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摘要：与普通现浇住宅相比，装配式建筑结构设计方法有其特殊性，建筑、结构、设备共同参与装配式结构设计中，最终由设计人员进行深化设计。下文以某项目为案例对装配式混凝土住宅结构设计展开分析。
关键词：装配式;混凝土住宅;结构设计
1装配式建筑概述
1.1装配式建筑的基本概念
所谓装配式建筑，就是将施工过程中使用的大量构件提前在工厂中加工组装好，然后再运送至施工现场，利用焊接、混凝土浇筑等方法将构件组装起来。在时代与科技不断发展的背景下，装配式建筑也愈发多样化。整体来讲，装配式建筑就是一个从零件生产到整体组装的过程。
1.2装配式建筑的基本原理
装配式建筑的基本原理与现场浇筑式建筑相似，装配式建筑主要是使用较为牢固的连接方法连接各部分结构，并使用一些较为特别的构造方式进行建筑施工。装配式建筑中需要连接的结构节点比较多，结构的质量与合理性对于整体质量具有非常重要的影响，因此，设计人员要结合施工地区的实际情况进行科学、合理的设计。
2装配式混凝土住宅结构设计方法
2.1传统装配式结构设计方法
装配式混凝土住宅结构传统设计中，采取结构先整体、后拆分设计的方法，整个结构分为预制构件、连接节点两部分，施工设计分为预制构件生产、装配两部分。具体设计要点如下。
（1）结构构件设计。以结构计算与分析为基础，根据分析结果开展构件设计。
（2）预制构件拆分设计。综合考虑施工要求与标准化、通用化要求等，拆分预制构件，拆分构件尽量标准化、模块化，起到节约材料和能源等作用，拆分构件不影响建筑使用功能及结构受力等性能。
（3）构件连接节点设计。不同构件连接方式不同，包括预制柱连接、叠合梁与预制柱连接、楼板与柱的连接等，预制内隔墙与剪力墙、叠合板与叠合板之间等各预制构件与现浇构件之间的连接都应补充说明，做好相关验算工作。
（4）有限元分析设计。先将弹性连续体离散，获得有限各单元在角点铰接的组合体，分析每个单元体受力与变形间的关系，然后组装各单元。此方法可调整连接件个数、间距，改善楼层受力状况。
2.2 BIM装配式结构设计方法
BIM装配式结构设计方法的运用下，建筑结构设计至生产过程中，设计、生产单位共享预制构件库，设计单位可根据预制构件厂所提供数据选择预制构件，主要设计分为四个步骤：面向预制构件、构建BIM模型、优化模型分析、应用BIM模型建造。由此，实现了设计、生产两大环节的顺利衔接。
3工程案例
3.1工程概况
文章以某高层住宅项目为例展开分析，此建筑地上33层、地下2层，主屋面高度达99m，采用装配整体式剪力墙结构，灌注桩桩基（φ700mm）。通过计算可得，该项目单体预制率为32.6%，装配率≥50%，混凝土预制构件包括预制外挂墙板、夹心保温外墙、预制内墙、预制叠合梁、预制凸窗、预制叠合楼板、预制楼梯、预制空调板。
3.2结构体系选型
该项目结构计算方法与现浇结构相同，采用PKPM开展多遇地震弹性分析，计算结果显示构件承载力、变形均满足要求。
3.3预制构件拆分设计
该项目以模数化、标准化为基本原则，开展预制构件拆分设计。由于立面丰富，方案初期预制凸窗类型多达几十种，重复率低、造价较高。为此，对方案进行了调整，取消了部分凹进凸出，减少凸窗类型;对项目楼梯尺寸进行调整，保证两部楼梯尺寸一致，只需一套模具即可，可降低成本。
3.4 BIM装配式一体化三维模型设计
