预制装配式建筑设计实践及问题研究

廖原，马松，孙磊

（1.青建集团股份公司，山东 青岛 266071；2.青岛国清置业集团有限公司，山东 青岛 266070）

预制装配式建筑设计在该施工技术应用过程中有着非常重要的意义，其设计效果直接影响到预制装配式建设的后期施工质量与施工效益。因此在进行建筑施工方案的设计过程中，也就需要结合建筑工程的实际施工需求以及当地的地质条件，进行施工方案的合理设计，从而为后续工程施工奠定良好基础，对于预制装配式建筑施工效益和施工质量的提升有着重要意义。

1 预制装配式建筑概述以及应用重要性

预制装配式建筑主要指的是将建筑施工的重要构件提前在工程内进行预制，随后在组装完成之后运送到施工现场进行安装的新型建筑施工方式。在采用预制装配式建筑施工技术时，需要在施工现场进行钢筋孔洞位置的预留，在具体施工中可以通过混凝土灌注方式实现对预制构件的固定处理。此外，通过BIM技术的应用，能够实现整个建筑施工环节的信息化管理，确保预制装配式建筑的整体施工效果。

较之于传统的建筑施工模式，预制装配式建筑在具体施工中还具有以下应用优势:①通过预制装配式建筑施工技术，不需要在施工现场进行建筑构件的制作，能够实现现场各项资源的高效与合理配置，还能够促进建筑工程的施工效率进一步提高。②预制装配式建筑在施工过程中使用的构件是由工厂统一制作、组装与运送的，在安装现场对于施工人员以及技术人员的要求不高，从而显著减少建筑工程施工中的劳动成本。③在预制装配式建筑施工过程中，需要预留孔洞，这样能够减少后续施工中开洞以及埋件安装等施工环节，从而提升施工效率，缩短各个分项工程的施工周期。

2 预制装配式建筑设计实践中存在的几点问题

我国应用预制装配式施工技术的时间比较短，在具体设计工作中也存在有较多的问题，具体表现在以下几个方面：①建筑平面是需要结合地形以及使用功能进行确定的，但是在实际设计过程中，采用平面所需的模具会导致施工成本大幅度增加，需要在设计中综合各种简述设计方式，来获得良好的施工设计效果。②一般建筑外围护墙也会采用预制结构进行施工，但是在进行预制构件吊装以及连接设计过程中，对于现浇结构跟预制结构之间的连接精度也会提出非常高的要求，这也是在设计实践中存在的重要问题之一。③在进行整体预制结构的设计过程中，要求设计人员能够就预制构件的数量以及系统合理性进行明确，并要进行预制构件运输通道的合理设计，也就对设计实践工作造成了一定难度。④在开展预制构件的吊装以及接缝处理过程中，设计人员还需要在具体设计工作中充分考虑到抗震以及防水设计要求，以保障钢筋连接设计的合理性。

3 预制装配式建筑设计中的实际应用

3.1 钢筋连接设计

钢筋连接作为预制装配式建筑施工中的重要环节，在对该施工环节进行设计过程中，需要设计人员做好以下几个方面的内容：①进行钢筋配筋以及配筋率的合理设计，需满足建筑物抗震性能的实际需求。在结合设计标准基础上做好墙体轴线的控制工作，确保建筑物的结构受力能够满足后期的使用需求。此外在设计过程中，可以通过暗桩设置的方式，进一步提高整体结构的抗震性能以及连接合理性。②做好剪力墙配筋水平分布情况的合理设计，该阶段需要保障竖向以及水平向上均匀分布的配筋率均能够控制在0.25%以上，对于剪力墙结构墙体部位的配筋率则需要控制在0.3%以上。③对预制装配式建筑的钢筋焊接搭接设计时，要做好搭接距离的合理设计，结合工程项目施工特点选择合理的焊接与连接方式。因为预制装配式建筑多为高层建筑，在剪力墙施工过程中还要耗费大量的钢筋，也就容易出现密集梁柱节点。这就需要设计人员能够对梁柱节点的位置以及施工顺序进行明确，避免因为位置以及顺序问题对于工程施工质量所造成的影响。④在钢筋安装环节还需要对钢筋规格以及焊接位置进行合理设计，从而保障整个框架剪力墙结构的设计效果。

