陈芳
深圳市新城市规划建筑设计股份有限公司 广东深圳518000
摘要：在现代建筑设计水平不断提高的背景下，以装配式建筑为代表的建筑结构新形态得到了推广应用，区别于传统建筑结构成本高、效率低等问题，装配式建筑结构设计则依托计算机技术对建筑物的整体结构进行数字化建模和调整，并通过预制构件的方式对建筑主体和材料进行加工，如此，则能够有效减少建筑建造过程中的资源浪费与环境污染，并提高建筑施工效率。因此，包括装配式建筑结构设计在内的创新建筑设计理念对我国建筑行业的健康可持续发展有着重要的参考意义。
关键词：装配式建筑；结构设计；要点与应用
1预制装配式建筑的发展
1.1预制装配式建筑的发展背景
2013年我国出台了关于绿色建筑行动的政策方案，并明确规定了建筑体系设计应以满足工业化生产需求为基础，加强建筑工程的预制和装配水准提升重要战略指导地位，打造符合市场需求的预制混凝土建筑体系，进而为实现工业化发展创造有利条件。建筑产业化的基本要求为基于工业预制工艺来设计科学可行的可装配结构体系。只有切实保障预制工艺的精确性和标准性，结合施工现场实际情况进行预制件的组装，从而为重要构件的预制质量提供充分保障。与传统的现场浇灌施工方式相比，预制件组装的工程大规模生产模式的产品质量和工作效率较高，更加满足当前工业化改革及工程建筑行业发展的需求。大规模生产模式可以实现对所有构件的工业化生产及制作。此外预制与装配技术在构件组装生产和制作加工过程中具有重要应用价值，其结构性能的提升可以为建筑产业化发展及工程建筑质量提升提供重要保障。
1.2预制装配式建筑的使用情况
当前建筑结构构件的生产能力及水平的缺乏导致预制与装配技术体系在工程建筑施工过程中的应用面临较大的挑战。许多地区的楼板建筑设计有采用预制产品的相关构件，但是传统的现浇方式仍然为其主要建筑结构模式。相关工程建筑设计研究人员并没有充分意识到装配式结构建筑的重要应用价值，导致预制装配式建筑结构体系发展及实际施工应用发展面临许多难题。此外，设计人员对预制装配式结构体系的不认可导致其市场及受众人群较少。
1.3预制装配式建筑的优势
和传统的现浇模式相比较，预制装配式结构具有以下几方面的特征：(1）预制装配式结构中所应用的墙板采用的是较为轻便的构件材料，对于实现房间空间自由布局及使用效率提升具有明显优势。(2）预制装配式结构对于工程总量降低和工程施工部门的建筑工作有序展开，创造了有利条件，其结构构件在材料成本管理及生态环保问题上占据明显优势，有效落实绿色建筑行动的相关政策方案。(3）预制装配式结构的应用有效提升了工程建筑的施工效率，施工时间的缩短可以为企业的经济效益提升提供充分保障。(4）预制装配式结构下的工程建筑产品生产效率及产品质量得到了一定的保障，对于材料成本的控制管理更是坚持以生态环保和节约资源为核心。
1.4设计流程
装配式建筑结构的设计流程与常规建筑设计方式的差异性主要体现在工程方案及图纸的设计、结构选择及实际工作操作注意事项等方面。在进行装配式建筑结构方案设计时应体现设计的全面性和深化性，重点满足工程建筑结构模式适应工程施工环境的需求。此外，工程建筑结构设计实操过程中应以工程规模及功能需求作为方案设计的重要内容，工程成本控制管理对于整个建筑项目质量及经济效益保障具有重要价值。最后，装配式建筑结构的选择应以满足抗震设计规范及框架柱的可行性设计为重点，要求所有预制构件都应符合设计规范及相关标准要求。
近年来装配式建筑的迅速发展也使得其建筑结构形式呈现出多样化的特点，其建筑结构适用条件及工程项目也会基于工程施工环境具有一定的差异性。