该项目采取了BIM装配式一体化三维模型设计方法。为保证设计质量，设计人员针对预制构件的尺寸、重量及体积等进行了测算，并将相关数据通过表格清单模式进行输入与输出处理，实现了大量数据的完整存储及调用。同时在BIM模型中，设计人员可直观地查看各构件的位置关系，为施工图碰撞检查提供了有利条件。另外，该项目利用透视功能对混凝土内部的钢筋分布、埋件位置等进行了分析，有效避免了钢筋碰撞问题的出现。
4装配式结构工程设计的注意事项
1）科学选择设计资料。通过正确、合理、可靠的设计资料保证设计科学性。在实际设计中，设计人员可以结合《装配式混凝土结构技术规程》文件，了解其中提到的建筑设计、结构设计工程验收等规定，明确结构设计需求，同时将装配式工程建筑项目的地质勘察数据作为精准的设计依据。要在设计过程当中综合考虑，选取更加合适的设计方案和施工技术，结合实际的施工区域环境情况，来有效地提高建筑装配式结构工程的设计水平，基于实践来为整个装配式工程的结构设计提供理论基础和技术支持，使装配式结构的建筑构件能够达到相关的标准和要求，并且保证良好的设计效果，最终形成更加优良的设计方案。
2）关注结构设计细节，强化设计整体效果。在进行装配式结构预制构件的设计时，根据一些预制构件的铰接点设计需求，暂时忽视杆端延性问题，重点关注斜截面的承载力，将承载力数值作为杆端箍筋设计的依据;同时在结构柱体承载力设计时需要调整抗震系数，优化受力边柱在地震作用力下的轴力。
3）注意结构设计方式。针对预制构件方面来进行设计，并实现相关策略的具体应用。具体来说，需要充分结合行业内的有关技术规范要求，对装配式结构中的不同平面构件来进行优化和设计，充分结合少规格、多组合的设计原则，以保证整个装配式结构设计中相关的一些建筑构件的设计方面能够体现出标准化、规范化、系统化的设计特点，以求能够满足整个装配式结构工程的具体需求。与此同时，还需要考虑到不同平面中的构件实际特点，选择更加合理、高效的设计方式来，最终使整个装配式结构中的各部分构件都能够达到的装配式结构整体的设计目的和要求。
4）充分结合标准化的设计理念和需求。要加强在设计过程当中关于装配式结构构件数量的控制，并实现各部分构件的精准化要求，从而达到装配式结构设计的相关目的，有效地帮助施工企业节省造价和成本，并为企业带来更加良好的经济效益。针对现浇施工方法的使用，需要确保装配式结构在降板和其他环节的施工质量。预制构件在实际的施工利用中，需要体现出良好的安全性和稳定性，从而保证其用于整个装配式结构施工，能对整体装配式结构的稳定性做出相应的保障。针对适用于非承重墙的构件部分，在对其进行设计时，需要充分考虑到这部分构件的隔音效果，因此，设计时需要选择隔音性能更加良好的材料，从而达到装配式结构的具体设计要求。与此同时，还应当对装配式结构中构件的加工设计部分的具体策略来进行分析，主要包括构件的加工尺寸、质量以及具体方式等方面，从而对整个装配式结构工程的设计水平起到一定的保障作用。
结束语：
综上所述，近年来装配式建筑在我国建筑行业发展中占据着越来越重要的地位，为保证装配式混凝土结构施工效率、质量与成本，做好结构设计工作十分关键。传统装配式混凝土结构设计中，主要采取整体设计、预制构件拆分设计方法。为进一步实现装配式建筑标准化、工业化设计，BIM技术逐渐得到了广泛运用，具有信息集成化、工作过程可传递性、协同设计充分支持性等特点，值得推广。
参考文献
[1]夏敏.装配式混凝土结构设计方法研究[J].住宅与房地产，2019（28）：81.
[2]石晶.預制装配式混凝土结构设计研究[J].城市住宅，2019，26（09）：161-162.
[3]伦豪.装配式混凝土结构设计方法研究[J].中华建设，2019（07）：148-149.
[4]张开阳.关于装配式混凝土结构的发展和认识[J].建材世界，2019，40（03）：57-59.
