裝配式建筑結構設計優(yōu)化路徑
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關鍵詞：裝配式；建筑結構；優(yōu)化路徑
1裝配式建筑結構設計思路和要求
1.1思路
在采用裝配式結構進行設計的過程中，首先要明確設計思路，因為裝配式建筑的結構構件具有獨立性，合理的設計可以減少異形構件，從而保障裝配式建筑整體結構的質(zhì)量，同時也能降低建設成本。在設計的過程中，應該從尺寸、配筋等多個方面著手考慮，同時還要做好節(jié)點錨固、構配件拆分等工作［1］。如果采用程序化的設計方式，會導致建筑外形過于單一，梁、板、柱等內(nèi)部結構尺寸保守單一，不利于房間利用率的提升。所以，可以利用BIM技術來優(yōu)化設計，從項目規(guī)劃、概算、預算、物業(yè)等多個環(huán)節(jié)入手，實現(xiàn)全生命周期智能動態(tài)控制和管理。在BIM技術應用的過程中，可以采用revit+國內(nèi)插件進行建筑的創(chuàng)建和設計。在結構設計的過程中，可以采用PKPM計算配筋量，同時也可以對層側移剛度進行計算。以BIM技術為基礎，進行裝配式建筑結構設計，可以使設計思路更加清晰、合理。
1.2要求
在裝配式建筑結構設計的過程中，設計人員要要采用科學合理的設計方案，如上文所述，可以基于BIM技術進行設計規(guī)劃。結構設計不僅要保障結構質(zhì)量，還要增強建筑功能性，同時控制工程成本，確保各類資源的合理配置和應用，進而使裝配式工程的整體效益得到提升，同時也可以促進裝配式結構設計方案的改進和優(yōu)化。通常，裝配式建筑結構設計包括兩個方面：一方面，要明確功能需求，合理進行結構布局，詳細分析柱節(jié)點等內(nèi)部結構分布情況；另一方面，根據(jù)工程整體水平，對結構體系、材料等參數(shù)進行配置和設計，確保設計的科學合理。
2裝配式建筑結構設計的參數(shù)選取
2.1參數(shù)設計
以某建筑工程為例，該建筑工程中的樓宇一共分為兩類，分別是A樓和B樓，A樓有6棟，共20層，采用25.6m×17.2m的框支剪力墻結構。以A樓為例進行分析，利用分析程序計算各項參數(shù)，具體輸入?yún)?shù)包括結構重要性系數(shù)、場地類別、設防烈度、設計地震加速度、嵌固端位置等等。采用BIM模型計算的方式可以獲得相應的參數(shù)數(shù)據(jù)：以結構重要性系數(shù)來說，部分框支剪力墻的系數(shù)為1.0，地震作用計算信息為地震作用夾角，單向/雙向/偶然偏心的角度為0°/90°。
2.2結構選型
在工程設計的過程中，為了減少塔樓沉降差異，進而出現(xiàn)各類問題。塔樓規(guī)范裙房外會設置沉降縫，塔樓一層結構樓板比裙房高1.2m，所以在周圍設置水平加腋大樣，以此確保水平力可以順利傳遞。不僅如此，核心筒采用細腰型布置的方式，結構在核心筒外墻兩側增加了寬度為1m的結構連板，以此確保樓板寬度在5m以上。為了滿足裝配和預制的要求，預制構件選擇凸窗、陽臺和部分樓板。
3裝配式建筑結構設計的優(yōu)化路徑
3.1優(yōu)化內(nèi)容
