预制装配式建筑结构的设计要点

黄鸿山

摘要：当前，我国经济的发展速度非常快，人们十分重视城市建设，由此产生了预制装配式建筑。预制装配式建筑包含了两个环节，分别为预制、装配。装配式建筑是当今时代的新生产物，它有着巨大的发展潜能，可产生较高的发展价值，有利于建筑领域更快实现革新。基于此，文章结合具体工程实例，明确装配式建筑结构设计流程，针对其设计要点进行分析，涉及预制构件的连接、构造及防水等方面内容，并对构件特点及优劣势进行总结，旨在为类似工程提供参考。

关键词：预制;装配式建筑结构;设计要点

引言

时代在不断向前发展，国内建筑行业的发展局势相当可观，建筑施工技术在这样的发展背景下，得到了进一步优化，而且出现各种类型的建筑物。作为一种全新的建筑形式，预制装配式建筑一般不会受气候环境的影响，而且可达到较高的施工效率，可节约大量的劳动力。对此，需从具体问题入手，提出可行的结构设计方案，给装配式建筑的施工作业提供指导。

一、装配式建筑的优点

（一）污染少、噪声小

装配式建筑可在预制工厂完成构件的预制，拼装需在施工现场进行，相较于传统的现场浇筑方式，现场搅拌、振捣无需利用较多的施工机械，现场的噪音、粉尘也将减少[1]。

（二）模板标准化、工业化程度高

现场浇筑混凝土包括搭设脚手架、完成模板的拼装、绑扎钢筋、对混凝土进行浇筑、预应力施工等几个施工步骤。整个施工由模板工程组成，不同的工程有着不同的构件，模板只能使用一次，因此最常用的就是一次性木模板，这也浪费了许多木材。由于装配式建筑具备一定的施工特性，且其以标准化作业为主，钢摸板可用于预制同型号的构件，可重复应用。

（三）施工速度快、工期短

浇筑装配式建筑或养护混凝土可不在施工现场进行，预制厂完成建筑构件的制作之后，再将其运到施工现场。其中，拼装预制构件占据较大的比例，而且工作量不是很大，可达到较高的机械化程度，这样既可以节约人力物力，还能缩短工期[2]。

（四）安全系数高、施工质量高

现场浇筑施工离不开施工现场，进行施工之前，必须将拌合站、项目指挥部，包括工人宿舍布置好。应保证装配式建筑便于运输，机械作业对人工的需求量不是很大，且安全系数比较高。装配式建筑不同于现浇混凝土，其施工比较规范，而且可达到较高的施工质量。

（五）建筑造型新颖、美观

随着人们生活水平的不断提高，人们对美的要求也越来越高，当前的建筑形式满足不了人们精神文化的需求，有必要提升建筑的美观性。而装配式建筑可以结合建筑周边环境，设计出造型新颖、美观的建筑，使建筑与城市融合在一起[3]。

二、装配式建筑结构设计要点

（一）预制构件的深化设计

立足于预制构件的基本情况，为之展开深化设计，需充分考虑到设计图纸、生产工艺、现场作业环境等多方面因素。预制构件详图所涉及的内容应足够完善，需含有预留孔洞、管线等多方面要素，针对所得图纸进行全面的分析，经检验合格后方可下料制作。

（二）预制构件连接设计

从预制剪力墙的整体结构来看，钢筋接头套筒处需要设置足够厚度的混凝土，以达到有效保护钢筋的效果，该处厚度至少为20mm，且各套筒间距至少达25mm。施工中，预制板、预制梁之间会形成叠合区域，该处需设置为粗糙面的形式。预制梁端面施工中，应形成键槽并带有粗糙面。相较于结合面，形成的粗糙面应达到总面积的80%。在展开预制板粗糙面的设置时，需确保凹凸深度至少达4mm，而关于预制梁端及墙端的粗糙面，该处产生的凹凸深度至少达6mm。需注意的是，预制构件连接处应具有足够的稳定性，该处座浆材料强度要得到保障，即至少达到连接构件混凝土强度等级[4]。

