摘要：预制装配式建筑是把建筑物的混凝土剪力墙、柱、梁、楼板、楼梯、阳台等构件采用工厂化施工代替施工现场的手工作业。预制装配式建筑受到气候环境因素的影响小，施工效率高，施工周期短，施工质量均匀且易于保证，极大地节约劳动力，且节能环保。在现阶段城市建筑的施工当中，预制装配式建筑的施工及应用具备非常明显的优势。因此，对预制装配式建筑设计实践及相关问题的探讨，具有非常重要的意义。目前，预制装配技术广泛应用于工业厂房、大型公共建筑、多高层住宅、别墅等的建造领域。为达到住建部“利用10年时间使预制装配式建筑达到开工建设总建筑物30%”的目标，我们应对推广实现建筑工业化所存在的设计、施工、构件的运输安装过程中的问题进行分析和研究，并找到其解决的办法。本文以高层住宅建筑为例分析预制装配式建筑的特点，同时探讨了预制装配式建筑的设计所存在的问题，并提出了解决办法。可供相关设计及相关人员参考。
关键词：预制装配式建筑；设计实践；相关问题；探讨
1、预制装配式建筑设计特征
（1）精细化的流程。装配式建筑的施工流程更加的全面以及精细化，在实际的建筑设计中逐渐朝向精细化方向发展。
（2）模数化设计。预制装配式建筑在设计中将部品、构建、建筑之间的关系进行统一，采用对建筑模数的控制，将模数化转换为模块化组合，以使设计标准化。
（3）一体化的配合。对设计成果进行了优化处理，这就需要和各个专业以及构配件厂家进行有效合作，以此实现相关组织工作和预制构件之间的一体化。
（4）精确化的成本。将建筑的设计成果作为构件在生产以及加工中的凭据，预制构件不同其拆分方案在相同装配率的基础上其所投入的成本之间的差异较大。通常，科学的建筑方案其成本控制也就更加准确。
2、预制装配式建筑存在的技术难题
预制装配式建筑在设计理论上与原来设计没有区别。所不同的是，设计的剪力墙、梁、柱、楼板本来是一个整体，但如果采用装配式建筑的话，受运输和吊装条件的制约，需把一个整体构件进行拆分，拆分成便于吊装和运输的小构件，然后在施工现场组装成与设计一致的整体构件，从而满足设计要求的受力性能。预制装配式建筑的实施需解决如下技术问题：
2.1平面不规则与构件数量限制的矛盾
建筑平面是甲方根据地形、使用功能、外观造型要求而确定的，平面形状千差万别，如果根据不同的平面形状制定相应的生产模具，则模具费用高，预制装配式建筑的发展就会因为成本过高而夭折。为此，要融合装配式建筑和非装配式建筑的特点，平面形状中不规则的部分按非装配式建筑的要求进行现浇混凝土的施工，也可采用钢结构形式进行施工，如图1：中间部分平面规则符合装配式建筑构件标准化生产的要求，就按装配式建筑的要求对构件进行拆分预制再现场组装，而两端平面不规则就采用非预制装配式（现浇混凝土结构或钢结构）进行施工。
2.2接缝、节点处的耐久性、抗震性能、安全性和防水处理
装配式建筑构件经拆分组装后接缝、节点处是结构受力、建筑防水的薄弱环节，处理不好就会影响使用甚至危及结构安全。节点、接缝处通常做法是把拆分构件的预留钢筋采取焊接方式连接好后，再用比被连接构件高一个等级的混凝土加微膨涨剂浇筑后振捣密实即可；从大量的工程实例来看，这种做法能满足耐久性、抗振性能、安全性和防水的要求；但设计时注意，考虑到构件拆分组装过程质量的离散性，对拆分构件的预留连接钢筋适当加大。
2.3构件运输、吊装过程中的开裂预防
对拆分构件设计时考虑到运输、吊装往往设计了四个或多个吊装点，模拟运输、吊装过程中的受力情况，如果运输、吊装过程的实际受力情况与设计模拟相同或相近，则运输、吊装过程则不会开裂，但实践证明很难做到运输、吊装过程不开裂。考虑吊装、运输方式的不确定性，预防构件吊装、运输开裂目前常用的方法是加大被拆分构件的构造配筋。值得说明的是，对于高层建筑的核芯筒、剪力墙的约束边缘构件、转换梁、框支柱等抵抗地震力的重要构件采用现浇混凝土施工是比较稳妥和可靠的。
3、预制装配式建筑设计实践和相关问题
3.1工程概况
某建筑住宅项目主要由10栋高层建筑所组成，在这当中8#作为该建筑项目打造的高档住宅，其建筑面积约为169500m2，地上建筑30层，其主体结构主要为剪力墙结构，在经过相关讨论研究后采用预制装配式建筑技术进行施工，对模板应用装配式的叠合楼板，剪力墙应用预制装配式剪力墙吊装施工。以下主要就对其设计实践以及相关设计要点问题进行分析和探讨。
