李鑫

摘 要： 我國建筑行業(yè)在近些年得到飛快發(fā)展，裝配式建筑作為一種施工效率高、成本低、綠色環(huán)保的新型建筑形式，在我國得到廣泛地應(yīng)用，并且近些年發(fā)展態(tài)勢良好。裝配式建筑比傳統(tǒng)建筑施工能夠節(jié)省更多的時間，有著較為豐富的結(jié)構(gòu)形式，同時也對設(shè)計方面提出了一定的要求。設(shè)計人員需要充分分析裝配式建筑功能性，采取合理的設(shè)計辦法，提升裝配式建筑的安全性。為了進一步推動裝配式建筑工程發(fā)展，本文在分析裝配式建筑特點的基礎(chǔ)上，以泰國曼谷一萊裝配式酒店公寓為研究對象，對裝配式建筑的設(shè)計施工展開探討。通過研究泰國曼谷一萊裝配式酒店公寓的設(shè)計施工情況，認為在裝配式建筑設(shè)計施工中，應(yīng)當根據(jù)建筑工程結(jié)構(gòu)特點，做好結(jié)構(gòu)選型，重點加強建筑超限設(shè)計和檢查，并且從鋼筋連接、建筑管線、混凝土結(jié)構(gòu)、各個部門協(xié)同等方面加強管理，全民提升裝配式建筑的整體可靠性，確保裝配式建筑能夠為人們提供舒適安全的生活工作場所，確保工程的使用壽命和抵抗外界影響的能力，進而推動裝配式建筑進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 裝配式建筑;設(shè)計要點;優(yōu)化措施

【中圖分類號】TU208 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）21-0109-02

1 裝配式建筑概況

我國近些年裝配式建筑發(fā)展速度較快，并且有著十分廣闊的發(fā)展前景。但是由于我國裝配式建筑工工程的起步較晚，其施工技術(shù)和管理水平都和發(fā)達國家存在一定的差距。其中項目管理是常見的一個問題，很多裝配式建筑工程建設(shè)中都存在一定的管理問題。和傳統(tǒng)的建筑工程相比，裝配式建筑有著其自身的特點。其一，在車間中生產(chǎn)大部分建筑構(gòu)件。其二，需要現(xiàn)場完成大量裝配式構(gòu)件的裝配，但是節(jié)省了很多現(xiàn)場施工作業(yè)，有助于節(jié)省施工時間。其三，設(shè)計和施工是裝配式建筑建設(shè)的主導(dǎo)，可以同步實現(xiàn)裝修施工作業(yè)。其四，標準化生產(chǎn)是裝配式建筑施工的最為典型的特點，管理信息化技術(shù)能夠達到充分利用，有助于控制工程造價等內(nèi)容。其五，具有較強的節(jié)能環(huán)保性能，很多構(gòu)件可以重復(fù)循環(huán)利用。

2 裝配式建筑的特點

2.1 建筑設(shè)計標準化

裝配式建筑建造的基礎(chǔ)和前提是標準化的建筑設(shè)計。和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，模塊化設(shè)計和生產(chǎn)是裝配式建筑的一個非常顯著的特點，這就對保證構(gòu)件的類型、尺寸、材料等方面提出了較高的要求。通過標準化設(shè)計可以將設(shè)計周期縮短，能夠?qū)⒊杀尽⒃靸r進行嚴格地控制，有助于后期制作、安裝等工作的順利完成，有助于建筑施工質(zhì)量水平的優(yōu)化。

2.2 構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化

工廠化生產(chǎn)是裝配式建筑的核心特點。作為建筑物的基本零部件和組成部分，構(gòu)配件的生產(chǎn)和制作都是十分重要的，工廠需要在標準化設(shè)計的基礎(chǔ)上統(tǒng)一生產(chǎn)制造構(gòu)件，這種批量生產(chǎn)的方式能夠顯著提高構(gòu)配件生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，有助于節(jié)省施工之間。

