装配式建筑的特点与设计

王汇玉 李南昌

（1.淄博建衡工程检测有限公司，山东 淄博 255000；2.山东黄金城地产发展有限公司，山东 淄博 255000）

1 装配式建筑及其特点

1.1 概述

预制装配式建筑指的是建筑构件都是在工厂预先加工而成，运输至现场直接进行安装形成建筑物，是一种新的建筑形式，根据预制构件的形式和施工方法的不同可以将预制装配式建筑分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升层建筑等5种类型。当前常用的预制装配式建筑主要有预制装配式混凝土建筑及预制装配式钢结构建筑。

1.2 特点

1）构件预制生产。建筑所需要的构建如内外墙板，梁，柱等都可以在工厂进行生产加工、设置数据，还可以批量生产。对建筑防火防潮，隔音保温等要求，也可以在工厂预制过程中做好准备。2）装配式作业。比起传统建筑的现浇作业，装配的过程更加精细，严谨，所产生的浪费，污染更小，对于劳动力的质量要求更高，数量要求减低。很好的落实了国家的科技兴国政策和可持续发展战略。3）过程简捷化。装配施工的各工序严格按照图纸来拼凑，不需要进行大规模的砌墙施工等工作，可以减少劳动力，提高施工效率，并降低施工成本。

2 装配式建筑设计的现状

业主的要求是设计公司设计相关建筑图纸的基础，而装配式建筑通常由设计公司与其进行对接，以图纸、加工图、选配图为主，对建筑、预制、部品进行选择与设计。在构件及部品设计、预制前期，应当以“少规格、多组合”的原则开展工作，但过少的种类使工厂在生产时无法开模，即使能够开模，但在吊装、模块阶段如何连接也将成为一个难题。过少的部品与构件使其在连接中无法使连接点的安全性及防水性得到保障。因此，装配式设计在工程开展前期首要解决的问题即在构件预制、生产、安全等阶段。

3 装配式建筑设计要点

3.1 立面和平面设计

立面与平面设计是装配式建筑结构设计的基础，设计人员在设计过程中，必须先做好平面设计工作，然后再将其与建筑结构的实际情况结合在一起，综合考虑各个构件的尺寸与功能要求，同时合理的划分建筑内部各个空间的大小，才能在充分发挥建筑物空间功能与空间作用的前提下，满足装配式建筑设计的质量要求。

3.2 预构件设计

标准化、规范化、模式化是装配式建筑预制配件在其设计、生产过程中应当秉持的原则，只有使构件的标准化得到保证，才能减少同类型使用构件的数量，使项目成本造价得以降低。将现浇施工方法运用在装配式建筑中的开洞、降板等环节，综合考量预制构件生产、安装、吊钩、加工、运输等环节。

3.3 剪力墙体系结构设计

在进行预制装配式剪力墙建筑结构体系设计时，要重点分析建筑的受力情况，建筑的上部荷载通过叠合板传递至剪力墙，然后剪力墙逐层往下传递，最终传递至基础筏板。所以在进行受力计算时，首先要确定所有的剪力墙构件是否都要进行预制现场装配，然后根据确定好的构件数量及布置情况进行力学计算，看是否能够满足荷载的要求。

3.4 结构节点的设计

设计人员在进行预制装配式建筑的设计时，必须严格的按照建筑功能、需求等进行建筑构造、连接方式的设计，才能确保预制装配式建筑设计的规范性与准确性。这就要求，设计人员在开展预制装配式建筑的设计工作时，必须以国家颁布实施的相关技术标准和要求，将预制装配式建筑的构造连接技术方案与连接形式融合在一起，确保建筑构造连接合理性，提高预制装配式建筑构造的承载能力。

3.5 钢筋连接设计

钢筋是预制装配式建筑工程施工应用最广的材料，在进行剪力墙的钢筋结构设计时具体技术如下：第一，要求合理设计钢筋配筋以及配筋率，这是为了满足预制装配式建筑抗震性能的要求，根据设计标准做好墙体轴线控制，使结构受力完全可以满足墙体截面要求，可通过暗柱设置来提升整体结构的抗震性能和连接的合理性。第二，合理设计剪力墙配筋水平分布，要求竖向和水平向上均匀分配配筋率都在0.25%之上，剪力墙结构墙体部分的配筋率不可小于0.3%。第三，在进行钢筋焊接搭接设计时，应重点控制搭接的距离，选择合适的焊接和连接方式。

3.6 混凝土结构优化设计

预制装配式建筑混凝土结构设计是整个工程建筑设计施工的重中之重，直接影响整体建筑的质量，如果混凝土结构出现质量问题就必然会影响框架剪力墙结构的安全和稳定性。因此，在进行混凝土结构设计时，首先，选择合理的施工材料，加强对材料质量的检验控制。其次，注意浇筑搅拌时间的控制，避免水泥水化反应不充分而影响混凝土构件性能。为提高混凝土结构的强度，可采用体外预应力处理方式，即应用钢筋在混凝土中的截面提供外来预应力可有效降低磨损度。将该技术应用到混凝土结构设计中不仅可提高工程施工质量，还能保证施工的效率。

4 结语

综上所述，预制装配式建筑作为一种新型的建筑形式，它具有传统建筑形式无可比拟的优点，因此在当前的建筑行业中应用较为广泛，为了进一步推广预制装配式建筑，一定要重视预制装配式设计的整体及细节问题，充分发挥其优势，在保证设计质量的前提下降低成本，优化设计方案，使设计方案更为科学、合理。