探讨预制装配式混凝土结构的设计与应用

范颖

摘 要 随着社会经济的不断进步，建筑行业有了蓬勃发展。近年来，建筑工程数量和规模都有了显著提升，许多新技术、新工艺在建筑行业中的应用也越来越广泛。目前，国内建筑工程的主要形式为预制装配式混凝土结构。预制装配式混凝土结构体系不仅具备良好的性能，而且施工方式较为简便，能够在确保工程质量的同时，大大提升施工效率。文章主要分析预制装配时混凝土结构的设计与应用。

关键词 预制装配式；混凝土结构；设计；应用

1 预制装配式混凝土结构

1.1 预制装配式混凝土结构布置要求

在功能布置上，预制装配式混凝土结构具有整体性、均匀性和规则性要求。尽可能减小结构平面的长宽比和局部凹凸比例，结构布置应当均匀、规则；此外，对于竖向构件，在布置其截面尺寸和材料上，应当按照由上至下、逐步减少的原则；混凝土承重构件在刚度布置上应做到上小下大，并且上下需要对其，防止结构受力在整体上发生变化；在确保预制装配式混凝土构件施工便捷、受力科学的基础上，应当尽可能使其连接简单，特别是在布置墙体和梁柱的过程中，尽量简化连接。

1.2 预制装配式混凝土结构稳定性研究

（1）结构整体的抗震性能研究

在发达国家，预制装配式混凝土结构整体的抗震性能已经得到了充分的实践，这一构件所具备的抗震性能完全满足现代建筑的要求。然而，国内预制装配式混凝土结构发展和应用都比较晚，在抗震性能的实践方面还存在许多空白。考虑到过去房屋建筑在地震过程中的破坏情况，可以明确国内许多建筑在抗震性能上存在许多不足之处，因此，加强对预制装配式混凝土结构件的研究、提升建筑抗震性能十分必要[1]。

（2）构件的新型配筋设计技术研发

要实现混凝土构件中配筋数量的减少，必须提升钢筋性能，研发大直径、高性能的钢筋并进行推广和应用。将新型配筋技术应用到预制装配式钢筋混凝土结构中，不仅能够大大提升工程质量，还能提高施工效率。

1.3 预制装配式混凝土结构的节点设计

（1）节点的传力机理与承载力设计

要研究构件节点的传力机理和承载力设计，首先要对节点的受力原理、传力特点等进行明确和分析。拉力属于间接受力，即在不同构件的传递过程中受力；而节点压力、接缝压力等则不通过构件传递，属于直接受力。值得关注的是，不同的接缝，其在受力传递方面也有一定差异。水平构件包括框架梁和连系梁，水平构件的接头受力是传递力，构件连接的强度、界面黏结程度决定节点轻度。因此，在计算受力强度时，必须结合实际情况，按照国家相关标准进行分析和研究；在设计梁的接头时，首先应当计算其结构强度，对抗剪力设计进行重点关注。在计算接缝的抗压强度时，选取材料在实际工作过程中的较低值比较恰当。要实现预制装配式混凝土结构的应用和推广，必须确保其结构设计符合相关标准，且计算出的强度数值在规定范围内。

（2）连接构造要求

①焊接连接。用料简单、连接稳定是焊接连接方式的主要优点，因此，在预制混凝土结构体系中，焊接是最主要的连接方式。但是，焊接连接在结构强度方面受环境条件限制较大，因此，在采取这一连接方式时，除了要做好焊接方法、焊接技术以及焊接设备的研究和把控，对于大直径构件的刚进焊接技术，应当特别注意研究和分析。

②套筒灌浆连接。调查研究表明，在满足钢筋连接强度方面，套筒灌浆连接方式效果较好。但是，在采用这一连接方式时，应当结合工程建设的实际情况，适当改造国外进口的套筒，使其满足国内建筑的构造强度需求。在部分地区和公司，套筒灌浆连接技术已经取得了较大的进步。在进行套筒灌浆连接施工时，首先在套筒中插入连接钢筋，然后灌浆和静置。套筒材料在抗拉强度上也有一定要求，应当确保其在600Mpa以上，套筒之间应当保持足够大的距离，套筒与连接钢筋在方向布设上需要恰当，尽可能减少布设误差[2]。

2 预制装配式混凝土结构在住宅建筑中的应用

2.1 预制装配式剪力墙结构

预制装配式剪力墙结构又称预制装配式大板结构，其节点连接可靠性高，具备优良的抗震性能。现阶段，预制内外墙板主要分为实心墙板和空心墙板两种，叠合楼板是许多预制楼板的主要形式。 在預制空心墙板的施工过程中，对于结构构件连接的整体性方面需要进行慎重考虑，确保其满足设计标准和相应的抗震要求。在设计相关节点时，构件的热工性能和抗渗性是需要重点关注的方面。在预制实心墙板的施工过程中，做好预制墙板竖向接缝和水平缝的处理工作十分关键，除此之外，还要确保构件竖向实际受力和水平受力钢筋的连接达到相关要求。在预制空心墙板的施工过程中，一般采用预制和现浇相结合的施工方式进行。在做好预制空心墙板和结合版的装配工作后，还要对受力钢筋进行合理布置。混凝土的浇筑需要在叠合楼板面和空心墙板面同时进行，确保结构的整体性。这种施工方式的主要优点为：构件具备优良的整体结构性能，方便处理节点构造处、墙板竖向缝以及水平缝，防止接缝出现开裂现象。

2.2 预制装配式框架

预制装配式混凝土结构在建筑中的另一应用是预制装配式框架，梁、柱、板以及剪力墙是装配式框架的主要组成部分，叠合楼板是较为常见的预制楼板，叠合梁是较为常见的预制梁。预制装配式框架结构的主要优点为：施工工艺简单，建造效率较高，在施工过程中能够有效节约劳动力，减少成本投入。如果节点的施工工艺安全性较高，可以使用与现浇结构相同的设计方法，因此可以利用现浇构件来代替竖向受力构件；采用预制装配式框架结构能够实现建筑空间的灵活安排，营造大空间建筑[3]。

3 结束语

预制装配式混凝土结构具备简单、高效、环保、节能等诸多优点，符合现代建筑的发展理念，在建筑工程中的应用越来越广泛。国内由于对这一结构研究起步较晚，在实际工作过程中还存在许多不足之处，所以应当严格按照相关标准，做好各类试验工作，确保结构性能，积极学习先进国家和地区的建设经验，从而实现建筑生产模式的转变，用最少的资源获取最大的效益，推动建筑行业长远发展。

参考文献

[1] 覃玉坚.预制装配式建筑结构体系与设计[J].建筑技术开发，2017，（20）：11.

[2] 闫志平.预制装配式建筑结构体系与设计探究[J].建材与装饰，2017，（46）：127.

[3] 江辉.简析预制装配式建筑结构体系与设计[J].江西建材，2018，（2）：59.