[5]余小燕，蒋华.新型装配式混凝土框架结构节点设计探索研究[J].山东工业技术，2019（07）：111+100.
关键词：装配式;混凝土住宅;结构设计
1装配式建筑概述
1.1装配式建筑的基本概念
所谓装配式建筑，就是将施工过程中使用的大量构件提前在工厂中加工组装好，然后再运送至施工现场，利用焊接、混凝土浇筑等方法将构件组装起来。在时代与科技不断发展的背景下，装配式建筑也愈发多样化。整体来讲，装配式建筑就是一个从零件生产到整体组装的过程。
1.2装配式建筑的基本原理
装配式建筑的基本原理与现场浇筑式建筑相似，装配式建筑主要是使用较为牢固的连接方法连接各部分结构，并使用一些较为特别的构造方式进行建筑施工。装配式建筑中需要连接的结构节点比较多，结构的质量与合理性对于整体质量具有非常重要的影响，因此，设计人员要结合施工地区的实际情况进行科学、合理的设计。
2装配式混凝土住宅结构设计方法
2.1传统装配式结构设计方法
装配式混凝土住宅结构传统设计中，采取结构先整体、后拆分设计的方法，整个结构分为预制构件、连接节点两部分，施工设计分为预制构件生产、装配两部分。具体设计要点如下。
（1）结构构件设计。以结构计算与分析为基础，根据分析结果开展构件设计。
（2）预制构件拆分设计。综合考虑施工要求与标准化、通用化要求等，拆分预制构件，拆分构件尽量标准化、模块化，起到节约材料和能源等作用，拆分构件不影响建筑使用功能及结构受力等性能。
（3）构件连接节点设计。不同构件连接方式不同，包括预制柱连接、叠合梁与预制柱连接、楼板与柱的连接等，预制内隔墙与剪力墙、叠合板与叠合板之间等各预制构件与现浇构件之间的连接都应补充说明，做好相关验算工作。
（4）有限元分析设计。先将弹性连续体离散，获得有限各单元在角点铰接的组合体，分析每个单元体受力与变形间的关系，然后组装各单元。此方法可调整连接件个数、间距，改善楼层受力状况。
2.2 BIM装配式结构设计方法
BIM装配式结构设计方法的运用下，建筑结构设计至生产过程中，设计、生产单位共享预制构件库，设计单位可根据预制构件厂所提供数据选择预制构件，主要设计分为四个步骤：面向预制构件、构建BIM模型、优化模型分析、应用BIM模型建造。由此，实现了设计、生产两大环节的顺利衔接。
3工程案例
3.1工程概况
文章以某高层住宅项目为例展开分析，此建筑地上33层、地下2层，主屋面高度达99m，采用装配整体式剪力墙结构，灌注桩桩基（φ700mm）。通过计算可得，该项目单体预制率为32.6%，装配率≥50%，混凝土预制构件包括预制外挂墙板、夹心保温外墙、预制内墙、预制叠合梁、预制凸窗、预制叠合楼板、预制楼梯、预制空调板。
3.2结构体系选型
该项目结构计算方法与现浇结构相同，采用PKPM开展多遇地震弹性分析，计算结果显示构件承载力、变形均满足要求。
3.3预制构件拆分设计
该项目以模数化、标准化为基本原则，开展预制构件拆分设计。由于立面丰富，方案初期预制凸窗类型多达几十种，重复率低、造价较高。为此，对方案进行了调整，取消了部分凹进凸出，减少凸窗类型;对项目楼梯尺寸进行调整，保证两部楼梯尺寸一致，只需一套模具即可，可降低成本。
3.4 BIM装配式一体化三维模型设计
该项目采取了BIM装配式一体化三维模型设计方法。为保证设计质量，设计人员针对预制构件的尺寸、重量及体积等进行了测算，并将相关数据通过表格清单模式进行输入与输出处理，实现了大量数据的完整存储及调用。同时在BIM模型中，设计人员可直观地查看各构件的位置关系，为施工图碰撞检查提供了有利条件。另外，该项目利用透视功能对混凝土内部的钢筋分布、埋件位置等进行了分析，有效避免了钢筋碰撞问题的出现。
