关键词：装配式；建筑结构；结构设计；建筑设计
引言
在传统建筑向轻型建筑系统发展的过程中,装配式建筑优势得到了突显,其不仅符合新时代发展提出的绿色环保特点,而且可以为我国构建和谐发展社会环境奠定基础。建筑结构设计作为建筑工程的重要内容,在设计装配式建筑物时必须要综合研究项目需求、施工场地等影响因素,只有这样才能在充分展现现代设计理念的同时,提升建筑施工质量。
1装配式建筑的优势
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。从基本原理层面看，装配式建筑主要表现出同现浇建筑有着基本相同的形式，也就是说，建造装配式建筑过程中，能够以更加环保、材料和人力资源更为节省的方式来达到安全可靠的建造效果，同时与特殊的建筑方法相匹配，让建筑的整体功能更加完善、结构更为稳定，实现了建筑的现代化需求。采用装配式建筑结构优势明显，建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力，还可以提高建筑质量和施工效率。装配式建筑发展具有明显优势。首先可以缩短工期。在装配过程中使用装配方法不仅可以大大提高施工机械化程度，还可以减少劳动力的资金投入，同时降低劳动强度。据统计，高层建筑可以将建设周期缩短约1/3。其次可以减少环境负担。由于大多数预制构件是在工厂生产的，因此减少了现场工作量并减少了生产过程中的建筑垃圾量。同时，由于潮湿的工作，如废水，施工噪声，粉尘污染等，也将大大减少。在建筑材料的运输，装卸和堆放过程中，预制建筑物的使用可以大大减少粉尘污染。现场预制构件不仅可以去除泵送混凝土，还可以有效降低固定泵造成的噪声污染。而且，组装结构的有效施工速度和夜间施工时间的缩短可以有效地减少光污染。第三，能够避免资源浪费需要预制构件来建造预制建筑物。一个是生产机器和模具可以回收利用，这大大减少了资源消耗。与组装方法相比，传统的施工方法不仅需要在外墙上搭建脚手架，还需要临时支撑。这将导致大量的钢材和木材消耗，造成大量的自然资源消耗，装配式建筑的应用能够缓解这一问题。不可忽视的是，在预制建筑的运营阶段，将体现出在施工阶段投入的节能，节水和节材效益。与传统的现浇建筑相比，减少了很大一部分资源消耗。
2装配式建筑结构设计关键点
2.1结构节点设计
结构连接节点的设计是整体结构的核心工程，也是确保整个项目质量的重要手段。在设计节点时，设计者应该更加注意连接节点结构的安全性，并确保整体建筑结构的科学合理性。同时，还要确保现场的计算和分析符合实际工程的真实情况，从而保证装配式建筑的整体质量。目前，有许多类型的节点连接技术，如螺栓连接等等，这些都是效果非常好的连接方式，开发人员根据施工中的具体要求，对连接模式合理规划并制定节点。在实践中，装配式建筑结构的设计原则与普通的建筑设计原则基本相同，在实际的施工过程中，应使用多种装配方法相结合。同时保证达到良好的施工效果。在对每个结构节点进行改变时，必须根据工程的实际情况和标准规格作出进一步调整和优化。
2.2设计预制构件
预制构件是装配式建筑的一个重要阶段，设计过程中必须遵循模数化原则，尽可能减少构件类型，以便得到精确、标准的构件，这样工程造价才能有所降低。装配式拼装是施工中的重要技术手段，当然也要考虑当地的运输条件，包括加工生产能力、构件吊装等因素。与此同时，预制构件应充分体现耐久、耐火等性能，设计预制构件时，需保证生产可行性、成品安全性。对于尺寸较大的预制构件，可增加相应的构件脱模、预埋吊点等，根据具体的隔热保温要求，以此对预制外墙板进行设计，使之与空调、散热器的安装要求相符。建筑结构若包含非承重内墙，应选择质量较轻、易于安装且隔声性好的隔墙板。
