装配整体式混凝土建筑结构设计要点研究

许 龙

（兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州 730050）

装配整体式的混凝土结构就是通过可靠的方式，将预制的混凝土结构构件连接起来，之后再配合施工现场的后浇混凝土所打造而成的装配式混凝土结构。这种结构在实际的工程建设中，具有广泛的应用范围，在该种结构的分析设计时，首先要进行各个环节的确定，之后根据具体的建设要求，结合过去的建设经验，加强对于各个环节细微之处的质量控制。通过优化设计，促进施工方案设计水平的提升。

1 装配整体式混凝土结构的特点

近些年，随着建筑领域的快速发展，装配式结构的发展速度也越来越快，在实际的工程建设中得到了广泛的应用。这一建筑结构类型具有鲜明的特点，文章就从优点和缺陷两个方面，对于该种建筑结构的特点展开具体的论述。

首先，从优点上来看，在装配整体式混凝土结构中，融合了预制装配式以及现浇整体式两种建筑结构的优势特点，能够实现工业化生产，通过现场装配的方式构成了整体的结构，因此其自身也具有现浇结构的特点。在工厂中完成预制构件的生产，到施工现场只需要进行装配，能够大大的节省施工时间，促进生产效率的提升。同时，装配整体式结构还具有良好的质量。由于各种装配构件都是通过工厂生产，因此构件从外观、尺寸及施工质量等多方面，都能够通过工厂化生产，进行严格的质量把控，提高各项参数的精准性，有利于集约化管理的顺利实现，保障所有预制构件的质量都能够符合工程建设的标准，避免其由于质量原因，对于工程的结构性能造成不利影响。而且由于工业化的生产，能够有效地降低对人工的依赖，因此该种结构具有更高的资源生产率和利用率，能够实现对于施工工期的有效控制。

其次，从缺陷上来看，装配整体式混凝土结构在施工设计的过程中，具有较大的难度。在我国当前的建筑领域发展背景之下，该结构作为一种新型的建筑结构，参与设计的人员往往没有丰富的经验积累。而且，目前我国的相关设计验收规范也不够完善，所以对于设计及施工而言，难以实现预期的设计目标，具有较大的设计难度。而且相较于传统的建筑结构，装配整体式结构的预留洞口尺寸及位置需要非常精准，否则将要在现场重新开洞，增加施工难度。装配整体式的混凝土建筑结构所应用的各种结构构件需要在工厂加工完成，因此在施工现场运输的过程中，会产生一定的运输费用，而且在运输的途中，也有一定的几率会造成部件的损坏。所以为了做好运输工作，就要对于各种外部因素进行充分的考虑，并采取相应的预防措施，尽可能地避免长距离运输。不仅要有效地控制运输成本，同时还要确保结构构件的质量。

2 国内外装配整体式混凝土结构的常用设计方法

2.1 国外设计方法

为了在实际建筑工程施工建设的过程中，充分的应用装配整体式混凝土结构，就需要采用科学的设计方法，确保设计方法的可行性和合理性，这样才能够保证施工效果。当前，国外在该种结构的设计时，主要的设计方法具有非线性特点，要对于结构构件的变形进行有效控制，让其基本处于线弹性范围之内，能够具有较为优秀的结构恢复性能。在该种方法之下所进行的结构设计，如果受到外力的作用和影响，一般只会在构件的连接处出现弹塑性变形，不会导致构件本身发生损坏。所以如果遇到地震等较强的外力情况，通过这种结构设计方式的应用，也能够让整个建筑具有较好的可修复性。

2.2 国内设计方法

相比较国外对于该种建筑结构的设计研究，国内所采用的设计方法与其依然具有一定的差距，有待进一步的完善。当前，在我国的装配整体式混凝土建筑结构的设计中，所采用的设计方法近似于整体现浇混凝土结构的设计，只是在此基础之上，进行了设计任务量的增加。同时，还要结合当前的工程建设现状，强化在设计过程中多方之间的协调和参与。在这种设计方法之下所形成的建筑结构，如果受到地震等外力作用，其预制构件更加容易出现损坏。所以现阶段我国必须要持续地推进对于装配整体式混凝土结构设计地深入研究和探索，不断的优化设计方法。基于当前的建筑新形势，在实际的结构设计中，也要从“装配”及“整体”两个方面的特点进行充分考虑，优化设计理念。

3 装配整体式混凝土建筑结构设计要点

3.1 整体结构设计

在具体的装配整体式的混凝土结构设计中，首要的任务就是进行结构整体设计。只有在设计的早期阶段，重视对于整体现浇混凝土结构的设计，这样才能够基本确定工程设计的结构框架。所以要在有关设计规范和要求的基础之上，结合实际的建设情况，在设计规划的初期，提出一个可靠的建设方案，这样才能够对于后续的结构构件设计，打下良好的铺垫。

