装配式建筑结构的设计优化

装配式建筑结构的设计优化

杨雅舟、程成、田雨

浙江耀华规划建筑设计有限公司湖北分公司 湖北 430000

摘要：现阶段，绝大多数建筑工程项目在实际施工过程中均会使用现浇建筑模式，这种模式不仅会造成各种资源的浪费，而且施工周期长，非常不利于实现贯彻落实“环保”“绿色”等理念。在此环境背景下，装配式建筑应运而生，目前已经成为建筑行业发展的主流趋势。装配式建筑既可以满足消费者对建筑物的安全、舒适性、实用性等需求，又可以降低对城市生态环境的破坏，从源头上杜绝建筑垃圾的产生。

关键词：装配式建筑结构；设计；优化措施

前言：伴随着国内建筑领域的高速发展，常规的建筑模式已不适合目前建筑行业的发展，因此国内建筑领域开始推广新式的装配式建筑，此种装配式建筑能够在很大程度上压缩现场操作，提升建筑行业的效率，建筑垃圾的也大大减少，应用前景十分广泛。不过装配式建筑与常规的建筑结构比较，工艺上有明显区别，因此使用合理的办法针对装配式建筑实施优化操作，有效减少工程预算已成为目前建筑领域重点关注的课题。

1装配式建筑主体结构规划设计过程的理念及规范

1.1规划设计理念

通常在建筑工程中使用装配式建筑主体结构实施规划设计的进程中，第一点需要清楚相关的规划设计理念及设计思路，这是由于装配式建筑模式的采用的相关结构构件具备相对独立的特性，科学的规划设计工作能够显著降低特殊形状构件出现的几率，进而保证装配式建筑物结构方面的总体施工品质，与此同时，也可以显著减少建安成本。在规划设计的进程之中，需要相关工程设计人员由外形尺寸、配筋数量等等多个层面进行考量，并且还需要设计好节点位置的锚固、构配件合理分拆等等环节的工作。假如使用程式化的规划设计模式，将会造成建筑物的最终造型相对简略并且单一，梁体板子、柱体等等内部构件的外形结构尺寸数值相对固定，对于建筑内部的房间内空间的利用效率提高带来了较大的阻碍。因此，工程设计人员需要利用BIM相关技术来实施结构的优化设计的操作，由工程项目规划设计、工程概算、工程预算、项目物业管理等等多个部分着手，力求实现相关建筑的全生命周期内的智能化动态把控及运营管理。在相关工程设计人员运用BIM相关技术的进程之中，可使用revit+插件模块实施建筑物主体结构的搭建及规划设计。在具体结构的规划设计的进程之中，可使用PKPN模块进行配筋量的计算工作，并且能够针对楼层侧向移动的刚度数据实施计算。相关工程设计人员运用BIM相关技术，实施现代化装配式建筑物的结构规划设计工作，能够让其的规划设计理念及思路更为清晰、科学及合理。

1.2规划设计规范及要求

相关工程设计人员需要应用合理的规划设计方案，正如上文提到的，可根据BIM相关技术实施工程的规划设计工作。一般来讲，建筑工程的主体结构设计不但需要保证整体结构的品质，还必须强化建筑物的各项相关功能，并且能够最大限度地控制相关工程的造价，保证各种资源的科学配比及使用，从而让装配式建筑工程的总体经济效益获得显著的提高，并且还能够推动装配式建筑结构规划设计总体方案的优化及改进。一般状况下，装配式建筑主体构造规划设计包含2个层面：第一点必须确定相关建筑各项功能的要求，科学实施建筑主体结构排布，仔细研究柱体节点等等内部构造排布状况；第二点是相关工程技术设计人员依据项目工程总体水平，对建筑结构系统、建筑原材料等参数实施调配及规划设计，保证规划设计工作的合理性及科学性。

