预制装配式建筑结构体系与设计

王鹏

摘 要：现如今，经济不断进步，人们对于预制装配式建筑产生的极大的兴趣，政府部门为此出台了相关的政策，并且颁布了相关的设计标准和设计准则，但是目前业内很大一部分工程技术人员对于预制装配式建筑结构的设计还缺乏了解，这些都阻碍了装配式建筑的进一步发展。因此，在目前国内相关的研究的基础上，结合现行的国家标准和规范，阐述了预制装配式建筑结构体系，对相关结构的力学性能、抗震性能以及经济效果都进行了分析了研究，同时，对预制装配式建筑结构体系及其设计要点进行了分析和研究，为工程领域内预制装配式建筑工程的设计提供了借鉴和指导。

关键词：预制装配式；建筑结构；体系与设计

1预制装配式建筑的概念

预制装配式建筑一种新型的建筑形式，其所需要的主要构件基本上都在工厂内完成，之后在施工现场采用一些比较可靠的连接方式将这些构件拼装起来。一般常见的预制装配式建筑主要有三种：一，预制装配式混凝土结构。这类的建筑结构也可以被称为装配整体式钢筋混凝土结构，主要是由预制的混凝土构件组成的。其工作方式主要有三步，首先在工厂预制生产，然后在施工现场拼装，最后浇筑混凝土；二，預制装配式钢结构。这一结构主要由钢柱和钢梁组成的；三，预制集装箱式房屋。这一结构的基本单元是集装箱，它的工作方式和其他的预制装配式建筑结构的工作方式有所不同。这一结构的预制构件是在工厂的流水线上生产的，之后再施工现场拼接，但是拼接的时候样式较为多变，然后进行内部装修，装修风格也是各有特色。

2预制装配式建筑结构体系发展

2.1主要来源

由于我国预制装配式建筑结构推行的时间较晚，所以对于这一结构的重视也就较少。2013年，我国正式颁发了《绿色建筑行动方案》。在这一方案中，我国提出了有效管理工业化生产的要求，并鼓励各个建筑施工单位积极推行预制装配式建筑结构，而且在推行的同时，还应该积极创新，不断更新建筑施工技术。预制装配式建筑结构与传统的建筑结构有所不同，这一结构需要先生产出建筑施工过程中所需要的构件，然后再施工现场组装。这一结构避免了传统的建筑施工过程中繁琐的步骤，减短了施工时间，同时也为建筑质量提供了一定的保证。

2.2实际使用

实际上在20世纪80年代，我国就已经开始运用预制装配式建筑结构，只不过主要是用于大板建造。而且由于经济限制，预制装配式建筑结构并没得到推广和发展。随着21世纪的到来，经济的快速发展、社会的不断进步推动预制装配式建筑结构得到了新生。这一结构开始逐渐运用到建筑行业中，并得到了推广，其发展十分迅速。在我国，预制装配式建筑结构发展最好的地区是北京和上海，而且在上海有着有着我国首次以混凝土结构结构为主体的构件，即浦江大型居住社区。

2.3应用效果

预制装配式建筑结构相对于传统的建筑结构具有许多的优势，因此它的应用效果也就相对较好：预制装配式建筑结构所选用的墙板基本上都比较轻，既可节省人力，又可节省物力，从而降低了企业成本。另外，采用轻质墙板使得空间具备了自由性和灵活性；预制装配式建筑结构在缩短建筑施工时间的同时还可以保证建筑质量，有利于提高企业的经济效益；预制装配式建筑结构预制装配式建筑结构的施工现场不需要太多的工作人员，保证了现场的施工安全。除此之外，施工过程中所需要的原材料种类较少，数量也较少，这就节省了资源，体现了环保性和绿色性。

2.4抗震性能

根据装配，可以将预制混凝土结构分为整体装配和零件装配两类，装配中刚度不只受结构刚度影响，而是受预制混凝土结构的刚度和结构刚度的共同影响。预制混凝土结构节点可分为三类：干连接铰节点、湿连接刚性节点和柔性节点。其中干铰链连接刚度低、旋转一般、抗地震和风的性能较低；湿连接，其刚度接近于现浇混凝土梁柱接头，其结构和性能和设计与现浇钢筋混凝土框架结构类似，一般用于连接的顶级节点，包括在在边缘的连接柱节点。因此，预制混凝土结构有多种节点，节点不同，结构的刚度也不同，其抗震性能也有一定差异。在建筑结构设计中，需要充分考虑实际需要的选择。

3预制装配式建筑结构的设计

3.1预制装配式框架结构体系的设计

由于预制装配式框架结构剪力墙重量比较轻，运输难度较小，常应用于比较大的预制结构。此外，预制装配式框架体系是高层建筑结构中的一种重要结构形式，无论在国外还是在国内，都已应用于高层建筑工程。这种结构的预制叠合梁和框架结构需要在工厂中预制。处理节点和梁端键槽一般在运输到施工现场后，在施工现场。在框架结构柱的装配过程中，当选择一个预制或现浇混凝土的方案时必须要结合项目的实际情况来进行选择。关于受力机理，在从结构的角度来分析，需要注意以下内容：预制混凝土框架柱、柱混凝土与底板固定强度梁结构的强度，需要保持在C30以上；结构面是必须要保证的，此外还需要梁柱中心线，纵向和横向框架柱对齐以保持对同一垂直面的状态的调整；进行框架梁柱节点的设计时，在移交的部分以符合刚性连接的使用要求；预制梁柱节点区焊接施工过程中，必须保证焊接质量；在设计、生产过程中，需要注意连接各种结构的预埋件设计合理、加工准确。

3.2预制装配式剪力墙结构体系的设计

结构构件的主要组成部分为板结构、剪力墙结构和梁结构，此外，它还可以由预制的混凝土构件组成，如层合板、预制墙板和叠层梁等。在预制装配式剪力墙结构设计中，须根据实际情况选择是采用半预制还是采用全预制剪力墙结构。为了保证结构质量，设计过程中还需要考虑以下几点：在横墙结构设计时，可根据情况，采用预制的承重墙板结构或轻墙面板两端山墙以满足预制承重墙体满足侧向力计算结果或结构部件的实际需要；在对竖向抗侧力设计时，对于不同部位的结构要保证主要竖向承重钢筋注浆锚杆和连接通过各种现浇在一起；规则需要和两个方向的动态特性应尽可能接近且保持平面形式；在E连接结构设计时，要确保机械完整性和连续性。

结语

我国的经济建设起步较晚，近年来城乡建设集中进行，呈现爆发式发展，但是建筑行业的水平还有待提高，不能满足目前的建设要求。预制装配式建筑有了一定的发展，但是还没有形成规模化生产和行业的普遍推广，产业链有待进一步完善，这些都需要各个部门的努力和配合。学习和掌握预制建筑设计技术及其当前点的同时，预制建筑设计要与时俱进，顺应时代潮流，不断创新和突破，才能真正在中国整个建筑业的发展起到积极的推动作用。

参考文献

[1]井长源，李开明.预制装配式建筑设计实践及问题探讨[J].工程技术研究，2016（6）：35.

[2]陈凌.试述预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点[J].四川水泥，2016（8）：82.endprint