摘要：装配式建筑是指由工厂进行预制并现场实现装配的建筑，该建筑中的各部分运用的都是最先进的冷压轻钢结构和轻型材料，因此会使该建筑具有保温抗震、防潮防火等功能。其优点有建筑速度快、受气候方面限制小、节约劳动力及提高建筑的实际质量水平等。装配式建筑结构有效设计是装配式建筑结构成功与否的关键，再依循设计方案进行建筑结构的拆分、构件制作及结构组装。稳定性、安全性和实用性是装配式建筑结构的基本原则，所以对装配式建筑结构设计优化显得尤为重要。
关键词：装配式建筑；结构设计；优化分析
引言：
装配式建筑物由于其独特的应用优势，受到越来越多的人重视。目前在我国装配式建筑物正处于推广阶段，绿色环保节能也成为装配结构的设计研究的关键。但装配式建筑物的结构与传统建筑物相比，两者制作工艺差异较大，设计缺乏经验，结构制造成本高，技术推广难度大等因素限制装配式结构的发展。因此要使建筑业适应市场的需要，就得采用新型建材，用新技术。装配式建筑可实现建筑部件化、建筑工业化和产业化，装配式建筑必将引导建筑行业的发展趋势。
一、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。在设计中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、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。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。
二、装配式建筑的概念与分类
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。
随着现代工业技术的发展，建造房屋能像机器生产那样，成批成套地制造。装配式建筑在20世纪初就开始引起人们的兴趣，到六十年代终于实现。英、法、苏联等国首先作了尝试。由于装配式建筑的建造速度快，生产成本较低，迅速在世界各地推广开来。早期的装配式建筑外形较呆板，后来人们在设计上做了改进，增加灵活性和多样性，使装配式建筑不仅能成批建造，而且样式丰富。美国有一种活动住宅，是较先进的装配式建筑，每个住宅单元就像是一辆大型拖车，只要用特殊汽车把其拉到现场，再由起重机吊装到地板垫块上和预埋好的水道、电源、电话系统相接，就能使用。活动住宅内部有暖气、浴室、厨房、餐厅、卧室等设施。活动住宅既能独成一个单元，也能互相连接起来。装配式建筑常包括：
2.1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，又称大板建筑，其是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑可减轻结构重量提高劳动生产率，扩大建筑的使用面积和防震性能。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板。
2.2砌块建筑
用预制的块材砌成，墙体的装配式建筑适于建造3-5层建筑。砌块建筑适应性强，生产工艺简单，施工简便，造价较低，还可利用地方材料和工业废料。
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2.3 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，这种建筑工程化程度很高，现场安装快。不但在工厂完成盒子的结构部分，而且内部装修和设别也都安装好，甚至连家具、地毯也一概齐全。
2.4 骨架建筑板材
由预制的骨架和板材组成，其城中结构一般有两种形式：一种是有梁柱组成的城中框架，再搁置楼板和非承重的内墙外墙板的框架结构体系，另一种是竹子和楼板组成承重的板材结构体系。
三、装配式建筑的结构优化设计分析
3.1设计体系优化
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、设备的安装布置等进行规范性设计，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。
3.2设计流程优化
装配式建筑在考虑功能性需求的同时还需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。
3.3 结构技术体系优化
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。
3.4 预制构件拆分与控制
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，住宅建筑应考虑其水平构件的预制技术，主要有楼梯、阳台、预制叠合梁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。
3.5 预制构件节点优化设计
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。
3.6 有效利用相关政策
装配式建筑发展处于起步阶段，技术不成熟，因此其发展受到较大阻碍，为了鼓励新技术的发展，提高建筑业走向更绿色环保、低能耗的目的发展道路，政府必须出台一些优惠政策，鼓励企业发展装配式建筑结构，降低装配式建筑结构的建设成本，充分发挥装配式建筑结构的优势。
结束语：
企业应加强管理，建立健全各模数标准、部件产品标准，通过这些标准是个装配式构建统一流水线式工厂生产，降低构建的预制成本。在工程实际中要不断对装配式建筑结构设计方案进行优化，改进施工工艺，提高工程质量和效率，降低施工成本，推动装配式建筑的不断创新与发展。
参考文献
[1]石建光，林树枝.预制装配式混凝土结构体系的现状和发展展望[J].墙材革新与建筑节能，2014（01）.
[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）.
论文作者:韩成浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/9
标签：建筑论文; 建筑物论文; 结构论文; 建筑结构论文; 构件论文; 叠合论文; 板材论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;