摘要：随着我国建筑行业整体发展速度的不断加快，装配式建筑在国家和行业的大力推广下，装配式建筑应用逐渐在全国各地落地开花，装配式建筑应用范围呈现出了不断扩大的趋势。在装配式建筑设计过程中，结构设计是装配式建筑设计的核心环节，因此，在装配式建筑设计过程中应当给予高度的重视。本文通过笔者参与装配式建筑项目结构设计工作的体会，在结合目前我国现阶段装配式建筑物设计的前提下，对如何开展装配式建筑结构设计提出了几点建议，希望对装配式设计人员提供一些参考。
关键词：装配式结构；结构设计；设计要点
引言
伴随着现代建筑业的快速发展，建筑物建造及设计呈现多元化发展趋势。装配式的建筑结构形式，就是现代建筑业新的发展方向，开启了全新的建筑业发展时代。装配式建筑与传统建筑相比，制作、施工安装工艺的不同，导致装配式建筑设计方法及理念也有区别，装配式建筑设计过程中必须综合考虑优化结构类型布置，重视构件的生产批量性以及施工可安装性。只有深入了解与分析装配式的建筑结构设计难点和要点，从而能够进一步提高装配式的建筑结构总体设计质量与效率，降低工程造价成本。
笔者有幸参与武汉市歌笛湖项目(地铁·复兴城)住宅项目一栋装配式建筑全过程结构设计工作。本文拟从装配式建筑优势、设计流程来分析探讨装配式结构设计过程中存在的问题以及应对策略。
1、装配式建筑的特点
装配式建筑是一种科学现代的建筑施工方式——将装配式建筑的预制构件提前在工厂内制造并运输到现场，将分散的装配式构件通过一定的装配工艺和一定的机械工艺结合，从而装配到整个建筑结构中。预制建筑系统构建了一个新的建筑行业的核心，与传统的建筑相比，装配式建筑具有加工专业、生产便捷、集成化高、建造效率高的特点。同时，装配式建筑减少了原有建筑建造过程中污染大、噪音大的缺点。装配式建筑相对于原有建造模式，更是具有以下优越性：首先，随着生产力成本的逐渐增加，原有的建筑人工成本越来越高，增加了建筑物的建造成本，装配式建筑从根本上改变了原有的建造方式，将传统粗放式建设向集约化、精细化的工业生产转变。其次，建造方式以专业的工厂化建造为主，利用现代工业化流水线成产，从根本上减少对人工劳动力的需求，同时工业化流水线组装件生产，可以很好的提高组装件的精度，有效的避免了原有工地式生产粗放型、精度低的缺点。装配式建筑具备节能绿色环保、节约人力、缩短工期、节省模板，构件质量提高等优势，同时在现阶段也存在以下缺点。装配式建筑造价成本较高，由于装配式建筑在我国还处于起步发展阶段，新的工艺新的技术推广,另外装配式构件一般在市区的郊区构件厂生产预制，运输成本相对传统建筑要高。其次，装配式建筑应预制构件的尺寸受限,主要是复杂的尺寸预制及安装较为困难，大体积构件运输受限，安装也较为不便。然后装配式建筑虽然大部分是预制，但是节点核心区还是存在二次现浇灌浆套筒注浆，二次构件依然存在大量现浇工程量。最后，装配式建筑抗震性能仍待时间检验，由于装配式建筑处在起步推广应用阶段，装配式施工对工人技术要求较高，工人技术水平参差不齐，装配式建筑施工的核心就是连接节点灌浆浇筑，目前还缺乏完整系统的规范规程来检验灌浆套筒浇筑质量的检测。
2、装配式建筑结构设计流程
在方案初始阶段结构设计师就应该从预制装配式的角度出发，进行建筑方案及立面设计优化，并会同各方商讨建筑方案，提出预制构件设置部位及多套预制装配率组合方案并进行经济技术分析，而不能简单理解为方案设计是建筑专业的事情，和结构专业关系不大，由结构专业在后期进行拆分即可。建议预制装配方面的专业技术人员及早介入，共同把方案朝着适合装配式建筑的角度去发展。对于结构构件的布置也需要前置介入并通过计算确定剪力墙及结构梁柱的布置。在初步设计阶段要完善预制装配式设计，包括预制装配式平面分布、立面分布、墙身剖面、节点大样、工程量初步统计清单等并确定装配结构体系。施工图设计阶段要与其他各专业同步提出预制装配式设计送审图纸，设计深度需满足审图要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆深化设计阶段配合项目施工进度提出预制装配式设计深化图，包括所有预制构件生产信息、加工金属件信息、结构连接方式、施工安装信息、预制构件强度计算书、工程量详细统计等。
