摘要：发展装配式建筑这一新型的建筑方式能够提升建筑业整体的水平，主要表现为科技方面和管理方面。并且对于能源方面，可以节约建筑过程中所用的资源，这样有利于建筑的可持续发展，这也是我国建筑行业需要发展的必要趋势。本文笔者就装配式建筑结构设计的要点进行了简要分析。
关键词：装配式建筑；结构设计；设计要点
在建筑设计中，装配式结构设计有着广阔的发展前景，为了实现其设计的进步与完善，需要我们根据其设计的特点进行相应的优化，让装配式结构设计具有规范性、合理性和专业性，实现对我国建筑行业发展的推动。优化装配式结构设计，提升建筑施工质量，节约建筑建设成本，可以从设计的层面对建筑行业进行影响，实现建筑行业的进步与发展。
1 装配式建筑结构的设计流程
装配式建筑的设计流程与传统的建筑设计不同在方案、总体、施工图过程中，均应包括装配式设计的相关内容，并且增加了装配式结构的深化设计阶段。在方案阶段，设计单位应充分了解项目的建设规模、定位目标及业主的成本控制要求。结构专业应选用符合抗震设计规范要求的结构类型，框架柱、剪力墙等抗侧力构件宜上下连续，剪力墙结构的门窗洞口宜上下对齐，同时其平面位置和相对尺寸应满足结构受力及预制构件设计要求。现阶段常见的装配式结构型式有 ：装配整体式框架结构、装配整体式框架 - 现浇剪力墙结构、装配整体式剪力墙结构等。同时应与建设单位共同确定明确的装配式技术实施方案，为后阶段的设计工作提供依据。
在总体及施工图阶段，做好常规设计的同时，结构设计应充分了解装配式建筑物的构件生产、运输及现场装配的技术要求。设计过程中，应确保设计、生产、施工间的紧密配合。装配式结构施工图为满足工业化建造的要求，应优化预制构件的种类，遵循受力合理、连接简单、施工方便的原则。同时应与设备专业配合，满足各专业管道，管线的预留预埋要求。装配式结构的深化设计阶段，构件加工图纸可由设计单位与预制构件加工厂配合设计完成，但结构专业需要提供预制构件的典型构件详图，进行构件脱模，吊装阶段的计算。同时还要考虑生产运输和现场安装时的吊钩、临时固定设施安装孔的预留预埋。
2 装配式建筑结构设计的优化
2.1 平面与立面设计
装配式建筑前期设计中的基础是对平面和立面的设计，其中对于平面的设计，要求根据建筑构件之间装配的具体情况，来对相关尺寸以及套型模块需求进行分析，从而对建筑空间的内部布局进行综合的选择，从而完成对承重墙以及管井位置的布置，使得建筑内部空间的各个功能区的体现与划分得到保证，确保整个建筑的美观性。
2.2 预制构件的设计
不同于传统的现浇混凝土结构，装配式建筑的结构设计有着更高的要求：需要完成施工图的设计和构件生产详图的设计。PC 详图是工厂内生产预制构件的主要依据，工厂生产出的所有的预制构件。
（1）预制构件的深化设计
预制构件制作前应进行深化设计，深化设计文件应根据本项目施工图设计文件及选用的标准图集、生产制作工艺、运输条件和安装施工要求等进行编制。预制构件详图中的各类预留孔洞、预埋件和机电预留管线须与相关专业图纸仔细核对无误后方可下料制作。
（2）预制构件连接设计
装配式结构竖向及水平接缝部位的钢筋应采用套筒灌浆连接，接头要满足行业标准。预制剪力墙中钢筋接头处套筒外侧钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 15mm，预制柱中钢筋接头处套筒外侧箍筋的混凝土保护层厚度不应小于 20mm，套筒之间的净距不应小于 25mm。预制板、预制梁与后浇混凝土叠合层之间的结合面应分别设置粗糙面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆预制梁端面应设置键槽且要设置粗糙面，键槽的尺寸和数量应满足国家现行有关规范要求。预制剪力墙的顶部和底部与后浇混凝土的结合面应设置粗糙面，侧面与后浇混凝土的结合面应设置粗糙面，也可设置键槽。粗糙面的面积不宜小于结合面的 80%。预制板的粗糙面凹凸深度不应小于 4mm，预制梁端、预制墙端的粗糙面凹凸深度不应小于 6mm。预制构件连接部位座浆材料的强度等级不应低于被连接构件混凝土强度规划与设计要求等级。
