预制装配式建筑结构体系与设计

徐健

摘    要：随着我国城镇化水平的不断提高，建筑行业迎来了前所未有的发展机遇，人们对于预制装配式建筑的重视程度逐渐增加，通过相关政府机构也颁布了对應的设计标准以及设计准则。但是从目前来看，某些工程技术人员对于预制装配式建筑结构设计了解不够深入，在一定程度上阻碍了装配式建筑的发展。本文主要介绍预制装配式建筑的优点，并阐述预制装配式建筑结构体系，在此基础上对于预制装配式建筑结构设计要点进行分析，从而为预制装配式建筑工程设计提供参考和指导。

关键词：预制装配式建筑;结构体系;设计

1  引言

在社会发展过程中，我国城市建设水平在不断提高，同时随着人们生活水平的改善，也对自身的居住环境提出了新的要求。在这种情况下，传统的施工方式当中的不足也就引起了人们的重视，而预制装配建筑结构开始成为了新时期建筑工程施工中的重点技术。这种建筑形式有着更不快捷的施工速度，同时也由于实现了工厂化制作，所以构件的质量也得到了保证，在新时期针对这种建筑结构进行分析，探究其施工要点有相当的现实意义。

2  预制装配建筑概述

预制装配建筑在建筑领域是一种新的建筑形式，具体来说，其应用的主要构件都是在工厂内拼装完成的，在现场施工阶段可以应用可靠的连接方式来进行拼装。当前投入使用的预制装配建筑工程主要类型有三种，分别是预制装配混凝土结构建筑、预制装配钢结构建筑以及集装箱结构建筑。具体来说，预制装配混凝土建筑也可以被称为装配整体钢筋混凝土结构，在具体施工中，其主要构成部件就是预制的混凝土构件，首先在工厂进行预制生产，之后在施工现场进行拼装，在浇筑混凝土之后即可完成施工。预制装配钢结构主要由钢柱和钢梁构成。预制集装箱建筑，其构成最基本的单位就是集装箱，在工作方式上也和其他预制装配建筑结构有一定区别，本结构的预制构件和其他结构形式有一定的区别。虽然同样是在工厂进行加工预制，但是在现场有很多种拼接类型，可以结合具体需要来选择拼装方式，自主决定装修风格。

3  预制装配式建筑结构的发展现状

预制装配式建筑结构是将传统的施工建设分为预制和装配两部分，第一，结合建筑的构造特点，在工厂中预先对原材料进行制作和加工;第二，在工地现场将预先制作的构件进行组装。其优点是时间短，受环境影响小，大幅度节约劳动力，同时保证建筑的质量。上世纪二十年代，开始兴起了预制装配式建筑结构，因为其操作简单，只需要现场进行装配，成本也较低，绿色环保，逐渐受到人们的认可和追捧。但是我国的预制装配式建筑结构起步较晚，应用时间不长，集中应用在预制大板建造方面，发展不健全。随着经济的腾飞，国家颁布了《绿色建筑行动方案》，对施工单位使用预制装配式建筑结构提出了明确要求，以保护环境，节约资源为目的，大力推广预制装配式建筑结构。

4  预制装配建筑结构设计要点分析

4.1  设计标准

我国在2013年颁布了预制装配建筑的相关方案之后，于次年发布了技术规程，从整体上对预制装配建筑结构设计要点进行了规划和要求，如框架、剪力墙结构的设计等等，同时技术体系覆盖到了建筑设计以及结构设计体系当中，对于施工以及后续的验收环节都做出了相应的规划。但是除此之外，在具体的施工当中仍然需要从以下二个方面来进行严格要求。其一，我国出台的混凝土结构技术规程当中，仅仅对于装配式以及装配整体式的框架和剪力墙结构进行了说明，但是在实际使用过程中，也需要注意，不能过多地应用现浇刚性节点，也不可多次进行叠合，否则将会使整体结构的稳定性受到一定的影响，降低工程质量。其二，预制装配建筑的发展和应用是基于我国社会经济的建设以及技术水平的提高，在具体施工过程中，这种施工方式可以避免对环境形成破坏，实现绿色施工的目标。总结起来，就单体造价的价格来说，其价格和传统的混凝土浇筑相比，成本仍然较高，所以作为设计人员来说，需要改换设计理念，将结构的先进性和整体使用的优质性结合起来，才能更好地发挥出此结构的优势。

