文/張利偉 北京東方華太建筑設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 北京 100143

1、裝配式建筑的特點(diǎn)分析

裝配式建筑是建筑技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物，與傳統(tǒng)混凝土建筑相比，裝配式建筑具有非常突出的優(yōu)勢(shì)。第一，具有非常優(yōu)良的節(jié)能效應(yīng)。裝配式建筑具有綜合能耗低、建造過(guò)程節(jié)能、墻體高效保溫、門(mén)窗密閉節(jié)能、使用新能源以及節(jié)能型產(chǎn)品等特點(diǎn)。第二，能夠有效減少對(duì)水資源的依賴。在傳統(tǒng)建筑施工過(guò)程中，土建施工是非常重要的內(nèi)容。與此同時(shí)，土建施工對(duì)于水資源的依賴性比較強(qiáng)，尤其是在混凝土攪拌、水泥攪拌或者涂抹等過(guò)程中可能會(huì)造成比較大的水資源浪費(fèi)。但裝配式建筑在實(shí)際施工過(guò)程中，配件來(lái)源于工廠流水線，安裝人員僅僅需要按照設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行科學(xué)裝配即可完成，對(duì)于水資源的依賴性比較低，甚至還能夠在很大程度上保護(hù)水資源。第三，能夠在很大程度上節(jié)約建筑材料。裝配式建筑的各類(lèi)型配件在生產(chǎn)過(guò)程中具有嚴(yán)格的質(zhì)量管控以及設(shè)計(jì)精度，能夠整體提升相關(guān)建材的利用效率，同時(shí)能夠有效減少對(duì)建材的不良消耗。第四，施工效率比較高，可以有效縮短建筑工期。與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑具有很好的節(jié)能效果。依托工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化生產(chǎn)，需要大型建筑配件裝配生產(chǎn)。施工人員只能按規(guī)范進(jìn)行組裝，不能與傳統(tǒng)建筑進(jìn)行同聲傳譯和復(fù)雜化。

2、裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 設(shè)計(jì)流程要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了原有的設(shè)計(jì)內(nèi)容外，還增加了新的設(shè)計(jì)要求。在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉項(xiàng)目的規(guī)模和成本控制要求。建筑結(jié)構(gòu)選型應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)文件的要求進(jìn)行。剪力墻、柱等構(gòu)件的連接及位置應(yīng)合理設(shè)計(jì)。例如，剪力墻的相對(duì)尺寸應(yīng)滿足預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求。在預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要與施工單位共同確定設(shè)計(jì)和施工細(xì)節(jié)，共同討論技術(shù)實(shí)施方案，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供有效的參考。在施工圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要熟悉裝配式建筑的構(gòu)件生產(chǎn)等方面的技術(shù)要求，在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)要依據(jù)受力合理等原則合理選擇預(yù)制構(gòu)件的類(lèi)型，并且協(xié)調(diào)好其與管線預(yù)埋的設(shè)計(jì)要求。在結(jié)構(gòu)深化環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要注意與加工廠積極聯(lián)系，雙方共同設(shè)計(jì)構(gòu)件加工圖紙，必要時(shí)還需要進(jìn)行構(gòu)件脫模，并考慮吊鉤等工件的預(yù)留。

2.2 預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)與拆分

預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)單位的工藝水平合理設(shè)計(jì)其尺寸，最大限度地減少尺寸誤差，盡量避免因尺寸未達(dá)標(biāo)而產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還需要根據(jù)施工單位的提升水平等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。一些單位對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拆分，主要是為了降低施工成本。為了工程造價(jià)控制的需要，一些施工單位對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拆分，以保證施工順利進(jìn)行，優(yōu)化施工工藝，使節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)更加科學(xué)。建筑在施工和后續(xù)使用過(guò)程中，會(huì)受到人為因素、自然因素和特性因素的影響，建筑的可靠性和安全性也是行業(yè)和用戶最重要的指標(biāo)之一，因此必須保證預(yù)制建筑結(jié)構(gòu)的安全。拆分預(yù)制構(gòu)件是為了進(jìn)一步把握裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)受力情況，也是為了了解預(yù)制構(gòu)件的承載能力。例如在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，要確定現(xiàn)澆與預(yù)制的范圍，要明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拆分位置、構(gòu)件之間的拆分位置，同時(shí)要明確后澆區(qū)與預(yù)制構(gòu)件之間的關(guān)系。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況盡可能地減少構(gòu)件規(guī)格，要考慮結(jié)構(gòu)是否合理，要對(duì)相鄰構(gòu)件的拆分進(jìn)行了解，要合理選擇構(gòu)件接縫位置。