2.3 施工裝配化

所謂施工裝配化，主要是將預(yù)制構(gòu)件從工廠運輸?shù)浆F(xiàn)場，在現(xiàn)場完成裝配件的拼裝。相比于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆作業(yè)方式，氣候、環(huán)境等因素不會對裝配式建筑的生產(chǎn)嚴重影響。機械化程度高是施工裝配化的主要特點，施工現(xiàn)場不會應(yīng)用到大量的施工人員，需要使用大量的機械設(shè)備，這對于節(jié)省人力，降低能耗、提高施工效率等都具有十分明顯的優(yōu)勢。

2.4 管理信息化

裝配式建筑的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝全壽命周期中，可以充分利用BIM、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，可以有效提高運營管理的效率和準確度，能夠全方位監(jiān)控和管理整個設(shè)計、施工、運營過程，能夠?qū)⒐こ淌┕べ|(zhì)量和施工效率顯著提升。

3 裝配式建筑設(shè)計的應(yīng)用

3.1 建筑工程概況

泰國曼谷一萊裝配式酒店公寓采用的是框架剪力墻主體結(jié)構(gòu)，建筑的安全等級以及結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限分別為二級和50年。工程裙房為多層大型商場，抗震類別和烈度分別設(shè)置為乙類和6度。

3.2 結(jié)構(gòu)選型

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是該酒店公寓的主要結(jié)構(gòu)，在電梯間、樓梯間分布剪力墻結(jié)構(gòu)，底部四層南面設(shè)置少量縱墻，各個結(jié)構(gòu)共同組成了高寬比高達16的偏心布置筒體，設(shè)計時為了能夠滿足核心筒要求需要從上到下在角部邊緣設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。

鋼筋混凝土剪力墻式本工程結(jié)構(gòu)體系的第一道放線，第二道防線為鋼筋混凝土框架，兩者共同抵御地震、風(fēng)等帶來的外力荷載。通過水平梁板傳遞豎向荷載，荷載通過框架柱、剪力墻傳遞到建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。剪力墻承擔(dān)水平荷載中的傾覆彎矩和水平剪力，對于小于50%的水平剪力和傾覆彎矩由框架柱承擔(dān)。

首層塔樓和地下室部分使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板體系即可滿足要求，疊合樓板應(yīng)用于二層及以上的結(jié)構(gòu)當中。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)超限檢查

本工程重點檢查了結(jié)構(gòu)中不規(guī)則性條文，最終將建筑結(jié)構(gòu)高度確定為B級，該公寓樓建筑歸類為超高層建筑當中。本工程按照設(shè)計標準規(guī)范開展設(shè)計和高度超限規(guī)定，對局部樓板不連續(xù)性、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等項目進行重點分析和控制。

3.4 超限設(shè)計的措施及對策

泰國曼谷一萊裝配式酒店公寓采用YJK空間分析程序、MidasBuilding空間分析軟件程序及SAUSAGE進行結(jié)構(gòu)計算，并且對比核算計算結(jié)果。彈性分析塔樓抗震情況，對抗震規(guī)范中地震的作用進行充分考慮，通過彈性分析對建筑結(jié)構(gòu)動力特性進行確定，通過對比相關(guān)規(guī)范限制要求可知，此設(shè)計指標能夠滿足規(guī)定要求。按照10年一遇的風(fēng)荷載檢查風(fēng)荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)的舒適度和安全性，確定其能夠達到標準規(guī)定。通過檢查中震，對建筑主體結(jié)構(gòu)抗震性目標進行了檢查，確定其能夠達到規(guī)定要求。該酒店公寓設(shè)計中分析了結(jié)構(gòu)中大、中、小抗震性能，并且保證實現(xiàn)抗震性能目標。通過動力彈塑性分析檢查了建筑結(jié)構(gòu)整體性能和關(guān)鍵構(gòu)件的塑型轉(zhuǎn)角，結(jié)果表面最大層間位移、塑性變形等都可以和建筑結(jié)構(gòu)地震下性能標準要求相符合。各個構(gòu)件承載力在地震作用下能夠滿足性能目標標準。設(shè)計師分析了二至四層大開洞處樓板在多遇地震和設(shè)防地震的樓板應(yīng)力，計算結(jié)果顯示建筑結(jié)構(gòu)可以滿足標準規(guī)定。通過分析特征值屈曲對建筑穿層柱的失穩(wěn)屈曲模態(tài)和屈曲系數(shù)確定，認為該建筑有著足夠的穩(wěn)定性。

