傳統(tǒng)建筑存在工期長和效率較低的問題，裝配式建筑解決了這些問題。在結構設計方面，裝配式建筑也有優(yōu)勢。本文對裝配式建筑結構設計的優(yōu)勢進行分析，闡述裝配式建筑結構設計要點。
目前，新建筑技術的發(fā)展趨勢是向輕建筑系統(tǒng)發(fā)展，并正在努力將這種技術應用于多層建筑。裝配式建筑順應了這一發(fā)展趨勢，同時也滿足了“綠色建筑”的要求，這也是實現(xiàn)我國建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。建筑結構設計是建筑工程項目重要組成部分，在設計過程中需要綜合考慮項目要求、項目地附近地質(zhì)條件等因素，將設計人員對建筑物的表達反映在設計圖紙上。本文將重點對裝配式建筑結構設計進行探討。
一、裝配式建筑結構設計的發(fā)展優(yōu)勢
相比于傳統(tǒng)建筑類型，裝配式建筑具有自身特色優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為：一是環(huán)保程度高。裝配式建筑在施工過程中可以根據(jù)實際需求選擇不同的材料，材料選擇方面的限制較小，綠色環(huán)保類建筑材料的使用率也相對較高。因此，裝配式建筑在施工過程中產(chǎn)生的廢舊材料等建筑垃圾相對更少，減少了工程施工過程中的粉塵污染等現(xiàn)象，對自然環(huán)境造成的影響較小。二是用工人數(shù)少，效率高。裝配式建筑大多采用現(xiàn)場吊裝拼接方式進行建設，這一方式可以大幅減少施工人數(shù)，同時也減輕了施工人員的工作負荷，提高了項目的施工效率[1]。三是工期較短。相比于傳統(tǒng)建筑類型，裝配式建筑在施工過程中可以拆分并行施工，加快了施工進度，縮短了工程工期。四是施工作業(yè)強度低。裝配式建筑在施工過程中，現(xiàn)場施工一般包括原材料的運輸、配比與使用，以及根據(jù)設計圖紙安裝相應的建筑結構，工程施工作業(yè)強度相對較低。隨著裝配式建筑的發(fā)展，行業(yè)人士以及政府部門都認識到其優(yōu)勢，政府也出臺了一些政策為裝配置建筑的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。這一技術綠色環(huán)保、效率高，較好地滿足了我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要，順應了工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的趨勢。相比于傳統(tǒng)建筑技術，這一技術有著明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)成為行業(yè)與政府十分推崇的施工技術?，F(xiàn)階段，人們對建筑行業(yè)的要求越來越高，城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)快速發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展前景廣闊，這也意味著裝配式建筑有著極大的發(fā)展空間。
二、裝配式建筑結構設計要點分析
(一)設計流程要點
裝配式建筑的設計流程增加了深化設計環(huán)節(jié)，在設計過程中，除了原有的設計內(nèi)容，還增加了新的設計要求。在方案設計環(huán)節(jié)，設計人員應該對工程項目的規(guī)模、成本控制要求等較為熟悉。建筑物結構類型應該嚴格按照相關文件要求選用，要對剪力墻、柱體等構件的連接、位置合理設計，例如剪力墻的相對尺寸應該滿足預制構件的設計要求。設計人員在設計裝配式建筑過程中需要與施工單位共同確定設計與施工細節(jié)，共同商討技術實施方案，為之后的設計提供有效的參考。在施工圖設計環(huán)節(jié)，設計人員在進行結構設計時需要熟悉裝配式建筑的構件生產(chǎn)等方面的技術要求，在設計施工圖時要依據(jù)受力合理等原則合理選擇預制構件的類型，并且協(xié)調(diào)好其與管線預埋的設計要求[2]。在結構深化環(huán)節(jié)，設計人員要注意與加工廠積極聯(lián)系，雙方共同設計構件加工圖紙，必要時還需要進行構建脫模，并考慮吊鉤等工件的預留。
(二)預制構件的設計與拆分
