裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺談

何康明

摘要：近年來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展迅速，伴隨著市場(chǎng)不斷改善勞動(dòng)力成本，普及節(jié)能環(huán)保理念。在這種環(huán)境下裝配式建筑就此誕生，裝配式建筑有效地解決了長(zhǎng)周期、大工程、多材料的一系列問題。不過，因?yàn)槲覈?guó)的裝配建筑還有待改進(jìn)，許多開發(fā)商不了解裝配式建筑的特點(diǎn)，建筑設(shè)計(jì)、施工和抗震設(shè)計(jì)還存在許多不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際施工出來就會(huì)存在較大的差異，從而就提高了建設(shè)成本。所以在進(jìn)行施工之前，要先進(jìn)行科學(xué)有效的設(shè)計(jì)規(guī)劃，然后按照設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行分配和部件生產(chǎn)、裝配。因此，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性和安全性，是非常有必要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的裝配，以此來確保建筑最終的安全與質(zhì)量，促進(jìn)整個(gè)裝配建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：裝配式;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)淺談

引言

裝配式建筑的施工難度低、步驟少，同時(shí)與其他建設(shè)方式相比，更加節(jié)能環(huán)保。因此，其適用性范圍較廣，可以獲得較好的使用效果。但需要注意的是，要高效協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，對(duì)其中潛藏的問題與阻礙進(jìn)行全面挖掘，而后配合專業(yè)解決方法，防患于未然。

1裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）節(jié)能環(huán)保。裝配式建筑使用的材料大多為綠色環(huán)保類材料，因此最符合環(huán)保建筑理念的要求。同時(shí)，在材料、施工方式、設(shè)備等層面的選擇余地較大，因此不受材料單一性的束縛，進(jìn)而更能全面凸顯各項(xiàng)施工操作的環(huán)保性、節(jié)約性等方面的特征。（2）操作簡(jiǎn)單。拼裝形式最大的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單，污染小、產(chǎn)生的垃圾也少，因此可以讓環(huán)境的保護(hù)工作踐行的更加完全。（3）節(jié)約成本。因?yàn)楣?jié)約人力、物力、設(shè)備使用等，間接地減少了建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)中的成本。同時(shí)，機(jī)械化設(shè)備的參與度更高，故效率也較高。（4）有政府層面的政策支持。其可推動(dòng)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展更迅速，進(jìn)而更為全面地滿足對(duì)建筑的需求，讓人們的生活更便利、生活水平更高。

2裝配式建筑設(shè)計(jì)存在的問題

2.1 設(shè)計(jì)施工中的問題

在實(shí)際的施工過程中，往往也會(huì)因?yàn)橐恍┎环€(wěn)定的外在因素產(chǎn)生各類問題，首先是裝配式建筑最關(guān)鍵的接縫和節(jié)點(diǎn)問題，這兩個(gè)問題不僅會(huì)帶來建筑的安全性、可靠性降低，還有可能會(huì)出現(xiàn)不防水、耐久性與抗震不足等安全問題。另一方面就是建筑構(gòu)件方面所產(chǎn)生的問題，建筑構(gòu)件如果在運(yùn)輸過程中遭到損壞就會(huì)使得裝配式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)。

2.2 較高的經(jīng)濟(jì)成本

我國(guó)多用于傳統(tǒng)的建筑，裝配式建筑的規(guī)模尚處于一個(gè)還在發(fā)展的初始階段，裝配式建筑材料的不普遍應(yīng)用大大提高了在材料方面的成本，其次就是人工方面的成本。裝配式建筑中一些特殊的節(jié)點(diǎn)不但需要設(shè)計(jì)以及施工人員做到充分的了解，還需要在一些裝備的使用上進(jìn)行拆解設(shè)計(jì)，這在一方面限制了設(shè)計(jì)和施工人員的專業(yè)上限。

2.3 專業(yè)人才方面的缺乏

提到專業(yè)設(shè)計(jì)，就不得不說我國(guó)目前由于傳統(tǒng)建筑行業(yè)的沖擊，裝配式建筑面臨著專業(yè)設(shè)計(jì)人才、專業(yè)施工人才以及專業(yè)管理人才極其缺乏的瓶頸。在大多數(shù)的高校建筑類課程中，關(guān)于裝配式建筑介紹寥寥無幾，在已開設(shè)的高校課程中，也僅僅是做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹一筆帶過，關(guān)于實(shí)際問題如何解決并未有任何涉及。并且在實(shí)際施工上，由于要把許多人工環(huán)節(jié)去除，這就進(jìn)一步減少了對(duì)人員的需求量，但是在對(duì)施工人員的專業(yè)素質(zhì)上卻并沒有因此而降低，反而大大的提升了對(duì)施工人員的素質(zhì)要求。

3裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的鋼結(jié)構(gòu)施工因素

建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載影響較為深遠(yuǎn)，因此必須配合適宜的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)中必須遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)需求，全面考慮建筑的局部穩(wěn)定情況，同時(shí)結(jié)合裝配式構(gòu)造的極限承載能力落實(shí)設(shè)計(jì)。在實(shí)際施工中，要保證梁塑形時(shí)的各項(xiàng)性能作用穩(wěn)定發(fā)揮，防止側(cè)向彎矩失穩(wěn)情況。同時(shí)對(duì)各個(gè)支撐點(diǎn)的間距數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，并根據(jù)寬度設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)。在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)置過程中，要盡量避免出現(xiàn)層狀撕裂問題。同時(shí)在對(duì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接縫寬度設(shè)置時(shí)，要全面考量建筑自身承受的地震荷載與風(fēng)荷載，并根據(jù)不同部位連接點(diǎn)的安全性與承重情況選擇技術(shù)，配合最為合適的連接方式。通常情況下，高層建筑的框架結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用最為常見，框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)采用剛?cè)岵?jì)的方式，在保證硬度的同時(shí)使其具備一定的韌性。因?yàn)檫^硬或是韌度過高都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損。根據(jù)現(xiàn)有布局設(shè)計(jì)框架構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)時(shí)，要明確建筑的承重需求，而后精確配合構(gòu)件的厚度，防止結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到構(gòu)件質(zhì)量的影響。