3.2 预制构件拆分、归并

对于装配整体式建筑结构设计而言，预制构件的拆分和归并这一环节的内容在其中占据着重要的地位，具体的注意事项如下：首先，在拆分工作开始之前，要促进施工方和设计方之间的有效沟通，并对施工条件进行充分的考虑。①施工单位要提出切实可行的施工方案及建议，并征求业主及设计方的同意，之后再根据相关标准和规定，展开构件拆分和归并。②对于参与设计工作的人员而言，不仅要能够全面地了解和掌握预制构件在制作过程中的方法，同时还要获取构件加工的精度和参数。在此基础之上，就能够针对结构设计初期方案，展开进一步的分析，从而明确方案中各部分构件的功能，并且加强各个部位之间的联系，提出一个科学的预制构件的安装以及装配方案。其次，在预制构件进行拆分、归并时，也要在最大程度上保持截面形状的一致，降低弯钩的数量。而且还要尽可能地缩减种类，按照少规格、多组合的设计原则，实现模板种类的最小化。在做好浇筑工作以后，通过合理的交通运输工具，进行预制构件的运输，让其到达施工现场，进行现场装配。为了保障工程质量，在进行预制构件的拆分、归并设计时，也要确保其能够符合后续的运输摆放的条件要求，满足质量控制的需要。最后，在拆分、归并工作完成以后，需要展开重新地计算。所应用的方法为整体现浇混凝土结构设计方法，按照所得到的计算结果，判断是否能够顺利地进入下一个环节的设计。如果计算结果存在一定的问题，就要进行相应的调整和完善，确保其符合设计要求。

3.3 三维碰撞检测

在完成预制构件的拆分、归并之后，就要着手于构件的装配方案。要想保障预制构件装配施工的顺利开展，就要引入先进技术的应用，比如说在当前的装配整体式结构设计中较常采用的BIM技术，通过BIM技术开展三维碰撞检测，结合实际的要求，对于所开展的碰撞检测进行规则的设置，再通过对于所提交的检测结果的查看和分析，进一步得到碰撞检测的报告。图1为运用BIM技术所开展的三维碰撞检测。

图1 三维碰撞检测

3.4 预制构件深化设计

在具体的结构设计中，对于预制构件所开展的深化设计这一环节，具有重要的意义，其中涉及到多方面的内容，分别为吊装图、模具图、钢筋组装图的设计。一般来说，在工程建设中，依靠构件厂实现对于构件的深化设计。在具体的设计过程中，以钢筋组装图作为重点内容，要按照具体的钢筋类型，做好编号标注，确保每一种类型的钢筋都能够具有唯一的编号，防止出现编号错乱的问题，这也是在深化设计的过程中一项重要的基础性内容。对模具设计而言，也要做好相关参数的计算工作，其中包括稳定性、强度、刚度。同时还要让构件和模具之间能够紧密的连接，并强调混凝土的养护工作。在吊装图的设计中，涉及到两方面内容，分别为水平构件以及竖向构件的吊装设计。在设计的过程中，针对构件的装配和运输环节，要重点关注构件堆放、吊具承载力种类等因素，对其所产生的限制性影响。

3.5 抗震结构设计

对于装配整体式结构而言，不具有较强的整体性，因此这种建筑结构在抗震性能上有待增强。为了保障工程结构的稳定性和安全性，维护人民的生命和财产安全，在具体的结构设计中，就必须要重点强调结构的抗震设计，确保各个连接部位的施工质量，能够符合设计标准，保证结构的抗震性能。参与设计的人员要在对抗震规范做到全面了解和掌握的基础之上，确保所开展的工程设计能够符合具体的规范要求。同时，还要加强对于各项参数的总结，在实际情况的基础之上，展开综合性的分析，促进抗震设计方案的健全和优化。另外，要尽可能地让建筑平面具有规则性和对称性，这样竖向抗侧力构件就能够更加均匀、连续的受力，让整个结构工程具有更高的整体性，确保工程抗震性能的实现。

4 总结

综上所述，在当前的建筑工程建设过程中，装配整体式混凝土结构属于一种新型的结构类型，在实际施工中也凸显出了诸多的应用优势，能够满足当前我国现代化建筑的标准要求，符合建筑行业的发展趋势。因此，为了优化对于该种结构的设计方法，就要重点加强对设计细节的把握，促进结构设计的优化，提高装配式建筑结构设计的科学性和合理性。