（三）预制构件构造设计

根据该工程设计要求，所有预制楼板都设置为叠合单向板，针对底板采取开洞处理。若洞宽<300mm，需调节好钢筋位置，应完全绕过洞口，不可对洞口产生切断作用;若洞宽为300～1000mm，由于此类洞的尺寸较大，需在洞边增设附加筋，数量为洞口每侧2根。部分楼层屋面与立面为收进式，此时需要在预制剪力墙顶部增设圈梁，使其与叠合楼形成整体结构。部分情况下预制剪力墙顶部较为特殊，未设置后浇圈梁，有必要为之增设水平后浇带，并向其中置入至少2根纵向筋，规格均为φ≥12mm。

（四）预制构件的防水设计

在装配式建筑领域中，预制楼板与外墙直接暴露于自然环境中，必须注重相邻构件连接处的处理，使其具有足够的防水性能。该工程中使用的是三明治外墙板，其采取的是封闭型设置方式，含有3层防水措施，最外侧铺设聚氨酯密封胶，向内设置有减压层，通过防水橡胶条提升紧密性，随后设置内侧灌浆层，从而达到多重防水的效果[5]。

三、装配式构件特点及其应用效果

（一）装配式混凝土结构特点

装配式混凝土结构特点在于楼板在厂内的制作只完成一半——除底面以外的其他各结构面的预留连接钢筋以及上部管线孔洞的施工作业。将制作后的半成品转移至现场，经过吊装后组织上层钢筋的绑扎作业，再完成混凝土浇筑。梁结构包含主梁和次梁两部分，其中主梁的作用在于承受上部的荷载，使其能够有效传输至柱子或墙体处;次梁也具有传递荷载的作用，其是将上部结构的荷载传给主梁。前期在厂内生产过程中，要求在主梁的上部和周边预留连接钢筋，此外还需设计次梁的安装口，以便转运至现场后实现主、次梁的稳定连接。

（二）装配式混凝土结构优劣势

（1）优势：①相比于钢结构，具有足够的耐久性和耐火性，可明显减少保养与维修工作量;②结构较为完整，无零散、残缺现象;③可塑性好，以施工要求为准，可灵活制作成特定形状的结构，更好地满足施工需求;④材料用量少，传统的钢结构形式需到达大量钢材的支持，在此方面的投入成本相对较高，钢筋混凝土结构则通过水泥混合料取代了部分钢筋，因此钢材用量随之减少。（2）局限性：①自重较大，正常状况下钢筋混凝土的密度约25kN/m3，明显大于砌体和木材。虽然比重小于钢材，但其具备的截面尺寸相对较大，因此自重也随之增加，明显大于同跨度的钢结构;②混凝土抗拉强度偏低，在外力等因素作用下易发生开裂现象，导致钢筋混凝土结构的完整性不足，尽管裂缝不会威胁到结构的正常使用，但会对结构的耐久性和观感造成影响;③施工周期长，人员投入量较大;④受季节的影响较为显著，在连续降雨天气更为明显;⑤补强修复难度较大，且难以从根本上将问题处理好[6]。

结语

综上所述，现阶段，我国十分重视装配式建筑建设。为顺利开展建筑项目施工，必须按照相关设计要求，考虑多方面的因素。首先，最重要的就是設计施工环节，只有认真分析预制装配式建筑并展开深入研究，以便获得更多的技术资源。其次，对装配式建筑进行优化设计，确保我国的建筑行业朝着产业现代化的方向发展。

参考文献：

[1]周涛勇，王海龙.简析预制装配式建筑结构体系与设计[J].建材与装饰，2018（47）：69-70.

[2]刘永辉，王鹏宇.预制装配式剪力墙住宅建筑的设计要点分析[J].居舍，2018（27）：88.

[3]陶冶.装配式建筑的设计要点及其应用[J].住宅与房地产，2018（24）：101.

[4]梁晨，吕彦斌.试析装配式建筑结构体系设计要点及其发展趋势[J].工程建设与设计，2018（11）：56-57+60.

[5]郭旭静，越淼，菅小东，姚春斌.预制装配式剪力墙住宅建筑的设计要点分析[J].科技与创新，2018（11）：46-49.

[6]陈赛国，周红霞，唐振兴.实例探析装配式建筑结构设计与施工要点[J].建材与装饰，2018（22）：100-101.