3.2 混凝土结构的优化设计

在进行混凝土结构设计过程中，其设计效果直接影响到建筑物的施工质量以及后期使用安全性，也就需要设计人员能够做好对混凝土结构的优化设计工作。在实践设计过程中首先需要进行施工材料的合理选择，做好所有材料质量的检验和控制工作。此外要加强对浇筑搅拌时间的控制，避免水泥水化反应不充分所导致的混凝土性能发挥不足问题出现，从而保障混凝土构件的使用性能。为了促进混凝土结构墙体进一步提升，在混凝土结构设计过程中，需要通过钢筋在混凝土中的界面提升减少混凝土施工中对于构件所造成的磨损度。除了做好混凝土材料质量的管理之外，还要做好各种混合材料配制比以及配制时间的合理设计。要求所有配置的混合材料均能够满足建筑工程的实际施工需求。在施工结束之后要做好混凝土构件的保养与维护工作，安排专人负责，对于混凝土结构表面的温度以及裂缝等问题做好日常巡查工作，还要通过针对性的养护策略来保障混凝土浇筑施工效果，促进预制装配式建筑工程的整体施工效果得到进一步提升。

3.3 外墙施工设计

设计人员在进行外墙施工设计过程中，首先需要准备好施工所需的各种材料与工具，具体有墙板、水平测量仪、密封条以及防水砂浆等。随后设计人员需要做好现场的勘探工作，通过测量仪完成各项测量控制，准确定位标高并粘贴好墙板，从而保障墙体设计的合理性。

3.4 构件设计要点

在构件设计过程中，需要遵循标准化以及模数化的设计原则，尽可能减少构件的类型，借此获得良好的构件设计效果。对于一些施工中需要多开洞或者异形等复杂施工部位，可以通过现浇方式进行工程施工。在具体设计过程中需要对预制构件的重量与尺寸进行明确，该环节设计人员还要对项目地区构件的生产、运输以及吊装情况进行综合性的考虑。如果构件自身的尺寸比较大，可以适当增加构件的脱模以及吊装预埋的吊点数量。在预制外墙板材料选择过程中，需要结合该区域的气候条件以及保温隔热的实际需求进行选择，还需要对空调预留洞以及散热器预埋件的安装等环节进行综合性考虑，保障设计方案的后续应用效果。在对非承重内墙进行设计过程中，设计人员一般还可以选择一些重量比较强以及容易拆卸安装的隔墙板，结合使用功能进行室内空间灵活分割。在厨房与卫生间等长期处于潮湿空间的墙体设计过程中，要求其能够具备有良好的防水性能以及清洁性能，避免潮湿环境对于外墙体后期使用情况所造成的影响。最后在设计中要对内隔墙板以及设备管线等因素进行综合性考虑，确保各构配件的连接合理性，从而获得良好的构件设计效果。

3.5 构造节点的设计要点

构造节点的设计也是预制装配式建筑的设计要点，在该设计过程中，对于外墙板接缝以及门窗洞口等一些防水性能薄弱的位置，要根据符合建筑物物理性能和力学性能等要求，进行构造节点和材料的合理选择。在对各类接缝的施工设计过程中，要根据建筑工程实际情况与气候条件，实现节点的合理设计。对外墙板垂直缝进行设计过程中，要实现材料防水与构造防水两者的有机结合，对于承重构件的钢筋混凝土，通过预留钢筋焊接缝的方式进行工程施工，随后利用防渗混凝土进行接缝的现浇处理。针对部分非承重墙垂直缝，可以通过槽口缝以及平口缝等形式进行设计。针对外墙板的水平缝，可以通过高低缝或者企口缝的方式进行设计，确保外墙板水平缝的防水性能。

4 结语

综上所述，预制装配式建筑作为一种现代的建筑施工模式，对于建筑工程整体施工效率及效益的提升有着重要意义。设计环节作为预制装配式建筑施工技术的重要应用环节，在现阶段预制装配式建筑设计过程中还存在有比较多的问题，需要相关建筑设计人员能够严格遵循预制装配式建筑设计要求与标准开展设计工作，确保设计方案的合理性与有效性，这样才能够为后续的预制装配式建筑施工起到良好的引导作用，从而保障建筑项目的有序开展。