装配式混凝土建筑智能化结构应用研究

鲜 波

（重庆市万州区奥克水泥制品有限公司，重庆 404000）

装配式混凝土结构作为当前建筑结构中的重要种类，是一种通过预制构件作为主要受力构件而装配连接的混凝土结构。装配式混凝土建筑结构设计工作尤为关键，合理的结构设计不仅能够保证工程有序开展，也能够避免后续使用中出现安全隐患[1]。智能化结构设计能够有效保证装配式混凝土结构合理性，提升整体工程设计水平。基于此，加强对装配式混凝土结构智能化结构应用研究具有重要意义。

1 装配式混凝土建筑结构设计常见问题分析

1.1 结构设计整体性不足

现阶段的装配式混凝土建筑结构设计过程中，存在设计方案整体性不足、无法对工程项目做出全方位分析等问题，导致结构设计方案施工中暴露出不统一、整体性不足等问题，无法形成有机的结构整体。整体性不足问题体现在装配式混凝土结构设计各单元中，也体现在建筑和周边环节无法融为一体，彼此间存在不协调的情况，导致较多矛盾发生，无法对相关资源加以利用，还可能带来环境污染问题[2]。

1.2 结构设计细节处理不当

一般情况下，装配式混凝土建筑结构设计往往要求较高，尤其是一些细节可能成为影响整体设计方案质量的关键。当前，装配式混凝土建筑结构设计存在细节问题，对工程项目造成威胁。大规模的工程项目如果结构预埋件不能全面考虑，可能对工程项目产生威胁，后续工程项目实施中也可能带来一系列问题。此外，相关系统安装施工方面也存在冲突问题，对后续工程有效使用造成严重影响。

1.3 结构设计计算不精确

装配式混凝土建筑结构设计过程中，涉及大量需要计算的事项，计算不准确是当前结构设计面临的重要问题。尤其是在力学荷载计算方面，对计算结果精准度提出较高要求，数据是否精准关系到后续整体建筑结构是否稳定，如果计算数据出现较大偏差，无法为后续施工提供正确依据，对项目施工产生干扰[3]。计算不准确的原因是多方面的，包括计算软件落后、设计人员自身因素等。如果结构设计人员无法全部把握项目每一个节点，则可能导致计算出现偏差。如果计算软件落后，导致计算结果不准确，不利于保证结构设计方案的质量。

1.4 设计方案整体质量差

装配式混凝土建筑结构设计工作需要以设计方案体现，并落实到实际施工中。设计方案能够为施工提供有效指导，为了发挥设计方案指导效果，必须全面优化设计方案，确保设计方案质量。目前结构设计方案还存在一些问题，设计方案较为繁杂，如专业标识运用不规范，导致施工中相关人员理解错误，给工程施工带来错误的指导，不仅大幅度降低结构设计价值，同时还可能带来严重的质量与安全风险，必须引起足够重视。

2 装配式混凝土建筑智能化结构概述

传统建筑结构在经过设计、制造后，建筑结构使用状态、性能等难以得到有效管控，导致传统建筑结构维护难度较大。随着现代化科学技术发展，越来越多现代材料出现，人们进入信息化时代，信息材料生产已经实现了设计、制造一体化。当前，土木工程设计与施工当中，应用信息材料能够延长建筑结构的整体寿命，同时在建筑全寿命周期内便于管理和维护。借助于这些元器件材料，能够对建筑结构中物理元素信息进行有效采集，利用计算机设备对数据进行分析、反馈。通过这种方式，建筑结构功能更全面，不局限于承受来自筑物各部分的荷载，同时具有了自我感知与分析的能力，实现了自我控制[4]。

传统建筑检测维护工作开展中，通常采用无损检测技术，具体方式是采用超声波检测技术。利用超声波在建筑材料中传播中遇到不连续情况，得到反射波，之后通过相关数据分析，对检测物几何特征、缺陷等进行判断。如果建筑结构出现问题，传统的无损检测技术不再适用，外界干扰因素较多，也对检测效率产生影响。装配式混凝土建筑智能化结构具备了自我检测、感应能力，能够实现自我控制，为后续管理和维护工作带来便利。

