李春醒
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摘要：近年来，随着城市化进程的推进，逐渐加大了对建筑的需求，尤其是装配式建筑受到广泛关注。本文作者首先介绍了装配式建筑的概念和结构形式，然后重点探讨了装配式建筑结构设计要点及优化设计，谨供同行参考。
关键词：装配式建筑；结构形势；结构设计；优化措施
近年来，我国建筑业发展迅猛，为了解决传统建筑模式中人工成本高、工期长、工程量大、环境污染严重等重要问题，装配式建筑应运而生，顺应了行业发展的要求。但目前装配式建筑在我国发展还较为缓慢，还处于待完善阶段。因此，很多企业于装配式建筑物的特征不够了解，在建设过程中不但没有降低建筑成本，反而使建筑成本大大增加。下面，本人结合多年工作实践经验，现就建筑工程装配式设计方面浅谈几点个人体会，希望对相关从业人员有所帮助。
1 什么是装配式建筑
1.1概念
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。装配式建筑最初出现于上世纪初期，并不需要现浇作业，只需要现场装配即可，同时，这种建筑中的构件成本并不高，性价比也很好，且带有绿色建筑特点。在生态环境保护备受重视的今天，装配式建筑因具有绿色环保特征，受到人们的青睐。 但是装配式建筑在目前应用过程中也存在一些确定：一是我国还处于建筑产业化的初期阶段，由于产业链配套、技术、人工等各方面的原因，导致了目前的建造成本高于传统现浇施工方式。二是传统的行业管理体制尚未适应现代工业化建造方式，从设计、施工、监理、生产、到验收的各环节，都与工业化建筑强调全过程、全产业链、一体化的要求不相适应。三是产品种类限制，造型较少，装配式立面拼缝明显影响立面效果。
1.2装配式建筑的结构形式
砌块建筑：用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑，适于建造低层建筑，提高砌块强度或配置钢筋，还可适当增加层数。砌块建筑适应性强，生产工艺简单，施工简单方便，造价低，还可利用地方材料以及工业废料。
板材建筑：由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑减轻结构重量，提高劳动生产率，扩大建筑的使用面积和抗震能力。
盒式建筑：从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。建筑工厂化程度很高，现场安装快。不但在工厂完成盒子的结构部分，内部装修和设备也都可安装好，甚至连家具、地毯等皆安装齐全。盒子吊装完成、接好管线后即可使用。盒式建筑的装配形式有：全盒式、板材盒式、核心体盒式、骨架盒式
骨架板材建筑：由预制的骨架和板材组成。其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，内外墙板是非承重的。常用于轻型装配式建筑中。骨架板材建筑结构合理，可以减轻建筑物的自重，内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。
钢筋混凝土框架结构体系：骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接，应根据结构的需要和施工条件，通过计算进行设计和选择。
升板和升层建筑：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，用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度，加以固定。外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等；也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。
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2 装配式建筑结构设计要点及优化设计
2.1装配式建筑的设计要点
可行性、使用性是装配式建筑结构设计的关键点。同时，在设计中首先必须注意在确保建筑物功能性和安全性的前提下，通过专业、标准、精细的设计，充分发挥建筑设计的优越性，注重能源的损耗，为人们提供一个安逸舒适的建筑环境。将建筑物的结构高度、不规则度及结构复杂度控制在合理范围。建筑设计在进行初步设计过程中必须充分考虑建筑材料、结构体系、结构布置、各参数等，对多种设计方案从可行性、经济性等方面进行充分比较，获得最优设计方案。另一方面，根据国家相关标准，对结构设计进行精确计算，保证在建筑过程中对风险处于可控范围。
2.2装配式建筑结构设计优化措施
（1）设计流程优化。装配式建筑在考虑功能性需求的同时还需要关注结构设计对工厂化生产及装配式施工的影响。装配式建筑的设计需要涵盖整个过程，从构件生产到运输、装配，对建筑物的要求都非常严格。在设计阶段，对构件设计、拆分等方面需要做好优化工作，保证装配式构建在设计、生产、施工过程中的紧密连接，形成完整的工艺流程；在图纸设计方面，以方案的可行性作为前提，细化设计建筑物装配结构的各构件，优化预制构件生产工序，降低现场管理难度和施工难度，降低施工成本。
（2）设计体系优化。设计体系优化主要在于建立标准的设计体系。规范建筑户型模块和交通核模块，充分发挥建筑物经济性和功能性要求，降低楼板和外墙的构件种类，使装配式建筑物施工效率大大提高。建筑户型模块方面，在确保室内空间尺寸的精准、合理的前提下，可对室内结构布置、客厅布置及卧室开间布置做适当调整；交通核模块方面，主要对建筑物使用过程中的人的上下通行和物品上下运输（主要包括楼梯、电梯井、走道）、设备的安装布置（主要包括机电管井）等进行规范性设计，使其与板楼、通廊相互搭配更加规范，满足各种客户对房屋的不同需求。
（3）结构技术体系优化。与现场实际相结合，选择合理的结构技术体系是装配式建筑结构设计优化的关键。所谓结构技术体系是指配整体式的框架结构、叠合剪力墙、装配整体式剪力墙结构等与结构设计有关的技术体系。建筑物的平面部分，在结构技术优化时可采用叠合板、叠合梁形式；建筑物剪力墙采用预制装配式时可采用预制的叠合剪力墙，也可采用双面预制的叠合剪力墙，竖向连接可采用钢套筒连接形式进行。在各构件之间连接时方法较多，连接形式也不固定，具体根据施工需要而定。
（4）预制构件拆分与控制优化。在不同项目中装配式建筑结构的预制部位和预制形式不同，需结合具体工程项目而定，一般住宅建筑，首先应该考虑其水平构件的预制技术，主要有楼梯、阳台、预制叠合梁以及外墙保温与装饰等一体化设置，减少外墙脚手架的使用，优化承重墙与非承重墙的设置等。
（5）预制构件节点设计优化
装配式建筑的设计重难主要在于节点设计，在抗震性、功能性方面对建筑物起着决定性作用。因此，在建筑构件连接处控制所使用的钢筋、套筒、预埋件等的成本，优化节点处的连接方式，保证建筑物具有良好的抗争性能，同时降低施工成本，提高工作效率，达到稳固连接各部件的目的。
3 结语
总之，装配式建筑是现代建筑中应用较多的一种形式，它不仅可以降低劳动强度，还有利于生态环境保护，但不同的装配式建筑在结构体系与设计上的方式并不相同，注意要点也存在差异，因此我们在实际工作中要多做总结。
参考文献
[1]《中国应大力发展装配式建筑》同济大学 黄如宝 2009.
[2]刘道华.浅谈装配式建筑的结构设计优化[J].江西建材，2016（16）：18.
[3]冯国华.房屋建筑装配式混凝土结构设计与建造技术进展研究[J].科技创新导报，2013（01）：39-40.
论文作者:李春醒
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/18
标签：建筑论文; 结构论文; 建筑物论文; 结构设计论文; 构件论文; 体系论文; 叠合论文; 《防护工程》2018年第12期论文;