2装配式建筑结构设计

2.1框架结构体系设计

装配式建筑所使用的框架均是由专业工厂成批成套生产的成品，所以部分框架成品可以直接运输到施工场地，如叠合板、合梁。当部分成品框架进入施工场地之后，安装人员需要通过多种方式对其进行处理。只有保质保量地完成对部分框架成品的处理，才能进行下一阶段的设计工作。设计师要想大幅度提高装配式建筑物的受力，在设计装配式建筑建造方案时应重点关注以下方面：首先，需要科学控制钢筋、混凝土构件的强度，务必保证构件强度等级在C30左右；其次，需要高度重视预埋件处理工作，保证不同区域的预埋件均可以用不同的连接方式更好地连接在一起；最后，需要始终坚持平面设计原则，确保梁柱中心线可以做到对称。

2.2剪力墙结构体系设计

剪力墙结构应用比较广泛，多用于住宅类建筑工程项目建造中，这种结构体系具有明显的优势，如技术成熟、应用范围广、满足使用需求、结构质量良好等。设计师需要根据住宅类建筑工程项目实际情况选择适宜的模式，通常情况下，有两种备选模式，分别为半预制模式、全预制模式。设计师要想保证装配式建筑剪力墙结构的稳定性和抗震性，需要科学设计承重墙，尤其是两侧山墙的抗侧力；严格控制钢筋的强度与直径；随时注意施工现场情况，保证各个构件的连接更加紧密，有效避免出现钢筋变形的情况。

3装配式建筑结构设计的优化举措

3.1提升装配式建筑结构设计水平，提高建筑结构设计方案的完整性

建筑结构设计师要想提高装配式建筑结构设计方案的完整性、可行性，需要不断提升设计能力和水平，确保可以在装配式结构设计期间合理规划建筑整体结构，将其划分成若干个装配个体，再对个体进行升级优化，多方面提高装配式建筑结构设计水准，提高装配式建筑物整体建造质量。建筑结构设计师要想保证结构设计方案的合理性、实用性，需要根据实际情况选择适宜的结构体系及建造模式，同时需要精细研究各个构件的图纸，确保专业的生产厂商所生产的成品构件与实际需求一致，降低出现设计失误的可能性。

3.2统一装配式建筑结构体系，进一步提高装配式建筑结构质量

由于我国装配式建筑结构设计处于发展初期，很多方面存在不足或漏洞，一些装配式建筑结构设计在实践后出现不可预知的后果，在很大程度上影响装配式建筑结构的应用和发展。建筑行业要想响应国家绿色建造、绿色建筑的号召，必然会革新现用的装配式建筑结构体系，同时将统一装配式建筑结构设计标准作为首要任务，促使装配式建筑结构设计越来越趋近于标准化、规范化。

3.3借助国家政策扶持，助推装配式建筑的发展

现阶段，国家及地方政府高度重视传统建筑行业升级转型工作，为了早日实现绿色建筑、绿色建造的长远目标，确定了一系列政策措施，新型的科研技术、现代信息技术被广泛应用于装配式建筑领域，部分建筑企业已经开始自主研发新型的装配式建筑安装技术、制造技术，希望可以在降低投入成本、设计成本的基础上大幅度提高装配式建筑结构质量，进一步提高建筑企业的经济效益，成功推动国民经济的增长。

3.4注重研发结构设计方法，提高构件连接方式的紧密性

建筑企业要想提高装配式建筑结构质量和性能，需要自主研发更多新的结构设计方法，确保新型结构设计相关技术可以满足装配式建筑工程项目实际建造需求。比如，重点研发如何提高剪力墙的内力及抗侧力，采取适宜的构件连接方式，以达到增强剪力墙性能的目的。

4结束语

综上所述，装配式建筑是一种新型的建造模式，要想不被建筑行业边缘化，就必须解决建筑结构设计、建造中存在的问题，掌握影响装配式建筑结构设计的因素，有针对性地筹划并建立统一的业界标准等。只有同时进行多元化措施，才能在提高装配式建筑结构整体性能和质量的前提下节约投入成本、保护生态环境，早日实现绿色建筑、绿色建造的目标。

参考文献：

[1]雷军.装配式结构设计的应用与优化[J].工程技术研究,2019,4(2):167-168.

[2]胡晓莹.某装配式建筑结构设计方案分析[J].低温建筑技术,2020,42(6):77-79.