3.2预制装配式建筑设计要点分析
（1）平面设计要点
预制装配式建筑的平面设计原则主要就是模数的协调。在平面设计当中需要对套型模块的种类以及尺寸实现优化，对建筑的内装部品需要和建筑预制构件之间实现标准化以及通用化和系列化，强化建筑住宅产业化发展的相关配套技术，以此实现在降低成本的基础上同时还能够实现施工质量以及效率的提升。在对布局的选择中，需要加强对大空间布局的合理选择，并且还需要对管井及承重墙的实际位置合理安排，以此实现住宅建筑空间的合理布局，对建筑各个空间的功能进行区分和明确，在这当中，对建筑内部空间的承重墙体可以采用结构选型的合理实现减少。
（2）立面设计要点
对于套型组合采用模块化以及标准化和系列化的特点进行立面设计，在设计中预制外墙板可以利用不同种类的饰面材料来体现色彩以及纹理的变化。对于预制装配式建筑的大空间灵活性及可变性，可以采用墙体组件的不同来实现组合，使得建筑的立面效果呈现出来。对于预制装配式建筑的外墙构件来讲，其主要包含混凝土预制组件、外装饰组件、空调板、阳台、门窗等，可以将建筑的剪力墙结构外部组件装饰效果的作用有效发挥，使得其能够在外观设计当中体现出多样化的立面效果。对外门窗，可以在满足通风以及采光的基础上实现对窗口大小、比例和窗框形式的调整。
（3）预制构件设计要点
对于建筑当中的预制构件设计来讲，其所需要遵循的原则就是标准化以及模数化。在设计当中尽可能的使得构件标准化提升，其类型减小，进而降低成本的增加。对构件的耐火性以及耐久性需要提升，在具体的设计中需要综合思考成品保护的合理性以及安全性和生产当中的便利性。预制外墙板需要根据相关标准要求确保保温和隔热，同时还需要能够在不同区域选择与之相匹配的建筑结构。相对于建筑内部非承重墙，需要选择隔音效果好以及便于安装以及拆卸的隔墙板等。按照功能以及室内空间的划分，对主体结构以及承重墙之间的连接确保安全可靠，使得其能够和抗震相关规范相符合。在对厨房和卫生间的较为潮湿的空间墙需要保证其具备良好的防水效果以及便于清洁。楼盖选择叠合楼板，相对于一些开间比较大或者平面比较复杂的楼层需要采用现浇楼盖，对楼板以及墙体和楼板与楼板之间的连接一定要确保结构的完整性。对阳台的嵌入盒以及立管孔、地漏、栏杆孔等位置需要保证定位的准确，预制楼梯应确定扶手杆的位置和预埋孔的位置。
（4）专业协同设计要点
对预制装配式建筑的规模以及布局和建设需要能够有效的符合抗震设计需求。在预制构件设计中遵循的原则主要是多种类型的组合以及施工方便和规格减少、连接简单等。建筑的承重墙以及墙柱等垂直的构件连接需要保证其直上直下，门窗洞需要保证从上到下能够对齐呈现一列。预制装配式建筑需要加强对于公共区域垂直管井的空间位置、大小和共享实际性的思考，使得所设置的垂直管井便于维修，并且尽量对横线管线在设计中减少交叉并且保持水平布置。同时，对公共区域来讲，需要在其管井内进行供暖系统以及其他相关控制部件的设置，并且室内的采暖管道需要能够设立独立的循环系统。厨卫排风管道需要对位置和大小、配电箱的位置进行确定，预制构件的设计还需要考虑电话和有线电视接口、网络接口、插座、灯具等安装位置，插座以及开关、接线盒、连接线路在预制墙体上需要能够预留预埋。
4、结语
总而言之，为推动我国预制装配式建筑快速发展，结合建设项目设计要求，综合考虑多方面因素，认真总结预制构件的拆分、生产、加工、运输、安装各工序的技术要点，加强对预制装配式建筑的分析和研究，加强各专业之间的协同，积累预制装配式建筑设计经验，积极整合各项技术资源，优化预制装配式建筑设计等是必要的手段。
参考文献：
[1]樊则森.预制装配式建筑设计要点[J].住宅产业，2015（8）：56.
[2]胥晓睿.预制装配式高层住宅设计与绿色施工[J].建筑施工，2016，38（1）：97~99.
论文作者:张少南
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/7
标签：建筑论文; 构件论文; 预制构件论文; 楼板论文; 建筑设计论文; 管井论文; 要点论文; 《基层建设》2017年第24期论文;