摘要：建筑行业向绿色化、工业化转型时，模块化装配式建筑因高效施工、节省资源等优点，成为带动行业发展的重要趋向。本文围绕模块化装配 式建筑结构设计展开探讨，分析其关键内容，找出重点要素，梳理设计中协同不足、标准欠缺等问题，并从协同机制形成、标准体系改进和技术创新应 用三方面提出解决策略。希望该研究为模块化装配式建筑结构设计质量提升及大规模应用提供理论与方法，推动建筑业可持续发展。关键词：模块化；装配式建筑；结构设计；协同机制；标准体系

引言：

在“双碳”目标与新型建筑工业化政策背景下，传统现浇建筑高能耗、高污染、低效率弊端渐显，装配式建筑因工业化生产、装配化施工等特点，成建筑行业转型方向。模块化装配式建筑作为装配式建筑高阶形态，将建筑物划分为功能模块，工厂生产构件与装修后现场拼装，提升了建筑生产集约度与效率。结构设计是其关键，关乎建筑安全、经济与实用，但当前面临各参与方协作不畅、设计标准有差异等难题，阻碍发展。

一、解析模块化装配式建筑结构设计内涵

模块化装配式建筑结构设计以“模块化”为逻辑，打破传统建筑“整体浇筑”的模式，将建筑分成多个标准化、可重复使用的模块单元，在工厂里预制生产好，然后在现场吊起来拼装成一栋完整的建筑。在设计时，要兼顾模块的独立性以及整体的协同性，既要有单个模块在生产、运输、吊装过程中的结构稳定，达到承载、抗震等安全标准，也要有模块之间连接节点的可靠，使建筑整体功能和性能得到统一。也要联系到建筑功能需求，施工工艺特征和绿色环保理念，在设计阶段便统筹考量材料挑选、空间布局优化以及能源使用效率提升等方面。

二、梳理模块化装配式建筑结构设计问题

2.1 多方协同机制不足

模块化装配式建筑结构设计牵扯到设计单位、生产厂家、施工企业、监理单位等众多参与方，彼此之间存在信息壁垒和协同脱节的情况。设计单位在方案设计阶段未结合生产厂家的制造工艺能力和施工企业的现场安装条件，导致设计方案在后期生产、施工等环节中难以落实执行，不断对设计方案进行调整，这样既延长了项目的周期，又增加了成本。同时参与各方之间缺乏有效信息共享平台及协同沟通渠道，导致设计变更信息不能及时传递，会造成生产施工环节出现错漏情况发生，进而影响建筑结构设计质量和项目进程速度。各单位技术标准和数据格式不同，跨平台数据交互有兼容性问题，加重信息孤岛现象；同时，责任划分不明，设计与施工有矛盾时各方相互推诿，问题久拖不决，影响项目推进。

2.2 设计标准体系待完善

目前，关于模块化装配式建筑结构设计的标准尚未形成完整的统一体系，现有的标准大多是针对传统装配式建筑制定的，并未将模块化建筑的特殊性考虑在内。例如在模块结构设计参数设定、连接节点构造需求、抗震性能验算手段等方面，缺乏明确且具有针对性的规范准则。因此，设计单位在执行过程中缺乏统一的依据，设计效果的安全性和可靠性难以得到保障。此外，不同地区和行业标准有差异，跨区域、跨行业项目设计易出现标准冲突，增加设计难度，制约模块化装配式建筑发展。从细化程度看，部分地方规范在模块运输荷载取值、高空吊装安全系数运算等方面有空白，企业开展项目只能凭经验判断。而且，不同行业对模块接口通用性评判标准不一致，导致预制构件反复设计、材料浪费，阻碍各行业协同合作。

三、提出模块化装配式建筑结构设计策略

3.1 构建高效协同设计机制

创建依靠信息化技术的多方协同设计平台，将设计、生产、施工这些环节的信息资源整合起来，做到各方随时分享数据并展开交流。设计单位在方案设计的早期就邀请生产厂家和施工单位参加设计研讨会，充分听取生产厂家及施工企业的意见，对模块的制造工艺、吊装施工过程等发表看法，从而保证设计方案科学可行。同时采用BIM( 建筑信息模型 ) 技术，搭建起模块化装配式建筑的全生命周期模型，在设计环节提前做好碰撞检测和施工模拟，规避由于设计与施工之间产生矛盾而引发的问题以及后期修改。采用物联网技术，将传感器植入模块生产流程里去收集生产的进度数据和质量信息，并将其即时传送到协同平台上从而做到对整个生产环节透明化的管理。而且确定各个参与者各自的职责和分工，创建协同工作的制度及沟通流程，经由定期举办线上线下协调会议，制订标准的沟通模板等方式来改进整体设计效率和品质。

3.2 完善统一设计标准体系

结合模块化装配式建筑结构设计特点，加快出台和修订相关标准规范，形成涵盖模块化设计参数、连接节点构造、抗震防火设计、质量验收等方面的标准体系。在标准制定过程中，调研行业实践经验，借鉴国内外先进技术成果，保证标准的科学性、先进性、实用性。例如，以典型模块化建筑项目节点失效的实例为参考，对连接构造标准进行完善；借鉴国际通行的BIM 协同设计标准，提升模块的设计精度。加强各地区、各行业标准的协调统一性，避免出现标准之间的矛盾冲突，为各个地区的跨区域以及各行业的跨行业项目的工程设计提供统一的标准。形成标准动态更新机制，按照行业技术发展状况以及实际操作需求，适时对标准内容加以修订完善，保证标准一直契合模块化装配式建筑结构设计的发展要求。

3.3 推动设计技术创新应用

加大模块化装配式建筑结构设计新技术、新材料和新工艺的研发和应用力度，在模块结构设计上采用性能好的混凝土和高重量高强度钢，降低模块的自重提高承载力和耐久度；探索智能建造技术与模块化建筑物相结合，例如在建筑的设计中安装智能监控设备，在建筑物的整个生命期内实现对其结构性能的检测从而保障建筑的安全性并提高其使用寿命。同时，推动设计单位与科研机构合作开展模块化结构抗震、抗风等关键技术和优化设计方法，提高模块化装配式建筑结构整体性能。此外，利用技术创新实现模块设计的标准化、通用化，提高模块重复使用率，降低生产成本，推动模块化装配式建筑的规模化发展。如开发针对模块化建筑的 3D 打印技术，能够快速地打印出复杂的构件，使用BIM 技术搭建数字化的设计平台，使各种专业的设计可以协作完成并且控制好每个模块之间的拼接精度提高建造质量和速度。

四、结论

模块化装配式建筑是建筑行业工业化转型的重要载体，它的结构设计水平直接影响着建筑的安全、经济和可持续发展。本文通过对模块化装配式建筑结构设计的研究可知，其是以模块化的逻辑为主线，但要达到整体和局部协同且兼顾绿色及工业化的要求。目前设计过程中存在的缺乏多方协同和标准体系有待完善两大问题影响行业发展，在此基础之上采用建立高效协同机制、完善统一标准体系、推进技术应用创新三大策略可有效破解行业发展的现存难题，进而提升设计质量与效率。

五、参考文献

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