本工程加強處理了結(jié)構(gòu)的薄弱部位，主要措施如下：

第一，將底部加強區(qū)延伸到二層，將底部加強區(qū)框架梁柱截面適當加大，將底部加強區(qū)剪力墻墻厚和配筋適當增加，配筋率控制在0.30～0.35%，將連梁兩端大震中出現(xiàn)塑性鉸處剪力墻暗柱配筋及配箍率加大從而達到建筑結(jié)構(gòu)抗剪承載力提升的效果。

第二，將超過8m的墻增強，提升整體配筋率，縱向配筋率和水平配筋率分別控制在1.2～1.5%和0.30～0.35%之間，絕對軸壓比進行嚴格地控制。

第三，按《高層混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程》中規(guī)定特一級構(gòu)造設(shè)計建筑的地步加強區(qū)的豎向構(gòu)件，從而保證建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能能夠滿足實際條件要求。

第四，將樓板大開洞處周圍樓板的配筋適當增大從而將樓板的整體承載力提升，加高加密穿層柱的箍筋。

第五，提高頂部豎向收進框架柱抗震結(jié)構(gòu)到一級，加厚退臺處樓板厚度到16cm。

第六，加強樓、電梯井處剪力墻筒體結(jié)構(gòu)，用邊緣構(gòu)件約束轉(zhuǎn)角處。

第七，將塔樓背面、地下室頂板的框架剛度加強，柱箍筋加密。

4 裝配式建筑設(shè)計優(yōu)化

4.1 鋼筋連接設(shè)計

裝配式建筑采用最多的材料之一就是鋼筋，在剪力墻鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中需要注意：第一，對鋼筋配筋和配筋率進行合理設(shè)計，確保其能夠達到抗震性能標準規(guī)定，做好墻體軸線的設(shè)計，保證墻體截面能夠均勻受力。第二，合理設(shè)置剪力墻水平配筋，均勻地分配豎向和水平的配筋，將配筋率控制在至少0.25%以上，將剪力墻結(jié)構(gòu)墻體配筋率控制在0.3%以上。第三，設(shè)計鋼筋焊接搭接時要對搭接距離進行重點控制，焊接和連接方式要根據(jù)實際要求合理選擇。第四，在安裝鋼筋過程中應(yīng)當對整個框架剪力墻解耦股的影響因素進行充分地考慮，做好焊接位置、鋼筋規(guī)格的確定和控制。

4.2 管線設(shè)計要點

在設(shè)計建筑管線過程中設(shè)計人員需要加強和負責(zé)單位的溝通，控制好管線的規(guī)格、布局、質(zhì)量等。比如在預(yù)制設(shè)計電氣管線過程中需要綜合分析電氣管線的安裝要求、運行要求等，根據(jù)防腐標準、接地要求、消防要求做好控制，合理設(shè)計電氣管線路線和預(yù)留孔洞，加強各個工種之間的協(xié)調(diào)。設(shè)計人員可以積極利用BIM等先進的設(shè)計人員模擬設(shè)計方案，從而對設(shè)計方案中存在的問題進行直觀地分析，將設(shè)計的整體可靠性、可行性提升。

4.3 混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

可以采用體外預(yù)應(yīng)力的處理方式將建筑混凝土結(jié)構(gòu)強度提升，也就是通過外來預(yù)應(yīng)力來將鋼筋在混凝土中的截面磨損度降低。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑹┕べ|(zhì)量全面提升。在實施混凝土施工中，不但要考慮施工材料的質(zhì)量，同時還要合理設(shè)置混合材料的配置，確?；旌狭夏軌蜻_到施工標準規(guī)定。同時，應(yīng)當清理和檢查好模板，將模板中的雜物清除干凈。最后，要養(yǎng)護好混凝土結(jié)構(gòu)，做好溫度、裂縫等方面的控制。