因此，工程建筑设计单位在确定建筑结构时应加强与建设单位的沟通交流，实现在装配式建筑结构设计要点及流程上的认知一致性，为后续的各环节工程施工有序进展创造有利条件。常规结构设计方案应体现方案的全面性和实用性，结构构件在生产及运输过程中所存在的不可控因素对于整个方案设计及生产施工环节具有重要意义，因此，提升各环节的配合效率是提升工程建筑经济效益的重要内容。为切实保障各类构件工业化预制的效果，工程建筑结构设计原则应集中体现工程施工操作便利及工程建筑结构受力等特点，充分发挥各专业设备的优势，以高效处理各类管线的预埋为重要工作内容。
2装配式建筑结构设计要点
2.1预制构件的拆分与深化设计
预制构件制作前需要进行合理的拆分与深化设计，在设计时应当结合项目的施工设计图、生产制作工艺、施工技术、相关标准规范要求以及运输条件等合理的编制文件。预制构件中的预留孔洞、预埋件和机电预留管线等均应与图纸严格核对确保无误时方能进行后续的下料作业。
2.2预制构件连接设计
装配式结构在垂直与水平方向的接缝应当通过套筒灌浆的方式有效连接，接头质量应符合相关规范的要求。对于预制剪力墙中钢筋接头的混凝土灌注厚度至少为15mm，而钢筋接头处的保护层至少保持20mm，同时套筒间的净距至少保持25mm。预制梁的端面处需合理设置粗糙面的键槽，键槽的规格及设置数量应符合有关行业标准和规范的相关要求。预制剪力墙分别与后浇混凝土相结合的顶部和底部、侧面等位置均应当设置为粗糙面，在侧面还可以设置键槽。其中，粗糙面的面积至少应保持结合面总面积的80%。在粗糙面的凹凸深度方面，预制板处的凹凸深度应大于4mm，预制梁端、墙端处的凹凸深度应控制在6mm以上。除此之外，预制构件连接部位座浆材料的强度等级应与被连接构建混凝土的强度等级保持一致。
2.3预制构件构造设计
某工程预制楼板均为预制叠合单向板，在制作时应当在底板处预留孔洞，并尽可能的不在桁架钢筋处进行开洞，影响施工质量。若预留洞的宽度＜300mm，则可以直接插入受力钢筋，严禁随意切断钢筋；若洞宽在300mm～1000mm范围内时，还需要在洞两侧分别设置两根附加筋，且附加筋的总截面积不能小于所截断钢筋的截面积。屋面及立面收进的楼层需要在预制剪力墙顶部设置封闭的后浇钢筋混凝土圈梁，确保圈梁与其相连的各部位能够形成稳固的整体。在各层的楼面，当预制剪力墙顶部未设置后浇圈梁时，需要设置连续的水平后浇带，且其内至少配置2根连续的纵向钢筋，应选取直径在12mm以上的钢筋。
2.4预制构件的防水设计
建筑在建成使用时会不可避免地受到太阳照射、雨雪侵蚀、生活用水等多种因素的影响，不同程度地威胁建筑质量，因此在施工时应确保所使用的混凝土不仅具备较强的防水性，还应当具有稳定、耐久性。装配式建筑与外界环境接触最多的部位是预制楼板和外墙，这就说明与两者相邻构件的有效连接是整个建筑进行防水的重点工作。某工程所采用的预制三明治外墙板进行防水设计时为封闭型的类型，通过三道措施进行有效的防水密封。三明治外墙板第一道内侧防护以灌注砂浆的方式进行全面封堵；第二道防护是减压空间，并通过防水橡胶条对表面进行有效的压紧处理；最外侧的防护则是通过高弹力聚氨酯耐候密封胶及泡沫棒进行密封，从而实现有效的防水保护。
结束语
装配式建筑结构设计是在传统建筑设计理念的基础上，采用模块化的设计思想，使建筑过程犹如模块“拼接”，这不仅有效降低了建筑成本，同时也缩短了建筑周期，使建筑工作能够批量展开。随着绿色环保理念的逐步渗透，依托其安全性高、实用性强等特点，装配式建筑代表了未来建筑发展的趋势，为人们提供个性化的生活和工作环境。
参考文献
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[2]周冲,苏衍江,薛守斌,等.装配式建筑成本控制措施研究[J].施工技术,2020（08）:23-26.