4.2  预制装配式框架结构体系设计核心

框架结构在预制装配式建筑模型中的应用最为广泛，与剪力墙相比较，既有便于流通、质量轻便、操作简便的优点。框架结构普遍应用于高层建筑中，体现了建筑行业的未来发展方向。预制叠合梁以及叠合板在预制装配式建筑工程中使用较多，第一需要将部件进行统一的加工，加工完成后再运输到建筑工地进行施工组装。下面本文将详细介绍在其应用中需要注意的细节：首先，框架结构在施工中一定要保持平整，框架的底部需要保证平稳，不易发生摆动，并且将其中心架部分与梁柱保持在同一个平面范围内。其次，柱和梁接触地应该使用专用工具对其进行处理。而结构底层的建筑物一定要保证平稳性，稳固程度控制在C30以上。最后，在框架中使用的众多结构中，预埋件式结构是核心的传力部位，发挥着重要意义。在建造中具体使用焊接技术需要考虑到部位的具体位置以及抗力的性能，并根据数据参数来排除剪力和轴力的干扰因素，在预制装配式设计方案中采用分步计算的方法。

4.3  预制装配式剪力墙结构体系设计分析

预制装配式剪力墙结构就是将剪力墙、梁以及板作为主要受力构件，或者采取预制混凝土构件（包括叠合梁、叠合板、预制墙板等）形成的装配式混凝土结构。预制剪力墙结构可以根据预制情况分成两种形式，分别为：全预制剪力墙结构体系、半预制剪力墙结构体系。在具体结构体系设计过程中一定要满足基本的技术标准和规范，例如GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》、JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》等等。预制装配式剪力墙结构体系设计中要特别关注如下方面的问题：（1）剪力墙结构的横纵墙布置时要根据实际情况进行。例如对于结构横墙来说，最好要在两侧的端部山墙设置预制承重墙板，而对于内墙来说，可以按照结构的抗侧力构件需要和内力计算结果的情况来对预制承重墙板以及预制轻质填充墙板进行设置;对于结构纵墙来说，可以按照结构的抗侧力构件需要和内力计算结果的情况来设置内外纵墙。（2）对于结构竖向抗侧力构件来说，可以利用现浇连接带、竖向主要受力钢筋浆锚将其连接为一体。在进行建筑结构抗震设计时，要重点进行连接构造的可靠性验证，确保结构的整体性。（3）在进行预制构件间连接设计时，需要保证其满足传力明确、构造可靠的基本条件。若是装配式建筑具有抗震性要求需要保证其结构的良好抗震性。另外，要确保预制构件之间的连续钢筋强度等级和直径都在该位置预制构件不连续钢筋之上。

5  结语

总而言之，对预装配建筑的设计应该参照传统的设计理念，用长远的眼光来看待预制装配式建筑，拒绝出现因为部分结构的优化而忽略了结构整体的性能。我国在预制装配式结构的实际应用中，还处在起步阶段。关于相关建筑技术的创新可以有效的推进发展，在实现实用性的同时减少建筑企业的费用支出，逐渐优化各个方面的性能，为建筑领域的发展助力。

参考文献：

[1] 刘文吉.关于预制装配式建筑结构体系与设计的分析[J].住宅与房地产，2018.

[2] 张永初.预制装配式建筑便捷式防护体系的研究与应用[J].建材与装饰，2017（50）.

[3] 孙小勇.预制装配式建筑施工技术的研究与运用[J].建材与装饰，2018.