4.4 專業(yè)協(xié)同設(shè)計問題與解決

裝配式建筑設(shè)計施工需要多個專業(yè)和學(xué)科參與，需要采用工廠化加工的方式，做好構(gòu)件加工參數(shù)和性能的嚴格控制，確保設(shè)計效果和建設(shè)要求能夠滿足預(yù)期的目標。如果各個專業(yè)沒有過度配合，那么很容易對裝配式建筑的可靠性產(chǎn)生不良影響。為此，在設(shè)計預(yù)制裝配式建筑過程中，可以積極利用BIM等技術(shù)，構(gòu)架協(xié)同平臺，保證各個專業(yè)人員通過協(xié)同平臺能夠及時交流，優(yōu)化調(diào)整設(shè)計方案。如果設(shè)計發(fā)生變更，各個專業(yè)的人員可以通過可視化平臺全面評估分析設(shè)計變更可行性及產(chǎn)生的影響，確保工程能夠順利地建設(shè)。

4.5 完善裝配式建筑政策制度

第一，頂層制度設(shè)計的優(yōu)化。當前為了保證持續(xù)推進裝配式建筑的設(shè)計施工水平，需要制定完善的制度和政策為裝配式建筑發(fā)展提供保障，頂層制度框架體系的構(gòu)建和完善是持續(xù)推進裝配式建筑發(fā)展的基礎(chǔ)和指導(dǎo)。第二，加大政策支持力度。有的建筑企業(yè)仍然嚴重傳統(tǒng)的管理理念，缺乏創(chuàng)新，缺乏對新事物的研究和應(yīng)用，此時政府應(yīng)當加大宣傳，可以制定配套推廣支持政策，讓越來越多的企業(yè)能夠主動、深刻地認識裝配式建筑，加強對裝配式建筑的應(yīng)用和推廣。此外，有的經(jīng)濟發(fā)展較好、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較強的地區(qū)可以嘗試強制性推廣的方式，探索嘗試裝配式建筑發(fā)展。

4.6 施工過程中的控制

（1）后澆帶施工技術(shù)。后澆帶是建筑工程施工中重要的組成內(nèi)容，工作人員需要以設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)展開施工作業(yè)，在施工中注意避免踩彎鋼筋，要鑿除一些疏松的混凝土。工作人員要嚴格按照規(guī)定政策以及施工流程開展作業(yè)，保證后澆帶能夠?qū)⒔ㄖ餀M截面貫通，進而實現(xiàn)后澆帶兩側(cè)板塊伸縮自由。

（2）加強施工過程管理。設(shè)置操作臺進行樓板混凝土澆筑作業(yè)，施工人員注意避免踩踏鋼筋混凝土，管理人員要加強管理施工過程中的材料尤其是鋼筋材料，將鋼筋位置精準度提升。

（3）嚴格控制施工過程。在攪拌混凝土前，需要對配合比進行合理地調(diào)整和實驗，確定砂石、含水量等，將材料計量的準確性提升，嚴格按照規(guī)定的要求控制攪拌時間。在攪拌水和粗骨料過程中，要對攪拌溫度進行良好控制，避免過高，最好在低溫時節(jié)進行混凝土澆筑，如果氣溫過高應(yīng)當采取有效的措施將澆筑溫度降低。有的工程處于夏季高溫地區(qū)，此時需要將混凝土運輸時間盡量縮短，避免暴曬混凝土。環(huán)境溫度是對混凝土裂縫產(chǎn)生較大影響的一個因素，為此工作人員應(yīng)當加強養(yǎng)護澆筑完成的混凝土，如果溫度過高或者過低都要采取一定措施進行溫差調(diào)節(jié)，降低外界氣候環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)的影響，確?；炷撂匦阅軌虬l(fā)揮出來。為了進一步保證混凝土施工的質(zhì)量，可以指派專門的人員監(jiān)督記錄混凝土施工和養(yǎng)護過程。

結(jié)論：總之，設(shè)計人員應(yīng)當加強控制預(yù)制裝配式建筑的重難點，將常見問題進行預(yù)防，提高設(shè)計方案的可行性，為裝配式建筑的順利建設(shè)提供保障。

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