預制構件在設計時應該根據(jù)生產(chǎn)單位的工藝水平合理設計其尺寸，最大限度地減少尺寸誤差，盡量避免因尺寸未達標而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。與此同時，設計人員還需要根據(jù)施工單位的吊裝水平等因素進行設計。一些單位拆分預制構件主要是為了減少施工成本，出于對項目工程的成本控制的需要，也有部分施工單位拆分預制構件是為了施工能夠順利進行，優(yōu)化施工流程，也有利于節(jié)點設計更為科學。建筑物在施工以及后續(xù)使用過程中會受到人為因素、自然因素以及特色因素的影響，而建筑物的可靠性與安全性也是行業(yè)、用戶最為看重的指標之一，因此必須確保裝配式建筑結構的安全性。拆分預制構件是為了進一步把握裝配式建筑主體結構受力情況，也是為了了解預制構件的承載能力。例如在裝配式混凝土結構時，要確定現(xiàn)澆與預制的范圍，要明確結構構件的拆分位置、構件之間的拆分位置，同時要明確后澆區(qū)與預制構件之間的關系。在進行結構拆分時，應該根據(jù)實際情況盡可能地減少構件規(guī)格，要考慮結構是否合理，要對相鄰構件的拆分進行了解，要合理選擇構件接縫位置。例如在拆分裝配式剪力墻結構設計時，應該多安排t型剪力墻，避免拆墻時拆分零散。對于需要添加翼緣的剪力墻，要合理設計翼緣長度，避免因邊緣構件現(xiàn)澆長度太長影響澆筑[3]。除了考慮結構安全性問題以外，設計人員還需要考慮到構件運輸、安裝等方面的問題，要綜合考慮這些環(huán)節(jié)的需要，不斷調(diào)整預制構件拆分設計，才可以使設計更為合理。
(三)構造節(jié)點的設計
裝配式建筑門窗等防水性能較差部位的構造節(jié)點應該加強構造節(jié)點設計，在設計時應該根據(jù)項目工程所在氣候區(qū)、地理區(qū)域進行設計，滿足建筑物防水的需求。例如，預制外墻板水平縫可以采用高低縫提高防水性能。在設計時，當裝配式建筑物不考慮抗震要求時，結構的主要荷載為風荷載，風荷載作用時結構大多處于彈性狀態(tài)，故而構造節(jié)點設計一般僅需滿足內(nèi)力要求。當建筑物需要考慮抗震要求時，建筑物結構的主要荷載為地震荷載，若地震荷載過大則結構極有可能進入塑性狀態(tài)，因此構造節(jié)點設計在前者的基礎上還有著特殊設計要求，即要根據(jù)構造節(jié)點極限承載力設計，要考慮到構建塑性時的局部穩(wěn)定情況，要保證梁塑性時的側(cè)向穩(wěn)定。為了盡可能防止梁發(fā)生側(cè)向彎扭失穩(wěn)，在設計受彎構件塑性區(qū)時，應該根據(jù)兩相鄰支撐點間的間距、受壓翼緣的寬度設置側(cè)向支撐點。在設計構造節(jié)點時，還應該使節(jié)點構造簡單，便于就位與調(diào)整，設計鋼結構構造節(jié)點時還應注意避免厚鋼板層狀撕裂。同時，構造節(jié)點的接縫寬度與應該考慮地震荷載、風荷載的影響。在構造節(jié)點設計過程中，設計人員一定要關注不同連接節(jié)點的安全性能以及受力情況，要能夠依據(jù)不同的連接方式采用不同的技術要求。
(四)框架結構體系的設計
框架結構體系在所有的建筑結構體系中應用最為廣泛，大多被應用于高層建筑中，因此框架結構體系的設計必須引起我們的重視。在設計框架結構體系時，要注意“剛?cè)岵?rdquo;，若結構太柔則容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，若結構太剛則容易出現(xiàn)局部受損等情況[4]。在設計時，還需要分清主次，要分清各部分構件的重要性，要盡可能確保重要構件在意外發(fā)生時不會垮塌、發(fā)生破壞，盡可能避免造成嚴重的后果。在設計時，倘若建筑布局不合理、較為混亂，則應該根據(jù)現(xiàn)有的布局設計框架體系結構，當建筑布局為啞鈴狀時，中間部位結構的板厚應該增加厚度，調(diào)整配筋。倘若地下水位偏高時，應該注重框架體系的防水性能設計。對于地下室，混凝土結構應該具有較強的抗?jié)B性能，在配置混凝土材料時應該按照一定比例加入膨脹劑。框架結構體系建筑長度若難以達到伸縮縫間距要求，則應該增大配筋率，或者調(diào)節(jié)保溫措施。當裝配式建筑物梁截面過大時，設計人員應該認真計算變形、配筋率，必要時需采用加強措施。在設計出入口位置的女兒墻時，均考慮加構造柱，做好加密處理。
(五)剪力墻結構體系的設計
剪力墻是建筑物中主要承受風荷載與地震荷載的結構，具有防止結構剪切破壞的作用。剪力墻結構體系的設計也是一重點，設計人員在設計時需要把握以下重點：一是要全面考慮空間與結構問題。對于高層裝配式建筑，其剪力墻的施工方式為對稱樣式。二是要避免單方向的剪力墻設置，在地震發(fā)生可能性較高的地區(qū)，需要根據(jù)建筑物的抗震需要確定剪力墻的厚度。三是在設計縱墻時，應該結合實際計算結果布置。四是要注重剪力墻邊緣的構造設計，在設計時可在剪力墻邊緣配置端柱，進而提高該部位的抗震能力，同時也要根據(jù)該部位實際受力情況加強端部與洞口兩側(cè)。