房屋建筑装配式混凝土结构设计分析

温东霞

摘要：本文将结合实际工程案例，对装配式混凝土房屋建筑结构布置要点进行介绍，同时阐述房屋建筑装配式混凝土结构设计注意事项，指出相应设计要点，以期为施工企业提供参考。

关键词：房屋建筑;装配式;混凝土结构设计

在房屋建筑装配式混凝土结构的整体施工过程中，其主要核心为工厂化制作生产的各类混凝土预制构件，经由在现场进行装配所建造的房屋建筑。

一、工程案例

某多层建筑长为60.2m，宽为17.6m，其建筑高度为20.lm，地上局部高6层，其余部分高5层，室内外的高差为0.72m。此建筑的结构为装配整体式混凝土框架，其结构需要预制外墙挂板、叠合梁、预制楼梯、预制柱以及钢筋桁架叠合板等重要的预制构件，建筑整体装配率高达82.4%。

二、装配式混凝土房屋建筑结构布置要点

当前建筑行业已取得长足发展，然而在此过程中却逐渐出现了严重污染环境、房屋质量较差等问题。针对上述问题，具备质量化、工业化、高效化以及绿色化优势的装配式建筑如今已经得到了推广。

在整体装配式混凝土房屋建筑结构设计当中，结构布置属于重中之重，科学布置能够使设计工作更加顺利。此类结构布置重点包括平面布置以及竖向布置.其整体布置原则为标准规整、明确受力以及直接传力。在构件的竖向布置过程中，除了要确保结构承载力、刚度以及整体稳定性等需求得到满足，还需要使結构抗倾覆能力得到提升，从而最大限度地降低此类构件受水平力所作用而出现拉力，防止预制的竖向构件同时在接缝位置剪应力、拉力受到影响。同时，避免同位置的竖向构件根据楼层的高度和截面发生改变，可以对混凝土的强度等级进行适当调整，使相应指标得到满足。在布置平面梁系的时候，应当丢弃老式混凝土设计思路，来多做大板、少布次梁，确保划分板格长度不会超过6600mm，宽度应当超过1200mm。

三、房屋建筑装配式混凝土结构设计的注意事项

在实际应用中，装配式混凝土的整体结构设计依然存在模式化与标准化问题。对于房屋建筑项目自身而言，其效益目标与项目特征便决定了设计、应用过程中，需要统一标准，构建更科学的模式。

如今国内此类结构设计的研发还不够深入，相对发达国家而言较为单一和封闭，相应技术的提升和完善更需要高度集中行业内的优势资源，确保多人员、多领域和多技术交流、融合，所以企业间应该通力合作，为建筑行业的整体发展而逐渐扩大研发规模，以便使装配式混凝土结构设计更具整体性、美观性、功能性以及安全性。

四、房屋建筑装配式混凝土结构设计要点

（一）建筑设计

设计人员按照建设方的需要和要求，在将装配式建筑设计多组合、少规格的特征进行结合的基础上，对该多层建筑展开立面以及平面设计。期间，设计人员为了使结构标准化拆分的设计工作更加方便，取柱横向的间距是6.8m+ 2.5m+ 6.8m，而纵向的间距都是8.4m。在整体项目设计规划当中，该多层建筑的外墙、柱、楼板以及梁等的设计都应用了预制构件，其中建筑内墙为百叶中空式玻璃隔墙以及粉煤灰炉渣式的空心条板。

与此同时，设计人员借助PKPM-BIM设计模块建立模型，并且设计方案，使得三维实体模型能够将建筑的实际状况直观地反映出来，以便在第一时间发现建筑结构设计细节当中的不合理处，使返工几率全面降低。在建立完模型之后，建筑设计人员便可以把该模型上传至PKPM-BIM的关联平台当中，以便让其他设计人员加以借鉴和逐步完善、更新。

（二）结构设计

设计人员可以把建筑模型有效转化成结构模型，在PKPM-BIM的设计模块当中展开结构设计，以便对各个构件的组装、尺寸、楼层编辑与材料属性等进行定义，同时还能够指定板、柱与梁等构件的预制属性，科学布置叠合板方向、规格与型号。完成建模后，便可以展开荷载布置，同时可以直接把建筑内隔墙转化为线荷载，随后设定相应参数，调整模型。

（三）装配式节点设计

1.柱拼接节点

设计人员为了使构件更加方便地展开标准化制作，在结构设计中，只有第一层的柱截面所有尺寸都是700 mm×700 mm，剩余楼层的柱截面都是600mm×600mm。在整体装配式混凝土的框架当中，项目难点、重点便在于各截面柱间与预制层柱、现浇层柱的连接。在对相应图纸加以借鉴之后，本工程运用的连接方式便是：700mm×700mm现浇框架柱多余的钢筋，以“同层锚固”的方式加以固定，而其他钢筋和上方的预制柱都使用了“半灌浆套筒连接”的方式进行连接。这主要是由于此方式能够使柱钢筋间的锚固更加科学、合理，方便了安装叠合梁作业，有助于防止钢筋间发生碰撞。

2.梁、柱的连接节点

此建筑框架结构与装配式剪力墙相比，拥有更加复杂的梁、柱连接节点。这主要是因为此区域内预制混凝土的叠合梁拥有较多数量的钢筋以及较大的底部直径，要求设计人员不仅需要注意不要在柱钢筋、节点位置和侧向或者对向叠合梁的底部钢筋产生碰撞，还要考虑到使钢筋锚固的长度需求得到满足。本项目叠合梁的底部钢筋选用规格为D20、D22，借助直角弯头的锚固模式来锚固钢筋。另外，项目平直段的实际长度取值为280mm，而弯折后的直段长度取值330mm。

（四）外墙挂板设计

在此建筑项目当中，建筑外墙使用的墙板均为集节能、装饰和保温于一体的外挂式墙板。另外，在设计过程中，需要最大限度地确保挂板的规格保持统一，并且把南北立面窗的宽度都设计成1.4m，各窗之间的挂板宽度需要按照实际位置，设计取值为1.6m和1.3m。

在实际设计阶段，预制的外墙挂板属于结构非承重的围护式建筑构件，只能够对地震作用、自身的重力以及风荷载等进行承受，同时经由有关连接节点，向主体结构当中传递荷载。对挂板的受力特征加以结合，可以选择点支撑的连接方式设计节点部位，最终确保墙体间连接的可靠性。

五、结论

总体而言，在整体装配式建筑当中，装配式混凝土房屋建筑占据着重要地位，此类建筑是符合建筑工业化整体趋势的。在装配式建筑整体项目建设过程中，结构设计属于极关键的一个环节，因此，广大设计人员需要不断积累实践经验，充分借鉴国内外的成功设计案例，全面掌握相应的设计要点，推动行业长远发展。