4装配式结构工程设计的注意事项
1）科学选择设计资料。通过正确、合理、可靠的设计资料保证设计科学性。在实际设计中，设计人员可以结合《装配式混凝土结构技术规程》文件，了解其中提到的建筑设计、结构设计工程验收等规定，明确结构设计需求，同时将装配式工程建筑项目的地质勘察数据作为精准的设计依据。要在设计过程当中综合考虑，选取更加合适的设计方案和施工技术，结合实际的施工区域环境情况，来有效地提高建筑装配式结构工程的设计水平，基于实践来为整个装配式工程的结构设计提供理论基础和技术支持，使装配式结构的建筑构件能够达到相关的标准和要求，并且保证良好的设计效果，最终形成更加优良的设计方案。
2）关注结构设计细节，强化设计整体效果。在进行装配式结构预制构件的设计时，根据一些预制构件的铰接点设计需求，暂时忽视杆端延性问题，重点关注斜截面的承载力，将承载力数值作为杆端箍筋设计的依据;同时在结构柱体承载力设计时需要调整抗震系数，优化受力边柱在地震作用力下的轴力。
3）注意结构设计方式。针对预制构件方面来进行设计，并实现相关策略的具体应用。具体来说，需要充分结合行业内的有关技术规范要求，对装配式结构中的不同平面构件来进行优化和设计，充分结合少规格、多组合的设计原则，以保证整个装配式结构设计中相关的一些建筑构件的设计方面能够体现出标准化、规范化、系统化的设计特点，以求能够满足整个装配式结构工程的具体需求。与此同时，还需要考虑到不同平面中的构件实际特点，选择更加合理、高效的设计方式来，最终使整个装配式结构中的各部分构件都能够达到的装配式结构整体的设计目的和要求。
4）充分结合标准化的设计理念和需求。要加强在设计过程当中关于装配式结构构件数量的控制，并实现各部分构件的精准化要求，从而达到装配式结构设计的相关目的，有效地帮助施工企业节省造价和成本，并为企业带来更加良好的经济效益。针对现浇施工方法的使用，需要确保装配式结构在降板和其他环节的施工质量。预制构件在实际的施工利用中，需要体现出良好的安全性和稳定性，从而保证其用于整个装配式结构施工，能对整体装配式结构的稳定性做出相应的保障。针对适用于非承重墙的构件部分，在对其进行设计时，需要充分考虑到这部分构件的隔音效果，因此，设计时需要选择隔音性能更加良好的材料，从而达到装配式结构的具体设计要求。与此同时，还应当对装配式结构中构件的加工设计部分的具体策略来进行分析，主要包括构件的加工尺寸、质量以及具体方式等方面，从而对整个装配式结构工程的设计水平起到一定的保障作用。
结束语：
综上所述，近年来装配式建筑在我国建筑行业发展中占据着越来越重要的地位，为保证装配式混凝土结构施工效率、质量与成本，做好结构设计工作十分关键。传统装配式混凝土结构设计中，主要采取整体设计、预制构件拆分设计方法。为进一步实现装配式建筑标准化、工业化设计，BIM技术逐渐得到了广泛运用，具有信息集成化、工作过程可传递性、协同设计充分支持性等特点，值得推广。
参考文献
[1]夏敏.装配式混凝土结构设计方法研究[J].住宅与房地产，2019（28）：81.
[2]石晶.預制装配式混凝土结构设计研究[J].城市住宅，2019，26（09）：161-162.
[3]伦豪.装配式混凝土结构设计方法研究[J].中华建设，2019（07）：148-149.
[4]张开阳.关于装配式混凝土结构的发展和认识[J].建材世界，2019，40（03）：57-59.
[5]余小燕，蒋华.新型装配式混凝土框架结构节点设计探索研究[J].山东工业技术，2019（07）：111+100.