3.2根據(jù)實(shí)際情況合理選擇框架結(jié)構(gòu)

一般在施工過程中，為了保障工程結(jié)構(gòu)體系的健全制度，必須要滿足所設(shè)計(jì)建筑的抗側(cè)力和它承載重力的要求，這需要設(shè)計(jì)人員對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的薄弱處環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在通過對(duì)框架的相關(guān)的一個(gè)應(yīng)用當(dāng)中，以此來促進(jìn)解決這些難題。在建筑框架的每個(gè)具體的方向上設(shè)計(jì)人員都要進(jìn)行相應(yīng)的接模。在這個(gè)過程當(dāng)中，如果沒有其他的抗側(cè)力體系，就可以把它叫做純框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力和它的承載力都是需要實(shí)現(xiàn)對(duì)剛接框架的有效控制。在工程建設(shè)當(dāng)中承重墻這個(gè)地方也是需要優(yōu)化提升的，優(yōu)化提升后有利于讓建筑空間得到一個(gè)有效的應(yīng)用而不是做無用功，還能夠大大提升這棟建筑的實(shí)用性和功能性。讓建筑的空間功能變得有實(shí)用價(jià)值，還可以提升建筑多面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化性。以此方便建筑結(jié)構(gòu)的一個(gè)有效的控制，也方便優(yōu)化實(shí)施建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

3.3貫徹以人為本的可持續(xù)發(fā)展思想

貫徹以人為本的人文原則。要知道，建筑是通過滿足人們對(duì)于生活的品質(zhì)追求，是我們社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的標(biāo)志之一。所以在進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，要達(dá)到建筑物與大自然的有機(jī)結(jié)合是非常重要的。還可以幫戶主利用能源來節(jié)約資源，目前來說，太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能潮汐能和地?zé)崮艿鹊榷紝儆诳稍偕茉础Ｈ绻軐⑦@些能源很好地利用起來，那可以為我國(guó)資源問題提供許多幫助，省去很多煩惱。利用太陽(yáng)能解決我國(guó)某些地區(qū)生活當(dāng)中的水源的提供問題，盡管一開始可能會(huì)花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，但是經(jīng)過長(zhǎng)期的驗(yàn)證可以得出能夠?yàn)槿藗兊纳钐峁┚薮蟮膸椭谝欢ǔ潭壬?，利是大于弊的。風(fēng)能也可以為人們提供很好的資源，許多偏遠(yuǎn)城市沒有大城市發(fā)展的快，許多資源問題跟不上，比如夏天沒有空調(diào)，電風(fēng)扇風(fēng)力太小，就可以在房頂安裝風(fēng)能發(fā)電機(jī)。通過這種方式對(duì)將自然風(fēng)力利用起來，這樣既節(jié)約了電能，還為居民解決了問題，這同時(shí)也代表了不可再生資源能夠被再生的風(fēng)能所代替，這都是能夠幫助戶主有效節(jié)約資源。

3.4防雷在預(yù)制裝配式建筑中的設(shè)計(jì)

根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50352-2019中規(guī)定，防雷接閃器在住宅屋面上的設(shè)置，應(yīng)滿足明敷設(shè)的要求。大部分住宅裝配式建筑中，女兒墻為預(yù)制構(gòu)件。沿女兒墻明敷設(shè)熱鍍鋅圓鋼時(shí)，應(yīng)提前在其外墻垂直面上預(yù)留好接閃帶支撐鋼板。在屋面疊合板上明敷的接閃帶，可直接在疊合板現(xiàn)澆層上做好接閃帶支撐柱墩，與普通建筑做法相同。通常利用柱內(nèi)兩根Φ≥16鋼筋焊接做防雷引下線時(shí)，優(yōu)先選用現(xiàn)澆柱內(nèi)鋼筋或預(yù)制墻板之間后澆帶內(nèi)鋼筋做引下線。但由于在建筑構(gòu)造中，轉(zhuǎn)角處存在為預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的情況，該部位也為電氣防雷的關(guān)鍵點(diǎn)，應(yīng)利用預(yù)制墻內(nèi)鋼筋做防雷引下線，但由于預(yù)制墻上下連接安裝，鋼筋并不處于連通狀態(tài)，鋼筋之間的連接通過套筒灌漿縱向連接，此時(shí)需要在預(yù)制墻柱內(nèi)額外增設(shè)附加導(dǎo)體，附加導(dǎo)體與預(yù)制板內(nèi)利用作為防雷引下線的鋼筋焊接聯(lián)通，并引出與其他預(yù)制板內(nèi)附加導(dǎo)體焊接聯(lián)通，附加導(dǎo)體之間的電氣聯(lián)通可通過設(shè)置連接板實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須結(jié)合實(shí)際施工操作的各種因素才能保證設(shè)計(jì)更合理、更科學(xué)。設(shè)計(jì)人員管線預(yù)埋、混凝土構(gòu)件的裝配施工、剪力墻配置、門窗的防水等每個(gè)施工種類與環(huán)節(jié)都應(yīng)得到設(shè)計(jì)與施工人員的重視，以保證技術(shù)交底工作的水平。

參考文獻(xiàn)：

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