高层住宅预制装配式建筑设计实践

高层住宅预制装配式建筑设计实践

张瑜 ,姜涛

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摘要：装配式建筑是建筑工程施工的重要形式，其能通过构件预制生产、现场安装的模式，实现施工技进度、质量、成本和生态环境效益的统一。在高层住宅建设中，应重视预制装配式建筑的整体设计，本文在预制装配式高层住宅设计特征的基础上，就其具体的设计要点展开分析，期望能进一步提升工程项目设计质量，促进高层预制装配式建筑的有序发展。

关键词：高层住宅；预制装配式建筑；设计要点

高层住宅在最大化利用城市纵向空间的基础上，有效地解决了城市住房紧张的问题。现阶段，高层住宅建筑多采用预制装配式建筑施工模式，该施工模式下，建筑所需的部分或全部构件预制生产，然后在施工现场进行零散构件的组装，这有效地提升了施工的效率和质量，保证了项目建设从和效益，新时期，为进一步提升高层住宅预制装配式建筑施工质量，还应重视建筑的系统设计。

一、预制装配式高层住宅设计特征

采用预制装配式建筑设计是高层住宅设计的重要方式，其能为工程后期的装配式施工奠定良好条件。从预制装配式高层住宅设计过程来看，其具的设计特征包括：其一，与传统建筑设计相比，装配式建筑在结构设计层面具有流程精细化的特征，其要求在项目前期技术策划阶段，从构建预制加工到后期装配施工，均应树立整体意识、精细化控制意识，实现各个流程的有效衔接。其二，设计模数化是预制装配式高层住宅建筑设计的内在要求，通过对各个构件的精准化设计，能保证构构件之间的协调性、统一性，保证项目整体设计水平。其三，装配式高层住宅还具有配合一体化的特征；即从项目设计到 构件预制加工，再到构建的配合组装，均需要进行有效沟通，满足装配式建筑整体建设需要。其四，规范开展装配实际住宅建筑设计后，能实现项目装配率的精准控制，减少施工中不必要的材料浪费和成本浪费，这对于项目成本控制具有积极作用，故而从项目初期设计阶段，就必须考虑成本精细化特征，以此来实现项目成本、质量的有机统一。

二、预制装配式高层住宅设计要点

1、平面、立面设计

遵循模数协调性是装配式高层住宅建筑平面设计的基本原则，这样才能提升建筑平面设计质量，满足项目施工需要。一方面，审计人员在考虑装配式建筑结构特性的基础上，需系统法确定住宅的模数系列， 然后建立标准化的功能模块，并及时优化和完善套型模块的种类与尺寸，这样能构建多种组合形式的单元模块。另一方面，大空间布局是装配式住宅平面设计的重点，应在考虑建筑特点的基础上，灵活性展开承重墙、管井位置设计；在此基础上，需要对住宅的室内结构及女性布局优化，突出不同功能模块的功能，满足家庭对于住宅使用功能的需求。

开展装配式高层住宅设计时，需基于标准化、模块化的原则开展立面设计工作。通常，为营造不同效果的建筑立面，需重视饰面材料与色彩变化的控制，仅从饰面材料来看，除装配式混凝土外墙板、空调板外，装饰性构件的应用也较为常见。另外，装配式建筑外立面设计中，需将门窗设计作为重点，一方面，需重视门窗尺寸、窗框分布形式的合理布局，另一方面，需考虑阳台、空调板的位置、形状设计，以此来打造多变的立面装饰效果，提升建筑整体设计质量。

2、预制构件设计

预制装配式高层住宅建设中，预制构件的设计效果与项目施工进度、施工质量具有深刻影响。在项目施工中，装配式构件的类型、数量较多，故而应从整体和局部细节两个层面开展设计。在预制构件整体设计中，首先要严格按照模数化和标准化的要求开展构件设计，尽可能地减少构件类型，提升构建精度及标准化程度。其次预制装配式住宅构件设计需考虑后期施工情况，如对于一些异形、降板及孔洞其区域，可分析工期构件设计、制作难度，若情况允许，可补充设计现浇施工方式，为后期施工提供便利。同时开展构件设计，需考虑构件规格、尺寸、质量因素，协调构件加工与吊装能力，并且所设计的构件应具有良好的耐火性及防水性。最后应重视非承重墙构件的设计，建议使用便于安装、重量轻及隔声性能好的隔墙板，实现建筑空间的最优布局。