3 装配式混凝土建筑智能结构设计措施

3.1 进一步明确结构设计原则

为了保证装配式混凝土建筑结构质量，落实建筑结构标准化设计，必须明确每一个基本设计流程中的原则，全方位优化建筑结构设计方案，弥补建筑结构设计的不足[5]。当前建筑结构设计过程中，需要对装配式混凝土建筑适用性进行重点考虑，确保相应结构布置合理，能够与后续建筑物运行过程相匹配，进一步提升装配式混凝土建筑结构设计价值。建筑结构安全性、耐久性始终作为结构设计首要坚持原则，避免后续施工中存在种种安全隐患问题，保证建筑物整体使用性能，提高后期应用效果。

3.2 确保建筑结构整体协调性

结构协调性作为装配式混凝土建筑结构设计重点，保证整体结构协调性，能够增强后续建筑结构实用性，避免结构自身存在矛盾而发生冲突。尤其是在建筑后续施工中，给排水系统、暖通系统、采光系统等都应保证相互协调，通过相应的协调处理，确保装配式混凝土建筑结构后期使用效果。结构设计人员更需要全面综合考虑这些因素，保证整体结构设计方案质量，还可以对后续系统设计起到良好的辅助作用，尤其是避免出现任何不合理问题，全面优化建筑结构设计方案。

3.3 做好对结构细节的把控

为了全面落实装配式混凝土建筑智能结构设计工作，保证其具有更良好的应用效果，必须严格把控工程项目每一个细节问题，保证各类细节都科学合理，且彼此之间相互协调，避免后期工作开展出现较大疏漏。对细节进行优化处理的过程中，不仅需要保证各关键节点有较好预见性、协调性，同时确保各环节能够相互连接，各结构设计细节都必须具有规范性，满足国家相关部门的要求[6]。作为结构设计人员，必须持续提升自我专业素养，做好细节处理，满足装配式建筑行业要求。

3.4 装配式混凝土智能结构应用

装配式混凝土建筑结构设计中，智能化结构就是在建筑本身结构基础上，融入传感器、执行器以及控制器等智能电子元件系统，建筑结构能够通过智能化元件对周边环境变化进行及时反应，在保证建筑结构适用性、安全性基础上，最大限度降低建筑结构能耗，符合绿色建筑理念[7]。

针对地震、台风等剧烈荷载作用，智能化建筑结构可以做出自我调节，保证装配式混凝土结构处在相对安全状态下。如果建筑结构发生结构性损伤，还可以做出立即响应，发出报警信号，引导建筑结构受破坏位置的人员能够得到提醒，并及时进行疏散，为群众设计合理的紧急疏散路线，降低灾害对人员造成的危害。

3.5 装配式混凝土建筑智能化结构施工

信息化时代背景下，装配式建筑施工利用智能化虚拟模型，通过BIM技术实现模拟装配式建筑施工方式。BIM技术具有可视化特点，保证各项施工精准性，借助BIM对装配式建筑各生产要素进行加工，建立5D模型，保证各装配式组件协调性，还能进行成本估算，对施工过程实施动态化模拟，为工程施工各环节提供形象的支持[8]。通过这种方式，大幅度提升了决策效率，实现数字化管理，保证项目管理整体效率的提升。

在装配式建筑构件加工中，可以将物联网应用模块、空间信息模块植入其中，有助于施工中及时进行纠偏处理。特别是针对形态各异装配式建筑，内部结构复杂性较大，场地直接组装难度相对较大，利用RFID技术，每个预制构件设定标签，提升组装施工精准度[9]。同时，施工中可以搭建虚拟智能信息化模型，每一个构件信息都能实时传输到处理器当中，便于对构件信息进行动态掌握。

在安装过程中，构件不能达到设计要求，也能够进行识别，并将相关信息反馈到控制器中。在施工中装配式混凝土建筑智能化无法离开信息化技术的支持，智能化结构能够进一步提升装配式建筑安装质量。

4 结语

通过上述分析可知，装配式混凝土建筑结构是当前建筑业发展中常见结构形式，为了发挥装配式建筑结构优势，对设计人员要求更高，必须对建筑结构设计进行持续优化，把控细节，减小疏漏，控制隐患。智能化结构为装配式混凝土建筑提出了新的可能性，利用信息化技术，赋予装配式混凝土建筑自我感应、自我控制的能力，同时也能为装配式构件安装提供帮助，保证装配式建筑结构优势发挥。随着智能技术、智能材料的发展，装配式混凝土建筑智能结构应用前景会更广阔。