從前文可以看出，裝配式建筑結構設計要對多項內(nèi)容進行優(yōu)化和完善，包括設計流程、計算方式、設計體系、技術體系、預制構件等等。在設計流程方面，技術人員不僅要做好結構本身的設計和規(guī)劃，還要了解工程生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率，分析工程生產(chǎn)作業(yè)對裝配式建筑結構設計造成的影響。也就是說，要對生產(chǎn)、運輸、裝配等工作進行有效的規(guī)范和設計，確保各個環(huán)節(jié)的順利銜接，尤其要做好構建設計、拆分設計等工作，保障建筑設計的合理性，同時也可以促進生產(chǎn)工序的簡化、裝配效率的提升，進而不僅降低投入成本，還能提升建筑的使用壽命；在計算方式方面，設計人員應該充分考慮結構特征，然后采用合理的計算方式。例如，要合理計算大型構件數(shù)量、位置、連接等參數(shù)。如前文所述，可以采用BIM技術進行管理和計算，建立真實的建筑模型，利用軟件計算模型中的各個參數(shù)，并進行模擬分析；在設計體系優(yōu)化方面，設計人員要充分了解裝配式建筑結構的特點和優(yōu)勢，著重優(yōu)化結構標準設計體系，了解居民對建筑的需求，增加結構設計種類，并不斷完善走廊式組合、單元式組合等構件的功能，使其可以更好的發(fā)揮作用；在技術體系優(yōu)化方面，設計人員不僅要了解工程要求，還要結合實際施工情況，選擇最合理的結構體系。例如，在實際施工的過程中，設計人員可以根據(jù)剪力墻預制形式的差異性選擇不同的剪力墻形式，可以采用單一預制疊加剪力墻，也可以采用雙預制疊合剪力墻；在預制構件優(yōu)化方面，可以從構件拆分、構件節(jié)點兩個方面進行優(yōu)化。根據(jù)工程實際要求和相應的裝配率，綜合衡量預制組合梁、樓梯等構件，盡可能減少外腳手架的使用次數(shù)?？梢圆捎娩摻钐淄驳姆绞剑瑫r做好成本控制工作。此外，可以應用射頻技術、網(wǎng)絡技術進一步促進裝配式建筑結構的優(yōu)化和改進。近年來，這兩種技術的應用十分廣泛，已經(jīng)逐漸成為裝配式建筑結構設計優(yōu)化過程中不可或缺的兩種應用技術。利用這兩種能夠技術，可以實時監(jiān)控檢組構建的生產(chǎn)、存放、檢測、安裝等工作，檢測流程、結構、信息數(shù)據(jù)等可以存儲在計算機中，并利用網(wǎng)絡技術進行信息資源的共享，從而為裝配式建筑結構設計優(yōu)化提供更多參考依據(jù)。
3.2優(yōu)化路徑
要實現(xiàn)設計優(yōu)化，就要從多個方面入手：首先，保障設計資料完整可靠。設計人員要做好資料的收集和管理工作，根據(jù)相關的規(guī)范要求進行資料的審核和存儲，明確外界因素、人文因素、技術因素、計算誤差等條件對項目的影響，同時采取有效的預防措施，確保設計的合理可靠；其次，加強生產(chǎn)廠家管理工作。從目前的發(fā)展情況來看，要提升裝配式建筑結構的設計質(zhì)量，強化生產(chǎn)廠家管理力度十分重要。只有落實有效的管理工作，才能保障廠家嚴格按照規(guī)范要求進行設計和生產(chǎn)；最后，做好設計監(jiān)管工作。企業(yè)管理部門要明確自身職能，采取有效的管理措施，建立完善的管理機制，確保設計人員有足夠的能力和職業(yè)素養(yǎng)，進而保障裝配式建筑結構設計的合理性。
4結語
綜上所述，隨著裝配式建筑的不斷增多，人們對建筑質(zhì)量的要求也在不斷提高。為了滿足人們對建筑的要求，設計人員要不斷進行結構設計的優(yōu)化和改進。通常要從設計流程、計算方式、設計體系等方面著手優(yōu)化，通過有效的監(jiān)督和管理工作確保設計優(yōu)化的有效性，從而促進裝配式建筑工程項目效益的全面提升。
參考文獻
［1］馬彬.裝配式建筑的結構設計優(yōu)化探討［J］.名城繪，2018（5）：471-471.
作者：劉靖 魏秀瑛 單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術學院