基于绿色节能理念下的预制装配式建筑结构体系与设计应用

陆杨

（武汉中合元创建筑设计股份有限公司）

1 预制装配式建筑结构体系

建筑工程建设过程中，将原本需要在施工现场进行浇筑的工作内容转移到工厂内进行工业化生产。预制装配式建筑在具体建设过程中，除了在施工现场进行可靠连接外，多数构件加工都在工厂内进行，这样可以保证工程的施工进度、施工质量，同时，也可以减少环境的污染。

2 预制装配式建筑构件应用的优势

通过对预制装配式建筑结构的应用，可以使建筑工程的整体质量得到显著提升，装配式建筑与传统建筑相比，其优势主要体现在以下几个方面：

1）建筑工程具体施工期间，在对预制装配式技术的应用，经常会采用大量的轻质墙板，这就使建筑工程的具体施工内容变得更加简单、快捷、高效，可以大幅度减少建筑工程建设中各种物力和人力的投入，从而降低建设建筑工程中的成本投入，这对于管理建筑工程的成本，以及相应管理工作的顺利开展都有着重要意义[1]。

2）缩短建筑工程建设的整体周期，通过对预制装配式建筑的合理应用，可以在保证建筑工程整体质量的基础上，加快工程建设的整体速度，缩短工期，这也可以减少投入成本[2]。同时，预制式装配式建筑结构还可以降低工程建设对生态环境造成的不良影响，提高建筑工程的环境效益。

3）预制装配式建筑工程对施工人员总体能力的要求较低，具体施工过程中，可以实现对工程施工质量的合理控制，并且，同传统建筑工程施工技术相比，该项技术在设计应用过程中，消耗的材料少、符合可持续化发展和绿色理念，对于提升建筑工程的整体安全性来说意义重大。

3 智能化技术在预制装配式建筑结构体系设计中的应用

预制装配式建筑结构体系设计过程中，应合理的对智能化技术进行应用，从而加快设计速度，提升设计质量。例如，在具体设计过程中，可以通过计算机中智能化设计软件应用，完成对建筑结构体系的模拟，通过可视化模型，对预制装配式建筑结构体系是否合理进行判断，及时发现具体设计过程中存在的各项问题，并且采取相应的措施对问题进行合理处理。在预制装配式建筑结构体系设计期间，通过对计算机中智能化软件的应用，可以提升设计合理性，缩短设计时间[3]。

4 预制装配式建筑结构体系设计要点

4.1 设计预制装配式建筑框架结构

框架结构在预制装配式结构体系中占有很大比例，特别是在大型商场、大型办公楼等公共建筑中。框架结构在实际应用过程中具有性能好、运输方便、结构简单等多项优势，这也使该项结构得到了广泛应用[4]。在对框架结构进行设计时，应该首先要保证框架结构的整体强度、抗震等级，可以满足建筑工程的相关国家规范要求。从实际情况来看，框架柱、框架梁等构件形式、种类及尺寸应尽量归并；在进行平面设计时，应当严格遵守梁柱中心线与竖向平面中心线重合。框架结构有许多部分共同工程，预埋件则是其中最为重要的一项构成部分，因此，在实际设计过程中，要处理好预埋件，确保其受力均匀，从而使其对于力的传递作用可以得到合理发挥。

4.2 处理接缝、节点

在设计装配式建筑时，应当从实际情况出发，处理好接缝、节点，这也是保证建筑工程最终质量可以满足应用需求的关键。装配式结构建筑在具体组装期间，接缝、节点等处的防水、抗震能力都施工重点，这也是人们最容易疏忽的一项问题，如果，在该方面出现问题，将会对建筑工程的使用产生不良影响，情况严重时，会导致建筑工程结构出现安全隐患，会引发各种不同类型的故障[5]。通常来说，对接缝、节点的处理，可以通过机械连接的处理方式完成相应的处理，在具体处理流程如下：

