浅谈装配式建筑的结构设计优化

方宁

【摘要】装配式建筑的主要构件为预制构件，即将建筑的全部构件或者是部分构件分割为若干个单元，在工厂内预制完成后，运输到现场，将这些预制构件采取可靠连接方式搭建起来。与传统建筑相比，装配式建筑结构、装配式建筑物的制作工艺有着很大的不同，且装配式建筑结构设计过程中缺乏综合考虑，建设成本较高，导致装配式建筑的应用范围十分有限，无法得到更为广泛的应用。面对这样的问题，装配式建筑的结构设计优化，显得十分重要，也十分必要。本研究主要对装配式建筑的结构设计要点进行了分析，并探讨了装配式建筑的结构设计优化措施，以供参考。

【关键词】装配式建筑；结构设计；优化

相比较于传统建筑，装配式建筑的建造速度快、受气候影响较小，可以减少建筑垃圾的产生与建筑污水的排放，也能减少粉尘、噪声及有害气体，符合节能减排、绿色环保的现代化建筑理念的要求，因此，装配式建筑近年来得到了越来越多的关注与重视。

1、装配式建筑的结构优化设计要点

装配式建筑的结构设计中，为确保结构设计的可操作性与可行性，必须明确掌握装配式建筑的结构设计要点。装配式建筑结构优化设计指的是，在确保装配式建筑功能性、安全性的基础上，应尽可能地降低能源消耗，采取精细化、标准化、专业化的结构设计，通过多专业协作、多方案比较、精细化设计、标准化管理，实现土建成本、建筑功能以及结构安全的有机结合，实现装配式建筑的效益最大化[1]。

装配式建筑的结构设计中，首先，要充分考虑装配式建筑的功能需求，深入分析装配式建筑的立面造型、户型、柱网布置以及分缝等方面的内容，提出可行性建议，将建筑的不规则度、高度以及复杂度控制在合理的范围之内。其次，初步设计阶段，必须综合考虑建筑的结构布置、结构体系、建筑材料、基础型式以及各项参数，对多种方案进行可行性、经济性分析，从中选出最优方案，实现对土建造价的有效控制[2]。最后，施工图阶段，通过标准化配筋方法、精确的计算把控、科学的模型调整，并对施工图进行精细化内审、优化，实现对土建造价的进一步控制。

2、装配式建筑的结构设计优化措施

2.1有效利用相关政策

相比较于传统建筑，装配式建筑的建设成本相对较高，现阶段，我国为促进装配式建筑的发展，国家及各地区纷纷出台相关优惠政策，为装配式建筑的发展提供了良好的驱动力。在装配式建筑结构设计中有效利用相关政策，便可以在很大程度上降低成本。

2.2构建标准设计体系

为实现装配式建筑结构设计优化，应积极构建标准设计体系。标准设计体系主要由户型模块、交通核模块组成，有利于减少楼板构建、外墙构件的种类，可以提高装配式建筑的建造效率，实现装配式建筑经济性、功能性的协调统一。在标准化户型模块方面，合理调整某些户型的居室、客厅等空间的进深、开间，提高其功能尺寸的合理性；对于标准化交通核模块来说，根据产业化要求，将以往的非标准化交通核调整为多个标准化交通核，主要包括机电管井、电梯井、走道、楼梯的标准化[3]。装配式建筑的标准化、模块化，实现了各户型的多样化组合，能够建造通廊式住宅、塔楼、板楼等多种平面组合类型，为装配式建筑的多样化设计奠定了良好的基础。

2.3结构设计流程的优化

装配式建筑结构设计中，不仅要考虑功能性方面的问题，还要重视结构设计对构件生产、构件装配所产生的影响。对于装配式建筑来说，其对构件生产、构件运输、构件装配均有着十分严格的要求，基于此，结构设计必须涵盖始终，从设计阶段，便要对构建设计、构件装配、构建拆分等方面的内容进行优化，保证构件设计、构件生产以及构件装配之间的紧密连接，形成完整的流程。施工图纸设计过程中，为确保其可行性，还应对各种构件进行精细化设计，对预制构件的工序进行简化，尽可能地降低预制构件的生产成本，降低现场装配施工难度，确保装配式建筑结构的稳定性。

2.4结构技术体系的合理选择

装配式建筑结构设计中，结构技术体系指的是与结构设计有密切联系的技术体系，其与生产工艺息息相关。对于平面构件来说，若是采用预制方式，则可以应用叠合梁、叠合板；对于剪力墙来说，若是采用预制方式，则可以应用叠合剪力墙，单面预制或者是双面预制皆可，还可以应用全预制剪力墙。从竖向方面来看，剪力墙的连接可应用钢套筒连接，采取逐根连接、集束连接等方式。应根据实际条件或者是项目要求，来确定采用哪种方式。

2.5对预制构件部位进行严格把控

对于一个装配式建筑项目来说，应根据所选择的结构体系、预制装配率以及项目特点与要求，来确定哪些部分应当进行现浇、哪些部分应当进行预制。装配式建筑结构设计中，适合采用预制技术的主要是水平构件，包括叠合板、叠合梁、阳台、楼梯等，可以避免楼面施工时的脚手架搭设以及满堂模板，有利于减少装配式建筑的建造成本；然后是预制外墙，预制外墙集保温功能、装饰功能为一体，可减少外脚手架的搭设，也有利于减少装配式建筑的建造成本；最后可以考虑预制承重内墙以及非承重内墙[4]。此外，若有地方规定，则需按照地方规定的要求，合理确定预制部位、预制率。

2.6预制构件节点的优化

在装配式建筑结构设计中，节点设计是一个重点内容，也是一个难点内容，节点做法对建筑的抗震功能、使用性能产生着直接的影响。与此同时，节点连接的时候所使用的套筒、预埋件以及钢筋等，会大大增加装配式建筑的成本。对预制构件与预制构件之间、现浇混凝土结构与预制构件之间的节点连接进行优化，不仅有利于确保建筑的抗震功能、使用性能，还可以提高施工效率，一举两得。

结语：

裝配式结构建筑是一种新兴的建筑类型，可在一定程度上减少建筑工程的成本，也有利于降低能源、资源的消耗，能够实现投资回报率的提升，因此在建筑领域得到了越来越多的应用。。但就现阶段来说，我国在装配式建筑方面尚处于起步阶段，仍有很多开发商对装配式建筑不甚了解，在构件制作、建筑设计以及抗震设计等方面缺乏足够的经验，导致结构设计与装配式建筑的实际施工存在着明显的差异，还在一定程度上增加了装配式建筑的建设成本。面对这样的问题，为保障装配式建筑的实用性、安全性以及稳定性，必须对装配式建筑结构设计进行优化。

参考文献：

[1]袁旭伟.预制装配式建筑结构体系与设计[J].低碳世界，2017（35）：221-222.

[2]闫志平.预制装配式建筑结构体系与设计探究[J].建材与装饰，2017（46）：127-128.

[3]邓华智，沈传姣.探究装配式建筑设计的BIM方法[J].建材与装饰，2017（44）：85.

[4]覃玉坚.预制装配式建筑结构体系与设计[J].建筑技术开发，2017，44（20）：11-12.