、图纸校审，建筑成本控制五个方面进行分析讨论。

一、预制装配式建筑的主要特征

传统建筑行业主要采用面向现场的方式进行施工，在生产建设过程中存在工业化程度低、能耗高、废弃物高、设计施工效率低、装饰装修质量不稳定等问题。相较于传统模式，预制装配式建筑具有现场作业强度低、品质高、垃圾少、材料利用率高、污染管控到位、人工成本易控、工期短、运营维护简便的优势。而且预制装配式建筑能够很好地融合绿色低碳、节能环保、健康生态、可持续发展等新型理念，实现设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化，能够有效改善传统方式的缺陷，打破工程建设各个环节的局限性，实现产业上下游的高度协同。

二、装配式建筑设计要点分析

（一）平面与立面设计要点

装配式建筑前期设计中的基础是对平面和立面的设计，其中对于平面的设计，要求根据建筑构件之间装配的具体情况，来对相关尺寸以及套型模块需求进行分析，从而对建筑空间的内部布局进行综合的选择，从而完成对承重墙以及管井位置的布置，使得建筑内部空间的各个功能区的体现与划分得到保证，确保整个建筑的美观性。

（二）主要设计流程

预制装配式建筑结构体系设计分为技术策划、方案设计、初步设计、施工图、构件加工图设计5种类型的设计阶段。技术策划过程中需要对预制装配式建筑项目定位、规模、成本、外部条件等进行了解，通过制定有效的技术路线，提升构件标准化，会同建设方共同确立完善技术方案，为设计、施工提供准确的依据。初步设计过程中必须注意联合各专业技术人员，进行系统的协同设计，并根据现场工程建设要求确立有效的层数、构件种类等要素，结合工程现场的施工状况，综合设备管线的设计要求，进行经济性评估，并分析整体的成本状况，制定科学合理的技术方案及措施。施工图设计要根据前期的技术策划和初步设计进行，综合不同专业提供的参数，充分考虑预留、预埋件的要求，针对重点区域、关键部位做好防水、防火设计，并在施工图设计过程中认真落实。构件加工图设计期间可由设计单位与加工企业进行配合设计，根据现场需求提供预制构件尺寸控制图，精确定位预制构件中的门窗洞口、机电管线等，并考虑预制构件储运、吊装过程中的需求，设置好相应的起吊、固定装置。

（三）预制构件的拆分

不同于传统的现浇混凝土结构，装配式建筑的结构设计有着更高的要求：需要完成施工图的设计和构件生产详图的设计。PC详图是工厂内生产预制构件的主要依据，工厂生产出的所有的预制构件，在拆分后的主体结构构件以及非结构构件都需要进行制作图的设计工作。进行构件拆分的因素主要有以下几种：①进行构件拆分可以降低施工的综合成本，以此来实现成本可控的结果；②便于现场施工，施工过程中大构件的出现会给施工人员带来很大麻烦，因此对于大构件进行拆分可以减少施工的措施。③进行拆分工作有利于工厂对于构件的生产、构件运输以及进行构件现场吊装工作。④节点的设计科学合理。⑤构件标准化设计。建筑在使用过程中会受到各种各样外力的干扰，因此，建筑整体结构的安全可靠对于其使用来说是非常重要的。在施工前，对于构件进行科学的拆分是装配式建筑标准化设计的核心环节。构件拆分不仅仅在于了解主体结构的受力情况，同时还会对建筑的功能、建筑的平立面、预制构件承载能力以及工程造价等等都会产生非常重要的影响。因此，在对构件拆分进行审查工作时，应严格按照“模数协调原则”来检查各个预制构件的尺寸，拆分位置的精确程度，最大限度地减少预制构件的种类，从而优化建筑的整体结构，使方案的设计努力得到質量好、功能高、既经济又实惠的最佳方案。

（四）构造节点的设计要点

构件的构造节点设计是混凝土剪力墙结构设计过程中的关键性内容，其中预制外墙板的防水薄弱部位构造节点、材料选择过程中要充分考虑建筑物理性能、耐久性、装饰性要求。各类接缝要充分依据工程实际施工情况、所处环境条件合理设计，以便满足防水和节能要求，针对外墙板的垂直缝，可使用材料、构造防水两相结合的方式进行处理，预制外墙板水平缝构造防水时可采用企口缝或高低缝来进行处理。各部位的接缝宽度要满足材料受环境影响情况下的变形要求。外墙板连接节点的密封要能与混凝土相容，并满足有关性能要求，对于门窗要确保安装稳固、安全、封闭性好。外围围护结构要依照国标进行严格计算，保温层要保持连续，满足围护结构节能标准。

（五）建筑成本控制

对于建设单位来说，控制好建筑工程的成本也是设计要求中的一个重要的环节。因此为了更好地推动装配式建筑的成本控制，设计单位需要对PC构件的生产、运输、和安装的成本进行精确的预估，综合考虑项目所在地区构件加工厂的生产能力，施工单位的运输、吊装等施工条件。在施工前对于整体工程项目进行成本预算，并且还要考虑在施工过程中减少不必要的开支。目前，我国相关部门对于PC构件生产的相关标准并没有统一制定，因此，这就导致了PC构件的生产市场比较混乱，相关构件的成本高，进而会限制相关行业的发展规模。这就需要设计单位在工作中提高预制构件的标准化程度，优化预制构件种类，减小构件的生产成本，进而可以以此为基础实现工程造价的有效控制。作为装配式建筑施工环节中的关键技术，预测构件安装技术水平的高低和安装的质量好坏也影响着建筑成本的高低。因此在结构施工图中，还要对预测构件的运输方式，安装施工提出明确的技术要求，进而实现对于成本的控制。

三、结语：

对装配式建筑的设计及其设计要点进行分析，达到提高装配式建筑设计经济性以及可行性的效果，使得装配式建筑的功能性和安全性得到保证。我国建筑行业经过多年的发展，已经开始逐步反思建筑工程与环境、人文间的关系，通过各类先进技术的引进和应用，形成具有我国特色的本土经验，通过研究产业化的建筑生产方式，在设计过程中树立先进的产业化思想，组建能够适应新型建筑类型需求的专业设计团队，整合多方技术、资源，推动我国建筑行业产业化发展。

参考文献：

[1]刘晓艳，张以庆.探讨预制装配式建筑结构体系与设计[J].住宅与房地产，2016（6）：219-220.

[2]施晓凡.装配式建筑结构体系的应用发展[J/CD].城市建设理论研究，2017（32）：195-196.

[3]范桂清.预制装配式建筑设计实践及相关问题的探讨[J].低碳世界，2016（20）：136～139.