装配式建筑设计要点分析与优化策略

顾成硕 李涛

摘 要：现阶段，装配式建筑工程在我国的发展十分普遍，但国内装配建筑产业正处于起步阶段，在构件制作、建筑设计、抗震功能等方面存在缺陷，使结构设计与预期存在差距，增加了成本投入。对此，应坚持安全实用的原则，制定科学可行的优化方案，对装配式建筑进行优化设计，由此保障建筑质量，促进整个装配建筑业的稳健发展。

关键词：装配式;建筑设计;优化策略

引言

装配式建筑结构是相比较于现浇式混凝土建筑而言的，随着建筑结构设计水平的发展，我国现浇筑结构设计技术已经不断发展，被普遍应用，但是这种建筑结构模式有很大的问题。现阶段，我国倡导绿色建筑设计，要求相关建设部门积极对建筑结构模式进行创新改进，并以绿色、环保、节能的理念对建筑物结构进行设计，从而有效解决当前建筑工程的现状问题和发展难题，最终推动建筑工业向着新型工业化方向发展。

1装配式建筑概述

装配式建筑是指由预制构件通过各种可靠的连接方式建造而成的建筑。与传统现浇建筑相比，装配式建筑在施工质量、工期、节约资源和环境保护方面具有很大优势。装配式建筑具有标准化、工厂化、装配化、一体化和信息化等五大特征，其中标准化是其他几个特征的基础和核心，构件必须标准，否则不易拼装，更不易生产。而想要生产出标准化的构件，必须进行标准化设计，这样才能从源头发挥装配式建筑的优势，使我国的建筑产业走向工业化生产道路。目前，很多传统的设计单位不熟悉模数化、标准化、工业化的设计方法，设计尚不适应主体结构、装修和设备管线的装配化集成技术，导致设计模数化、标准化和建筑立面多样化和美观要求容易产生冲突，后期构件拆分及节点设计困难。而建设方习惯传统设计管理流程，“边决策、边设计、边修改”，这使得PC深化和制作工作难以展开，上述因素都导致装配式建筑建造成本居高不下。

2装配式建筑标准化设计要点

2.1平面和立面设计

平面和立面设计是装配式建筑前期设计一个非常重要的内容，它是平面与立面设计的基础。从建筑构件装配的具体情况这点深入研发，了解套型模块的功能和相关尺寸，由此我们可以确定建筑空间的内部分布与布局。最关键的是确定管井和承重墙的具体位置，实现内部空间功能区的合理划分，使该建筑更加合理化、更加舒服。

2.2内装修集成化设计

装配式建筑内装修应采用集成化设计原则，将各系统有效协调地组装在一起。内装集成设计和部品选型也应以少规格、多组合的方式实现内装系列化和多样化。在设计过程中应遵循以下原则：①设备管线与结构分离，方便后期维修和更换。管线宜敷设在地面架空层或吊顶龙骨之间;②管线应集中布置，应优先考虑布置在空间狭小位置;③为了防止安装时出现偏差，宜采用可调节的部件或者构造;④内装部品应结合房间使用功能进行集成设计，对装配式建筑内部的部品设计也是其标准化设计的应用体现。此外，在方案设计环节，设计人员应根据多种设计参数，考虑不同规格的预埋、预留构件运用在装配式建筑中的施工方案，根据施工过程明确时间、质量、成本等控制目标，并兼顾装配式建筑中隔音、消防、节能等功能指标，为后续工作的开展奠定良好基础。

2.3构件和节点设计

构件优化主要是为了增加预制构件的多功能性，减少预制构件的种类。选择、优化设计出通用性更高的构件，以减少预制场的生产压力，提高后期安装的便利性。同时，构件优化人员将优化后的构件上传BIM云端，替代更新构件库中原有的构件，对构件库进行完善，以增强构件库的通用化和标准化。节点优化主要考虑到装配式建筑的安全性，节点作为装配建筑的薄弱环节，其性能的优劣对装配式建筑的安全性至关重要，在节点优化设计中须重点考虑其连接和抗震性能，也要对关键节点进行论证分析，保证其施工可行性。

3装配式建筑设计优化策略

3.1规范装配式建筑设计流程

当设计流程不够规范完善，生产与设计之间必然会产生脱节，对后续的施工进程会有很大的影响。装配式建筑结构设计的流程不仅是对建筑功能的展示，而且是对设计和构件的充分思考。

3.2科学设计装配式构造结构构件

建筑工程项目的结构楼板主要是装配式单向叠合板，在对此位置进行构造结构设计时，需要在底板位置留有开洞口，在对开洞口取位时，需要避免衔架钢筋和构造之间有交叉，因此需要对洞口处的宽度进行科学设计，并在施工方案设计时需要取绕洞口的方法作为施工基本方法之一，避免钢筋过于受力被切断。如果洞口宽度过大时，对于施工方案就需要进行适当的改进，选择在洞口处增加钢筋，确保支撑钢筋截面积大于受力钢筋的截面积。对于不同楼层之间和屋顶的剪力墙结构设计时，需要将闭环式钢筋混凝土后浇圈设计在装配式剪力墙的顶端，以此通过圈梁结构促使建筑结构完整。

3.3电源系统优化设计

在供电网络规划设计中，应高度重视电源系统优化设计，了解指挥中心的相关用电设备使用情况，明确各类电器装备作用、性能配置等，并掌握建筑内部所有电源系统，根据施工企业对供电系统提出的要求，在电源管控参数支持下，确定远距离监控装置构造信息，掌握远程监控装置特点、电源运行情况等，并确保控制中心可操纵后台系统所传输的过电压、缺相位、欠电压等，根据施工现场所需用电比率，尽量节约用电成本。

3.4在深化设计中的应用BIM

Revit族库是一个族单元，可以编辑和驱动各种族文件。深化预制构件设计流程，整合各种预制构件的外轮廓、预埋件、配筋形式。其中，預制构件可根据外轮廓形状的不同而有所不同。标准预埋件可按一般要求定位在预制构件中，Re‐vit族库根据文件绘制并存储在常规测量模型中，族文件的图纸完全基于构件中钢筋的形状，可编辑钢筋规格、弯曲角度等参数，并可定义基准面。BIM模型是一种可以共同使用的信息载体，不同的项目分支机构可以通过BIM模型插入、提取、更新数据，实现专业工作之间的协作。使用BIM技术可以很好地保持平面图、立面图、零件图和局部图之间的数据一致性，提高在构造工程图的过程中解析专业信息的能力，并准确表达项目的意图。

结束语

随着建筑行业的迅速发展，装配式建筑施工方式在不断地改变与创新，为了更好地提高装配式建筑给人们带来的便利，必须不断地研究和探索新方法。尽管由于近几年相关领域科技的放缓导致其发展的步伐有所减慢，但是人们对于它的期待却与日俱增。相信在不久的将来，随着我国建筑行业技术水平的提高，装配式建筑也会得到长远发展，最终达成居民对高质量建筑物的美好愿望。

参考文献：

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[3]刘畅.基于装配式建筑结构设计要点分析[J].绿色环保建材，2019，03：85-86