徐蓉

摘要：隨著我國建筑行業(yè)的顯著發(fā)展，其向工業(yè)化轉(zhuǎn)型的發(fā)展腳步也越來越快。飛速的發(fā)展速度使得裝配式建筑形式被人們普遍熟知，并且得到了越來越多的認(rèn)可與使用。本文筆者就裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析，以供參考。

Abstract： With the remarkable development of China's construction industry， the pace of its transition to industrialization is getting faster and faster. The rapid pace of development has made prefabricated architectural forms widely known and increasingly recognized and used. In this paper， the author briefly analyzes the points of the prefabricated building structure design for reference.

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)；分析

Key words： prefabricated buildings；structural design points；analysis

中圖分類號：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）19-0230-02

0 引言

近些年發(fā)展起來的裝配式建筑相對于傳統(tǒng)式的建筑而言，能夠更加有效地并且嚴(yán)格地控制建筑的質(zhì)量，除此之外，發(fā)展裝配式建筑這一新型的建筑方式能夠提升建筑業(yè)整體的水平，主要表現(xiàn)為科技方面和管理方面。并且對于能源方面，可以節(jié)約建筑過程中所用的資源，這樣有利于建筑的可持續(xù)發(fā)展，這也是我國建筑行業(yè)需要發(fā)展的必要趨勢。所謂建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的就是設(shè)計(jì)人員對施工建筑的表達(dá)，并且需要將建筑的重要性、抗震防裂度、建筑場地的自然地質(zhì)地貌等因素充分融合進(jìn)去，最終表現(xiàn)在施工設(shè)計(jì)圖上。本文筆者就裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程、預(yù)制構(gòu)件的拆分、結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、圖紙校審，建筑成本控制五個(gè)方面進(jìn)行分析討論。

1 設(shè)計(jì)流程

裝配式建筑的設(shè)計(jì)流程與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)不同。在方案、總體、施工圖過程中，均應(yīng)包括裝配式設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，并且增加了裝配式結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)階段。

在方案階段，設(shè)計(jì)單位應(yīng)充分了解項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模、定位目標(biāo)及業(yè)主的成本控制要求。結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)選用符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)類型，框架柱、剪力墻等抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)，剪力墻結(jié)構(gòu)的門窗洞口宜上下對齊，同時(shí)其平面位置和相對尺寸應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力及預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)要求。現(xiàn)階段常見的裝配式結(jié)構(gòu)型式有：裝配整體式框架結(jié)構(gòu)、裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)等。同時(shí)應(yīng)與建設(shè)單位共同確定明確的裝配式技術(shù)實(shí)施方案，為后階段的設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)。

在總體及施工圖階段，做好常規(guī)設(shè)計(jì)的同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分了解裝配式建筑物的構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸及現(xiàn)場裝配的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)確保設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工間的緊密配合。裝配式結(jié)構(gòu)施工圖為滿足工業(yè)化建造的要求，應(yīng)優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的種類，遵循受力合理、連接簡單、施工方便的原則。同時(shí)應(yīng)與設(shè)備專業(yè)配合，滿足各專業(yè)管道，管線的預(yù)留預(yù)埋要求。

裝配式結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)階段，構(gòu)件加工圖紙可由設(shè)計(jì)單位與預(yù)制構(gòu)件加工廠配合設(shè)計(jì)完成，但結(jié)構(gòu)專業(yè)需要提供預(yù)制構(gòu)件的典型構(gòu)件詳圖，進(jìn)行構(gòu)件脫模，吊裝階段的計(jì)算。同時(shí)還要考慮生產(chǎn)運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝時(shí)的吊鉤、臨時(shí)固定設(shè)施安裝孔的預(yù)留預(yù)埋。

裝配式結(jié)構(gòu)的施工圖主要包括：預(yù)制構(gòu)件平面布置圖（編號、重量、構(gòu)件明細(xì)表等），預(yù)留插筋布置圖，各類典型預(yù)制構(gòu)件示意圖，通用連接節(jié)點(diǎn)詳圖。裝配式結(jié)構(gòu)的計(jì)算書主要包括：裝配式結(jié)構(gòu)整體計(jì)算書、無支撐疊合構(gòu)件兩階段計(jì)算書、接縫的受剪承載力計(jì)算、連接件和預(yù)埋件的承載力計(jì)算書、外掛墻板及連接節(jié)點(diǎn)計(jì)算書等。

2 預(yù)制構(gòu)件的拆分

不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著更高的要求：需要完成施工圖的設(shè)計(jì)和構(gòu)件生產(chǎn)詳圖的設(shè)計(jì)。PC詳圖是工廠內(nèi)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的主要依據(jù)，工廠生產(chǎn)出的所有的預(yù)制構(gòu)件，在拆分后的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需要進(jìn)行制作圖的設(shè)計(jì)工作。

進(jìn)行構(gòu)件拆分的因素主要有以下幾種：①進(jìn)行構(gòu)件拆分可以降低施工的綜合成本，以此來實(shí)現(xiàn)成本可控的結(jié)果；②便于現(xiàn)場施工，施工過程中大構(gòu)件的出現(xiàn)會給施工人員帶來很大麻煩，因此對于大構(gòu)件進(jìn)行拆分可以減少施工的措施。③進(jìn)行拆分工作有利于工廠對于構(gòu)件的生產(chǎn)、構(gòu)件運(yùn)輸以及進(jìn)行構(gòu)件現(xiàn)場吊裝工作。④節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)科學(xué)合理。⑤構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