1）连接拆分构建预留钢筋。

2）选择高于连接构件一个等级的混凝土，并且要在其中掺入微膨胀剂，完成相应的浇筑作业。

3）浇筑作业完成后，应当进行振捣密实，从而使建筑工程中采用的构件的抗震性、耐久性、防水性都能够得到进一步提升，满足相应的质量标准要求。

4.3 设计剪力墙结构

设计预制装配式建筑结构期间，应当加强对剪力墙结构设计的重视，主要包括的内容有梁结构、板结构等多种不同类型的形式。设计剪力墙结构时，要注重对承重墙结构的重视。具体设计工作开展前，需要做好相应的设计工作，同时，要与连接设计和抗震设计内容进行结合。钢筋是结构剪力墙结构中的一项重要部件，在对其进行设计时，应当适当提升结构中采用的钢筋的强度，从而使连接变得更加紧密，提高建筑的安全性与可靠性[6]。除此之外，要对建筑工程现场的具体情况进行全面了解，完成对工程施工现场情况的合理勘察，对建筑工程的拼接和结构位置进行全面分析，从而有效避免建筑工程中反复应用多个构件，使建筑工程整体设计的合理性得到进一步提高。

4.4 处理构件开裂技术

装配式建筑工程建设过程中要利用运输、吊装等各种施工方式来完成相应的施工。在具体施工期间，应当严格的依据相应的规范进行。针对装配式建筑工程结构的的运输、吊装等各项作业来说，具体作业前，要做好模拟受力分析，从理论上来说，只有运输、吊装期间的实际受力情况与设计模拟相近或相似，构件在应用期间才不会开裂，不会对建筑工程的整体质量造成不良影响。但是，从实际情况来看，具体施工中，受选择的运输方式，以及施工条件影响，想要杜绝裂缝十分困难，为了减少和避免开裂现象在运输和吊装中出现，应加选择加大被拆分构件配筋方式完成相应的处理。

5 优化预制装配式建筑结构体系设计的措施

5.1 提升重视程度

由上到下提升对预制装配式建筑结构的重视。在实际发展过程中，应充分结合装配式建筑的具体发展趋势，优先处理装配式建筑工程设计，针对预制装配建筑的具体发展应开设一个绿色通道，优化审批流程，从而使企业在发展过程中能够将更多的精力和时间都放在优化设计方案上。

5.2 加强队伍建设

预制装配式建筑设计作业需要人员的参与，而设计人员的综合素质会对设计的优劣势以及建筑工程的整体质量造成直接影响。因此，应当给设计人员提供良好的学习环境，使设计人员可以参加业务培训、外出参观、与其它技术人员针对预制装配式建筑工程的设计技术进行交流，从而使其能力可以得到提升，满足预制装配式建筑设计的具体需求。

设计人员录用时，对于设计人员的选用应当从学历、设计方案、理论知识掌握情况等多个方面入手进行全面考核。并且，设计人员正式进入到工作岗位前，要参加相应的培训，使其做好从事预制装配式建筑工程的设计准备，确保设计工作的顺利开展。

定期对设计人员的业务水平能力进行考核。同时，应当将考核结果与绩效进行关联，通过该方式，使设计人员树立主动学习意识，提升工作人员在实际工作岗位中的紧迫感和危机感，使设计人员在日常工作中，不断学习新的设计理念和知识。同时，在条件允许的情况下，应尽量增加在资金上面的投入，要创造条件让企业中从事装配式建筑设计的人员多参加技术交流会议，使其可以对预制装配式建筑的设计有一个更深刻的认识，提升设计水平。

5.3 创新技术，优化设计方案

在设计装配式建筑过程中，要加强对设计技术的创新，对装配式建筑的设计进行规范，提升设计水平，提高装配式建筑的整体质量，对力学性能进行合理优化，从而实现更严密的科学装配式建筑结构设计，对新材料、新技术、新工艺等各项内容进行研发。近几年，我国BIM技术、大数据都被应用到了不同行业中，预制装配式建筑结构设计也应当紧跟时代发展脚步，充分结合我国建筑工程行业的具体发展情况，不断加强对材料、设备的技术升级，加强人才储备，构建与我国实际发展情况相符的预制件产品档案，进行最优装配式建设设计，满足不同类型建筑、企业的需求，促进预制装配式建筑行业的发展。

6 结语

预制装配式建筑近几年在我国的发展速度较快，但由于起步较晚，目前并未形成规模化生产，整个产业链发展还有待人们进一步研究和完善。预制装配式建筑结构体系的设计一定要通过科学的分析并不断的学习掌握更先进的设计理念，使设计得到进一步优化。