预制装配式建筑设计实践及问题探讨

2021-11-23董祥龙

商品与质量 2021年14期

董祥龙

武汉华宇业瑞企业管理有限公司湖北武汉 430000

1 装配式建筑结构设计思路和要求

1.1 思路

在采用装配式结构进行设计的过程中，首先要明确设计思路，因为装配式建筑的结构构件具有独立性，合理的设计可以减少异形构件，从而保障装配式建筑整体结构的质量，同时也能降低建设成本。在设计的过程中，应该从尺寸、配筋等多个方面着手考虑，同时还要做好节点锚固、构配件拆分等工作[1]。如果采用程序化的设计方式，会导致建筑外形过于单一，梁、板、柱等内部结构尺寸保守单一，不利于房间利用率的提升。所以，可以利用BIM技术来优化设计，从项目规划、概算、预算、物业等多个环节入手，实现全生命周期智能动态控制和管理。在 BIM 技术应用的过程中，可以采用revit+国内插件进行建筑的创建和设计。在结构设计的过程中，可以采用PKPM计算配筋量，同时也可以对层侧移刚度进行计算。以BIM技术为基础，进行装配式建筑结构设计，可以使设计思路更加清晰、合理。

1.2 要求

在装配式建筑结构设计的过程中，设计人员要要采用科学合理的设计方案，如上文所述，可以基于 BIM 技术进行设计规划。结构设计不仅要保障结构质量，还要增强建筑功能性，同时控制工程成本，确保各类资源的合理配置和应用，进而使装配式工程的整体效益得到提升，同时也可以促进装配式结构设计方案的改进和优化。通常，装配式建筑结构设计包括两个方面：一方面，要明确功能需求，合理进行结构布局，详细分析柱节点等内部结构分布情况；另一方面，根据工程整体水平，对结构体系、材料等参数进行配置和设计，确保设计的科学合理。

2 预制装配式建筑设计的意义以及存在的问题分析

2.1 意义分析

预制装配式建筑设计和传统建筑工程设计针对的施工条件各有不同。预制结构配件运输到施工场地之前，工程团队会提前开凿孔洞，以此方便后续的安装施工，并保证安装施工的顺利进行，减少多余的工序，以免延误工期。同时，工程企业会和特定的供货厂商建立合作关系，结构配件构造、拼接和运输的工作由供货厂商负责，所以，预制装配式建筑施工不需要大量的劳动力，从而可以帮助企业节省更多的成本。另外，预制装配式建筑的设计过程会全方位考虑机构配件间的连接，提高建筑工程的稳定性和防水性能，从而保证建筑工程的使用期限[2]。

2.2 存在的问题分析

首先，预制结构的外墙与现浇结构的水平墙会存在连接不稳定的可能，要解决这一情况，设计者必须对结构设计进行适当的调整和优化；其次，由于工程团队需要根据设计方案提前制作结构配件，需要和供货厂商签订合同，合同中要精确计算预制构件的数量，不能在后续施工过程中提出定制配件增加或减量的要求，因此，设计者要确保定制配件的质量和数量能够符合工程施工的实际要求，运输路线也需要工程团队提前规划确定。同时，设计者还要将定制配件的具体信息和运输路线在工程的设计方案中作出详细说明，以此来为工程团队提供更加全面科学的参考依据。

3 预制装配式建筑设计的具体应用分析

3.1 框架结构优化设计

在预制装配式建筑的设计过程中，框架结构设计是其中的关键部分，并且通常会被应用在高层建筑的设计实践中，与建筑结构的稳定性和完整性有紧密联系，所以，设计单位必须关注框架结构的优化设计。但是，在当前的框架结构设计中仍然存在着很多缺陷和不足，这就需要设计人员对框架结构进行优化设计。设计框架结构时，设计人员应注意以下要点：①需要将各个部位的中心线保持在一个垂直面中，并在设计方案中做出明确规定。②设计人员需要进行分块设计，还要考虑到多方面的影响因素，如进深、装配条件、连接缝等。③在对预制元件之间的连接节点进行设计时，设计人员需要保证节点受力合理，通过对最不利受力截面的分析确定连接方式，以保证结构连接的稳定性，提高结构强度[3]。

3.2 钢筋连接设计

预制装配式建筑工程的钢筋连接非常重要，直接影响着建筑结构的稳定性，因此，需要引起设计者的重视。首先，设计者要对配筋进行精确的计算，合理确定钢筋间距。另外，对于钢筋材料的连接设计，设计人员必须根据具体情况确定钢筋连接方法（通常有焊接、绑扎搭接、套管灌浆、机械连接等主要连接方式）。同时，由于工序错误会导致工程的进度受影响，故而设计团队要关注梁柱节点的定位。

3.3 节点防水设计

传统的结构节点防水设计只能阻止自然降水进入建筑结构，在空气湿度较大时无法发挥作用，不能满足预制装配式建筑工程的防水设计要求，因此，设计者要对节点防水设计措施进行创新和调整，不仅要设置排水通道，还要对墙体裂缝进行处理，以此增强建筑工程的防水性，避免渗水对工程稳定性造成破坏。

3.4 环境适应性设计

现阶段建筑领域对建筑工程的绿色设计越来越重视，为此预制装配式建筑工程设计者应采取措施提高建筑的环境适宜性，并在建筑设计过程中落实绿色环保的设计理念。其次，设计团队还要在设计阶段注重对工程场地周边环境资源的充分利用。在这个过程中，设计者需要先对建筑周围的气候和环境条件进行调查，掌握其特点，通过科学的选址，合理地确定建筑的朝向，提高建筑工程的通风与采光条件，减少建筑暖通空调和照明设备的耗能。运用环境资源时，设计团队可以利用能源收集设备和能源转换设备获取所需资源，从而发挥环境资源的最大功效，强化绿色设计的效果。