整体预制装配式结构设计与实践

张渊

摘 要：我国经济的高速发展推动了建筑行业的发展步伐，国内外相关部门对装配式建筑的结构设计与实践产生了浓厚的兴趣，整体预制装配式结构已经成为建筑行业发展的必然趋势。为此提出整体预制装配式结构设计与实现进行研究，从预制装配式框架结构体系的设计，预制装配式剪刀墙结构体系的设计，预制装配式建筑立面设计以及预制装配式建筑平面设计四个方面对整体预制装配式结构进行设计。实验证明新型整体预制装配式结构的优势，为整体预制装配式建筑施工提供借鉴。

关键词：整体预制 装配式 结构设计 实践

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（c）-0081-02

国家进入改革开放以来，经济发展已经不再是现代化建设的唯一目标，人们对环境和质量的要求越来越高，传统预制装配式结构建筑的质量和性能无法满足人们日益增长的需求，因此新型的预制装配式结构建筑得到了国家和有关部门的大力支持。所谓预制装配式建筑，就是將建筑所需的部分构件或者全部构件先送到工厂进行预加工，加工完成后，将这些构件送到施工地点进行组装，有效减少了构件加工所消耗的时间，从而缩短工期[1]。通过对新型的预制装配式结构的设计与实践进行研究，对整体预制装配式结构设计作简要分析，运用新概念和新方法来提高整体预制装配式结构的质量和性能，以推动我国建筑行业的全新变革。

1 整体预制装配式结构设计

1.1 预制装配式框架结构体系的设计

整体预制装配式建筑结构部件的设计地点由施工现场转变为设计工厂，为提高施工质量，缩短施工时间提供了可能。预制装配式框架结构体系主要由板结构，剪刀墙结构和梁结构三个部分组成，是在建筑行业获得广泛关注的一种重要结构形式。这种结构的板结构和梁结构大多在工厂中预制，而剪刀墙结构由于自身重量不高且运输难度较小，通常会在大型的预制结构中应用。在预制装配式框架结构体系设计之前，需要提出一个系统的设计方案，然后根据具体施工情况来选择预制或现场浇筑混凝土的方式对框架结构进行装配[2]。在预制装配式框架结构体系设计过程中，需要考虑以下几个方面：（1），预制混凝土结构柱与梁结构的强度必须符合要求。（2），预制结构面必须光滑平整，预制混凝土框架柱与梁柱中心线要保持垂直状态。（3），在节点设计和焊接过程中，质量必须符合要求。（4），在预制装配式框架结构生产之前，要对所有的设计和配件进行二次审核，最大程度减小误差。

1.2 预制装配式剪刀墙结构体系的设计

预制装配式剪力墙结构体系的设计分为半预制和全预制剪刀墙结构两种。在设计过程中，需要根据具体的施工情况来选择施工方式。在设计预制装配式剪刀墙结构的横墙结构时，可以采用全预制的方式对横墙结构的承载力进行测量和计算。在设计预制装配式剪刀墙的竖向抗侧力时，可以采用半预制的方式对不同部位的结构和竖向承重钢筋注浆锚杆进行现场浇筑。并且需要注意两个方向的动态特性需要保持在一个平面上，确保预制装配式结构的完整性和连续性。在预制装配式剪刀墙结构体系设计完成之后，需要选用高强度预制钢材料来确保结构体系与电力传输结构的连接。根据预制柱的高度来设计剪刀墙的高度，以保证节点位置的准确合理。另外，还需要定期对钢筋进行检查和核对，避免钢筋变形而对剪刀墙结构造成伤害。

1.3 预制装配式建筑立面设计

整体预制装配式结构的立面由多个预制构件组成。立面设计既要结合工厂化生产和装配式施工的基本内容，也要在此基础上进行创新和发展。立面设计要保证标准化，同时也要实现多样化的特征。预制构件是立面设计中必不可少的部分，预制构件和立面设计是整体与部分的关系，在立面设计过程中要处理好预制构件的设计和安装工作。立面设计的多样化特征是整体预制装配式建筑设计的重要内容[3]。实现立面设计的多样化特征，首先要实现组合形式的多元化，通过对预制构件进行不同的组合排列来实现整体预制装配式建筑的外形和位置的变化。其次还要实现立面层次的多样化，主要通过对各个构件进行组合排列来实现[4]。在立面设计过程中，外墙的尺寸保持不变，对外墙的颜色、质地和纹理等要素进行多样性调整。立面设计的材料也可以进行多样化调整，从而实现立面设计的多样性特征。

1.4 预制装配式建筑平面设计

整体预制装配式结构的平面设计主要是对构建模块的尺寸和种类进行优化。在设计过程中应遵循模块和数量相统一的原则，运用先进的产业化配套应用技术来对预制构件进行系统化的加工和处理，从而在提高建筑质量的前提下减少施工成本。对整体预制装配式住宅的平面设计主要是结合工程项目的实际要求，通过对模块和数量进行配套组合和排列，最终形成系统性的单元模块。对建筑平面的各个构件要合理布局，从而确保建筑平面的空间性和灵活性[5]。

2 应用试验

本文通过应用试验的方式将新型整体预制装配式结构与传统整体预制装配式结构进行对比，以突出本文设计的整体预制装配式结构的优势（如表1所示）。

通过对表1的观察可以发现，新型的整体预制装配式结构无论抗震性能、质量保证率还是施工消耗方面都要明显优于传统的整体预制装配式结构。因此，本文设计的新型整体预制装配式结构对现代化建设更加有利，更适合得到推广和应用。

3 结语

综上所述，对整体预制装配式结构的设计与实践要结合具体施工内容，在获得国家和有关部门支持下，综合考虑多方面因素，对整体预制装配式结构的质量和性能进行考核，从而加强各构件之间的协调配合，实现整体预制装配式结构设计的多样性，使得整体预制装配式结构获得更广泛的应用。

参考文献

[1] 吴晓龙，李宏男，马荣全，等.设置金属阻尼器的预制装配式剪力墙结构抗震性能分析[J].地震工程与工程振动，2016，1（5）：46-54.

[2] 高路恒，沙峰峰，黄国春.某26层装配式建筑梁柱节点安装固定支架设计及施工方法研究[J].施工技术， 2017，52（S1）：1121-1123.

[3] 张锡治，贡雪健，蔡魏巍，等.昌浩助老公寓高强混凝土预制管柱-钢梁混合装配式框架结构抗震设计[J].建筑结构，2015，85（16）：82-86.

[4] 吴函恒，秦沛远，陈军武，等.水平荷载作用下钢框架-预制混凝土抗侧力墙体装配式结构的简化计算方法[J].建筑科学与工程学报，2016，33（3）：86-92.

[5] 程万鹏，宋玉普，王军.预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究[J].大连理工大学学报，2015，73（2）：171-178.