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2.3结构设计的力学分析
在劳动力单价日益上涨的今天,装配式混凝土结构已经成为未来建筑的主要发展方向。因此,在设计时不仅要思考上述影响因素,还要从力学角度进行深入探索。以桥梁工程为例,施工单位在选用砌体结构或混凝土结构时,很容易遇到开裂、下沉等问题,影响结构的承载水平与应用性能。而选用装配式结构,必须要加大新结构受力与变形性能的研究力度,并应用现代化软件技术构建结构实际形状的三维有限元模型,以此研究实践施工中设计结构的各项性能,确保其可以在实践施工中展现出积极作用。
2.4标准化的构件设计
装配式的建筑物结构设计过程中需要满足建筑部件的优化以达到相关要求和标准。此外，我国在装配式建筑发展过程中依旧还处于起步阶段，很多技术不成熟，不能满足装配式构件生产要求。所以，建造装配式建筑需要完善流程提升技术，按照以下两步走：第一步，努力提升建装配式建筑的标准化程度，比方说将项目进行分离，结构层的标准平面以标准单元部件来完成。第二步，可以借鉴公寓式模块设计来提前规划好主要建筑模块的空间结构。与此同时，建筑设计师还需要进一步衡量社会发展的方向及个体所有者的多样化及个性化需求，努力推进装配式建筑的现代化发展。
3预制装配式建筑的设计优化措施
3.1对装配式的结构设计流程进行规范
在进行设计的过程中，设计人员必须根据一种大局观念去看待整个装配式的建筑设计，更加全面和深入的角度审视整个结构设计流程，必须要不断的进行创新，预测并解决遇到的问题。此外在进行结构设计中，必须全面考虑生产过程的成本预算，考虑施工企业的整体利益。在设计的同时，应避免装配式结构设计的复杂性，降低这种因素导致后期无法进行批量的生产，影响整个施工的进度，所以必须要提高设计流程的规范化，如此可以保证其装配式结构施工过程的高效性。
3.2起重机械附着强度
了解当前装配式建筑施工情况可知,施工现场最常见的垂直运输设备有塔吊、电梯等,在实际高度高于设备需求的自由高度之后,需要应用附着架连接设备和建筑物,以此保障垂直运输设备安全运行。虽然在电梯中应用附着架,会对建筑产生较小影响,但塔吊附着架产生的应力不容忽视。因此,现阶段很多塔吊生产厂家在应用说明书中都会标注建筑物附着点的受力情况,并向施工单位明确,在安装塔吊之前,要先计算建筑物附着点的位置与强度。
3.3建立起装配式结构的设计体系
对于装配式的建筑结构设计而言，结构的设计和传统设计之间存在着比较大的不同，然而装配式的结构设计缺少相应的标准化体系，对结构设计的发展带来了不良的影响。完善的结构设计体系，可以使设计方案更具标准和科学性，使得装配式结构设计更加简便合理。当建立起标准化体系后，在标准化的模块设计中，只需要根据实际情况调整结构尺寸，使其满足使用人员的要求，之后对结构内部的空间做出完善的设计，保证装配式的建筑涉及自身可以得到全面的优化。
结语
因此，用于装配式结构的现代设计方法是由许多种设计结合而来的，其中包括设计标准化，软件技术，整体结构的设计等等方面，考虑了结构的完整性和未来各个部件的设计的合理性。基于建筑结构的产业化的发展，高效节能和环保节能为建筑业的整体发展带来了新的方向。希望通过对装配式结构的相关研究，可以加快装配式结构的发展。
参考文献
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[3]贾金成.装配式建筑结构设计优化探讨[J].建材发展导向,2017(10):47.
论文作者:杨小涛 陈琳
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 预制构件论文; 过程中论文; 节点论文; 构件论文; 《工程管理前沿》2020年第5期论文;