建筑在使用過程中會受到各種各樣外力的干擾，因此，建筑整體結(jié)構(gòu)的安全可靠對于其使用來說是非常重要的。在施工前，對于構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的拆分是裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)。構(gòu)件拆分不僅僅在于了解主體結(jié)構(gòu)的受力情況，同時(shí)還會對建筑的功能、建筑的平立面、預(yù)制構(gòu)件承載能力以及工程造價(jià)等等都會產(chǎn)生非常重要的影響。因此，在對構(gòu)件拆分進(jìn)行審查工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照“模數(shù)協(xié)調(diào)原則”來檢查各個(gè)預(yù)制構(gòu)件的尺寸，拆分位置的精確程度，最大限度地減少預(yù)制構(gòu)件的種類，從而優(yōu)化建筑的整體結(jié)構(gòu)，使方案的設(shè)計(jì)努力得到質(zhì)量好、功能高、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的最佳方案。

3 結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

在裝配式建筑工程中，對于預(yù)制構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，是裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中的重中之重，同時(shí)也是在工程項(xiàng)目整體完成后極其容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)。所以，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)過程中，一定要注重設(shè)計(jì)中各個(gè)連接節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)安全性能，以保證在使用過程中傳力合理并且明確，節(jié)點(diǎn)處的計(jì)算分析與實(shí)際受力情況相符合。除此之外，還要做好節(jié)點(diǎn)位置的防水、防火等一系列的功能性設(shè)計(jì)。

裝配式節(jié)點(diǎn)的連接技術(shù)主要有套筒灌漿連接、漿錨搭接、螺栓連接、抗剪鍵槽等。根據(jù)不同的連接方式，需配合相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算及技術(shù)要求。

在現(xiàn)階段，裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理是等同現(xiàn)澆。其意思是，在施工過程中，通過采用可靠地連接方式以及必要的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造措施，使得裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的作用基本上和現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的效果基本等同。除結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式之外，在施工過程中，必須根據(jù)建筑項(xiàng)目的具體情況和規(guī)范的要求做一些改善。

4 圖紙校審

不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著更高的要求：需要完成結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)和裝配式構(gòu)件生產(chǎn)詳圖的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)單位在所有的設(shè)計(jì)工作完成后，一定要對于設(shè)計(jì)圖進(jìn)行審核并且校驗(yàn)，以減少在施工過程中出現(xiàn)的一系列問題。在現(xiàn)階段的建筑業(yè)方面，所有設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出來的成果，都是以圖紙的形式展現(xiàn)出來，因此，圖紙校審這一工作程序必不可少，這也是控制圖紙質(zhì)量以及施工質(zhì)量的最為有效的手段之一。但是，裝配式建筑這一新型建筑形式的施工圖以及工藝圖紙內(nèi)容多，并且極為繁瑣，因此建議可以通過采用多種措施對圖紙進(jìn)行審查，例如，可以使用BIM軟件建立模型，通過軟件對其自動碰撞檢查。除此之外，也可以將之前所出現(xiàn)過的常見的圖紙問題進(jìn)行匯總，與需要進(jìn)行校審的圖紙相比對，以此來完成圖紙的審查工作。

5 建筑成本控制

對于建設(shè)單位來說，控制好建筑工程的成本也是設(shè)計(jì)要求中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。因此為了更好地推動裝配式建筑的成本控制，設(shè)計(jì)單位需要對PC構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、和安裝的成本進(jìn)行精確的預(yù)估，綜合考慮項(xiàng)目所在地區(qū)構(gòu)件加工廠的生產(chǎn)能力，施工單位的運(yùn)輸、吊裝等施工條件。在施工前對于整體工程項(xiàng)目進(jìn)行成本預(yù)算，并且還要考慮在施工過程中減少不必要的開支。

目前，我國相關(guān)部門對于PC構(gòu)件生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并沒有統(tǒng)一制定，因此，這就導(dǎo)致了PC構(gòu)件的生產(chǎn)市場比較混亂，相關(guān)構(gòu)件的成本高，進(jìn)而會限制相關(guān)行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。這就需要設(shè)計(jì)單位在工作中提高預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件種類，減小構(gòu)件的生產(chǎn)成本，進(jìn)而可以以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的有效控制。

作為裝配式建筑施工環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)測構(gòu)件安裝技術(shù)水平的高低和安裝的質(zhì)量好壞也影響著建筑成本的高低。因此在結(jié)構(gòu)施工圖中，還要對預(yù)測構(gòu)件的運(yùn)輸方式，安裝施工提出明確的技術(shù)要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于成本的控制。

6 結(jié)語

裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)的工作，需要設(shè)計(jì)人員具備十分扎實(shí)的理論基礎(chǔ)及自身極強(qiáng)的責(zé)任心。并且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是整個(gè)建筑工作系統(tǒng)順利進(jìn)行的前提。隨著時(shí)代的發(fā)展，以及人們生活水平的不斷提高，人們對于建筑的要求越來越高，裝配式建筑在實(shí)際的發(fā)展過程中逐漸轉(zhuǎn)變了建設(shè)方式，并且大力推進(jìn)了建筑行業(yè)的成功轉(zhuǎn)型，其憑借著自身的優(yōu)勢，有效地迎合了人們的生活需求，這就使得裝配式建筑方式越來越受到人們的喜歡以及認(rèn)可，裝配式建筑方式在實(shí)際的建筑施工過程中發(fā)揮著極為重要的作用。

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