在预制构件细节设计中，应考虑不同类型构件的具体设计要求。如在预制混凝土墙板设计中，还需要考虑建筑采光、通风情况；而在预制玻璃幕墙设计中，应协调自然空气与建筑内部暖通的配合情况，以此来形成垂直微循环系统，保证安金柱节能、美观和实用性。最后在楼梯等一些特殊性构件设计中，需结合考虑建筑平面、立面的整体布局情况，然后系统化地进行楼梯结构、构件类型、截面尺寸和配筋等要素的统一设计，提升构件设计可靠性，高标准性。

3、结构体系设计

结构体系设计是装配式高层住宅设计的要点所在。通常，要求装配式住宅结构体系保持平整，尤其是在支撑构件设计中，需保其具有足够的强度、承载力和抗拉性能，同时确保支柱结构间的轴线处于平行状态。另外应重视结构节点设计，实现各节点之间的有效链接。新时期，人们对于装配式高层住宅设计的安全性提出了较高要求，故而在建筑整体设计中，针对具体的节点设计，还需考虑以下内容：其一，要求合理计算各个节点之间的受力情况，确保节点链接的安全性。其二，预制装配式建筑的预制楼板、外墙均是与外部环境接触的重要位置，考虑到均邻近于预制构件的连接性设计部位，因而做好防水性设计尤为关键。在设计中，应重视防护材料的应用设计，提升建筑整体防水能力。其三，应重视构件连接方式的设计，除螺栓连接、浆锚搭接外，套筒灌浆连接及抗剪键槽等都是装配式节点链接的有效方式，对此应结合项目的实际情况， 重视这些链接方式的灵活应用。譬如，现代工程建设体系下，除全预制实心剪力墙外，预制夹心保温剪力墙的构件均通过预制获得，而且边缘构件采用现浇施工模式，此时在剪力墙竖向钢筋上下连接时，需采用灌浆套筒进行链接，并且在连接方式设计中，需保证其满足JGJ107—2016要求。而在钢筋水平连接时，要求灌浆套筒应各自独立灌浆。对于保温一体化剪力墙结构而言，应通过机械连接点方式，对剪力墙的竖向钢筋及水平钢筋进行连接，其中在此类型剪力墙竖向钢筋连接中，锥形头套筒灌浆连接方式的应用较多，而在水平钢筋连接中，多使用双节套筒机械连接等。其四，在构件节点链接中，还应从整体层面出发，考虑建筑的力学、物理及装饰需要，提升节点链接设计的合理性。

4、技术策划设计

规范化地开展装配式建筑技术策划设计，能有效地提升项目设计水平，为工程项目后期质量控制创造良好条件。新时期，在装配式高层住宅建设设计中，针对技术策划要素的设计，应考虑以下内容：一方面，在技术策划设计中，除考虑项目建设外部条件、成本限额外，还需要对个工程项目的规模及产业化目标进行分析，以此来保证预制装配式住宅设计的标准性、规范性。另一方面，项目设计工作开展还需要考虑设计方案的可行性，即应做好设计单位、构件加工单位、施工单位的衔接，认真交流意见，并对设计方案的成本、质量、进度要素进行分析，确保设计方案的可行性。此外，在完成项目技术策划设计后，应分析方案平面、里面关系，通过立面设计与平面设计优化，促进预制装配式建筑结构的标准化与系统化设计目标的实现。

三、结语

预制装配式高层住宅建筑设计工作对于后期项目施工具有积极作用，其能后期项目施工提供有效参考。新时期，工程建设人员只有充分认识到装配式建筑施工的优势及预制装配式高层住宅建筑设计特征，结合项目建设实际情况， 规范化地开展平面、立面设计，并考虑预制构件、而机构体系、技术策划设计，才能有效地提升装配式高层住宅建筑设计质量，促进建筑工程的持续、稳定发展。

参考文献

[1]赵雪峰，范悦.基于某高层住宅为例探究预制装配式建筑设计实践[J].城市建筑，2021,18(2):149-151.

[2]金艳，杨先瑞.预制装配式建筑精细化设计分析[J].建材与装饰，2020(36):75-76.