2.3 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

裝配式建筑門(mén)窗等防水性能較差部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)應(yīng)該加強(qiáng)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目工程所在氣候區(qū)、地理區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足建筑物防水的需求。例如，預(yù)制外墻板水平縫可以采用高低縫提高防水性能。在設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)裝配式建筑物不考慮抗震要求時(shí)，結(jié)構(gòu)的主要荷載為風(fēng)荷載，風(fēng)荷載作用時(shí)結(jié)構(gòu)大多處于彈性狀態(tài)，故而構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般僅需滿足內(nèi)力要求。當(dāng)建筑物需要考慮抗震要求時(shí)，建筑物結(jié)構(gòu)的主要荷載為地震荷載，若地震荷載過(guò)大則結(jié)構(gòu)極有可能進(jìn)入塑性狀態(tài)，因此構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在前者的基礎(chǔ)上還有著特殊設(shè)計(jì)要求，即要根據(jù)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)極限承載力設(shè)計(jì)，要考慮到構(gòu)建塑性時(shí)的局部穩(wěn)定情況，要保證梁塑性時(shí)的側(cè)向穩(wěn)定。為了盡可能防止梁發(fā)生側(cè)向彎扭失穩(wěn)，在設(shè)計(jì)受彎構(gòu)件塑性區(qū)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)兩相鄰支撐點(diǎn)間的間距、受壓翼緣的寬度設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，也要使節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于定位和調(diào)整。在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意避免厚鋼板的層狀撕裂。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)寬度應(yīng)考慮地震荷載和風(fēng)荷載的影響。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須注意不同連接節(jié)點(diǎn)的安全性能和受力情況，并能根據(jù)不同的連接方式采用不同的技術(shù)要求。

2.4 框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)體系在所有的建筑結(jié)構(gòu)體系中應(yīng)用最為廣泛，大多被應(yīng)用于高層建筑中，因此框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)必須引起我們的重視。在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要注意“剛?cè)岵?jì)”，若結(jié)構(gòu)太柔則容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，若結(jié)構(gòu)太剛則容易出現(xiàn)局部受損等情況。在設(shè)計(jì)時(shí)，還需要分清主次，要分清各部分構(gòu)件的重要性，要盡可能確保重要構(gòu)件在意外發(fā)生時(shí)不會(huì)垮塌、發(fā)生破壞，盡可能避免造成嚴(yán)重的后果。在設(shè)計(jì)時(shí)，倘若建筑布局不合理、較為混亂，則應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的布局設(shè)計(jì)框架體系結(jié)構(gòu)，當(dāng)建筑布局為啞鈴狀時(shí)，中間部位結(jié)構(gòu)的板厚應(yīng)該增加厚度，調(diào)整配筋。倘若地下水位偏高時(shí)，應(yīng)該注重框架體系的防水性能設(shè)計(jì)。對(duì)于地下室，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較強(qiáng)的抗?jié)B性，配置混凝土材料時(shí)應(yīng)按一定比例加入膨脹劑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系建筑長(zhǎng)度難以滿足伸縮縫間距要求時(shí)，應(yīng)增加配筋率，或調(diào)整保溫措施。當(dāng)預(yù)制房屋梁截面過(guò)大時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)仔細(xì)計(jì)算變形和配筋率，必要時(shí)采取加固措施。在出入口護(hù)欄的設(shè)計(jì)中，應(yīng)增加結(jié)構(gòu)柱，并對(duì)其進(jìn)行密實(shí)化。

結(jié)語(yǔ)：

鑒于裝配式建筑所具有各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，各工程建設(shè)單位要加大對(duì)該種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究力度。在明確預(yù)制構(gòu)件優(yōu)點(diǎn)的前提下，科學(xué)分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確定預(yù)制構(gòu)件、造價(jià)控制和立面設(shè)計(jì)的具體開(kāi)發(fā)方法和要點(diǎn)。要通過(guò)結(jié)構(gòu)體系的合理設(shè)計(jì)，確保建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，為后續(xù)工程施工提供可靠的施工依據(jù)和施工指導(dǎo)，確保預(yù)制構(gòu)件的優(yōu)勢(shì)在工程建設(shè)中得到充分發(fā)揮，為建設(shè)單位取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。