3、装配式建筑设计要点及注意事项
一般采用预制构件的部位有内外墙板、凸窗、空调板、阳台板、楼梯、梁柱及楼板等。由于装配式建筑存在大量的拼接缝，仅采用传统建筑的防水方案是不恰当的，只有采用疏堵相结合的办法才是装配式建筑最佳的防水措施，也是建筑设计的重点。建筑立面横向装饰线条尽量不跨层间，且考虑非预制装配式构件实现，对于窗间墙有奇偶层变化时，线条造型宜凹不宜凸。预制装配式外墙板间的竖向缝(跨间划分)和水平缝(层高划分)，缝宽为20mm，预制外墙板上下面需设高低缝反坎构造形成构造防水，缝内填PE棒或橡胶条，再打不小于10mm厚度的耐候胶，同时在竖向缝每隔2层～3层设置排水管将进入缝内的水排出。预制装配式外观面可采用反打面砖或石材技术，预制装配式外观面即为完成面，无需传统二次抹灰等后处理工序。考虑面砖模数及预制装配式板缝等因素对层高、窗洞、立面分缝的影响，设计需画出面砖排版图。为保持预制装配式窗洞尺寸与现浇窗洞尺寸统一，需考虑现浇窗洞尺寸适当放大，一般为每边加宽50mm。凸窗为围护构件，不作为结构受力，结构设计需考虑凸窗自重，凸窗外凸尺寸一般为600mm，转角凸窗必须加设150mm～200mm预制装配式墙垛，使得预制装配式凸窗成为一个整体，锚固到外墙或结构梁板上。武汉地区一般采用预埋铝合金材质窗框，建筑窗洞边与结构边缘需预留100mm～150mm预制装配式墙垛。预制空调板的地漏设在板中心，排水坡通过预制实现。阳台进深1500mm以下时，建议阳台为结构挑板形式，尽量不采用梁板式，阳台外围翻坎上预留盲孔安装栏杆。预制梯段板上端采用铰支方式，建议取消平台梯段梁，使平台梯段整体预制，虽增加板厚但大幅提高效率。一般预制装配式楼梯踏步面无需另做饰面层。平台处如为现浇，需考虑粉刷厚度。双跑楼梯尽可能调整为同方向，减少模具套数，降低模具成本。楼梯间预制装配式外墙划分尽量与同层预制装配式外墙一致。预制柱、梁对接时，预制梁边缘距预制柱边缘考虑钢筋布置需满足50mm距离要求，不同方向的梁与柱交接时，两个方向梁的高差宜为100mm。楼板多为60mm预制板加80mm现浇板组成叠合楼板，对于管线集中区域现浇部分需加厚。对于底部现浇预制的转换层楼面外圈需现浇牛腿，用于搁置预制装配式外墙板，外挑尺寸取预制装配式板面平齐。
结束语
综上所述，经过上述对歌笛湖项目(地铁·复兴城)住宅项目当中装配式的建筑结构总体设计要点分析，了解到装配式的建筑结构总体设计属于一项极具复杂性的工作内容，包含着众多的设计要点及步骤，对设计工作者的专业度要求相对较高。为了能够让设计人员更好的掌握这些设计要点，开展标准化的装配式的建筑结构专项设计工作，设计人员就必须积极投身于实践探索当中，积累更为丰富深的实战经验，充分把握装配式的建筑结构各项设计要求，提高装配式的建筑结构总体设计效果。
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作者简介：
邢 刚（1984-），男，湖北武汉人，结构工程师，主要从事多高层建筑混凝土结构设计、装配式结构设计与研究，擅长医疗、教育、住宅和工业建筑结构设计以及EPC项目、PPP项目的设计管理。
论文作者:邢刚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/11
标签：建筑论文; 结构设计论文; 建筑设计论文; 结构论文; 构件论文; 建筑结构论文; 窗洞论文; 《防护工程》2018年第36期论文;