（3）预制构件构造设计
本工程预制楼板全部采用预制叠合单向板，底板开洞应在制作时预留，开洞位置应避开桁架钢筋的位置。当洞宽小于 300mm 时，受力钢筋绕过洞口，不得切断；当洞宽大于300mm 小于1000mm 时，应设洞边附加筋，洞口每侧各两根，其截面积不小于被洞口截断之钢筋面积。屋面及立面收进的楼层应在预制剪力墙顶部设置封闭的后浇钢筋混凝土圈梁，圈梁应与现浇或者叠合楼、屋盖浇筑成整体。各层楼面位置，预制剪力墙顶部无后浇圈梁时，应设置连续的水平后浇带，水平后浇带内应配置不少于 2 根连续纵向钢筋，其直径不宜小于 12mm。
（4）预制构件的防水设计
建筑在使用中长期中受到太阳辐射、雨雪、生活用水等环境的影响，因此要求混凝土不仅具有优异的防水性，还要有良好的耐久性。装配式建筑的预制楼板和外墙是建筑主要与环境接触的部位，因此相邻预制构件的连接技术就成了影响建筑防水的关键因素。本工程的预制三明治外墙板所采用的防水形式为封闭型，这种防水密封主要有三道措施，其三明治外墙板采用的防水形式最外侧采用的是高弹力聚氨酯耐候密封胶及泡沫棒，中间部分作为减压空间，并使用防水橡胶条进行压紧处理，内侧使用的是灌浆层砂浆封堵，从而实现有效防水。
2.3 构造节点的设计
构件的构造节点设计是混凝土剪力墙结构设计过程中的关键性内容，其中预制外墙板的防水薄弱部位构造节点、材料选择过程中要充分考虑建筑物理性能、耐久性、装饰性要求。各类接缝要充分依据工程实际施工情况、所处环境条件合理设计，以便满足防水和节能要求，针对外墙板的垂直缝，可使用材料、构造防水两相结合的方式进行处理，预制外墙板水平缝构造防水时可采用企口缝或高低缝来进行处理。各部位的接缝宽度要满足材料受环境影响情况下的变形要求。外墙板连接节点的密封要能与混凝土相容，并满足有关性能要求，对于门窗要确保安装稳固、安全、封闭性好。外围围护结构要依照国标进行严格计算，保温层要保持连续，满足围护结构节能标准。
2.4 装配式结构设计
在实际的装配式结构设计中，不同设计可以选用不同的技术，同样的设计也可能面对多种技术的选择，这就需要设计师进行衡量比较，选择具有较高性价比的一种技术来完成预定的设计。例如，北京 A 建筑项目在进行装配式结构设计时，有着 45% 的装配预制率，其设计就将每个环节所使用的技术进行了细化，包括使用外保温复合水泥板外墙作为预制外墙，将叠合梁和叠合楼板作为建筑内部所使用的梁板，充分考虑建筑的设计理念和所处环节，将建筑施工进行了模拟分析，从而得出最合适的装配式结构设计技术。对装配式建筑进行设计，应积极的应用 BIM 技术，要将设计方案和施工方案整合到同一数字模型中，通过数字化信息平台上建筑、结构和设备试运行优化方案。同时加强与预制加工工厂以及施工单位的交流确定出完整的设计图纸。
3 结语
装配式建筑结构设计是个系统的工作，需要设计人员具备十分扎实的理论基础及自身极强的责任心。并且建筑结构设计也是整个建筑工作系统顺利进行的前提。装配式建筑在实际的发展过程中建设方式在逐渐转变，并且大力推进了建筑行业的成功转型，其凭借着自身的优势，有效地迎合了人们的生活需求。设计人员应重视装配式建筑的结构设计，把握设计要点，提高技术应用水平。
参考文献：
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[2]卢苏梁.试析装配式建筑结构的设计要点及相关探讨[J].工程建设与设计,2019(06)
[3]周文勇,肖龙荣,余海滔,张宇轩,高金贺,艾显书.基于装配式建筑BIM模型的建筑设计方法与分析[J].工程建设与设计,2019(06)
论文作者:郭世磊
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/10
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