預制裝配式建筑結構體系與設計

王鵬

摘 要：現如今，經濟不斷進步，人們對于預制裝配式建筑產生的極大的興趣，政府部門為此出臺了相關的政策，并且頒布了相關的設計標準和設計準則，但是目前業(yè)內很大一部分工程技術人員對于預制裝配式建筑結構的設計還缺乏了解，這些都阻礙了裝配式建筑的進一步發(fā)展。因此，在目前國內相關的研究的基礎上，結合現行的國家標準和規(guī)范，闡述了預制裝配式建筑結構體系，對相關結構的力學性能、抗震性能以及經濟效果都進行了分析了研究，同時，對預制裝配式建筑結構體系及其設計要點進行了分析和研究，為工程領域內預制裝配式建筑工程的設計提供了借鑒和指導。

關鍵詞：預制裝配式；建筑結構；體系與設計

1預制裝配式建筑的概念

預制裝配式建筑一種新型的建筑形式，其所需要的主要構件基本上都在工廠內完成，之后在施工現場采用一些比較可靠的連接方式將這些構件拼裝起來。一般常見的預制裝配式建筑主要有三種：一，預制裝配式混凝土結構。這類的建筑結構也可以被稱為裝配整體式鋼筋混凝土結構，主要是由預制的混凝土構件組成的。其工作方式主要有三步，首先在工廠預制生產，然后在施工現場拼裝，最后澆筑混凝土；二，預制裝配式鋼結構。這一結構主要由鋼柱和鋼梁組成的；三，預制集裝箱式房屋。這一結構的基本單元是集裝箱，它的工作方式和其他的預制裝配式建筑結構的工作方式有所不同。這一結構的預制構件是在工廠的流水線上生產的，之后再施工現場拼接，但是拼接的時候樣式較為多變，然后進行內部裝修，裝修風格也是各有特色。

2預制裝配式建筑結構體系發(fā)展

2.1主要來源

由于我國預制裝配式建筑結構推行的時間較晚，所以對于這一結構的重視也就較少。2013年，我國正式頒發(fā)了《綠色建筑行動方案》。在這一方案中，我國提出了有效管理工業(yè)化生產的要求，并鼓勵各個建筑施工單位積極推行預制裝配式建筑結構，而且在推行的同時，還應該積極創(chuàng)新，不斷更新建筑施工技術。預制裝配式建筑結構與傳統的建筑結構有所不同，這一結構需要先生產出建筑施工過程中所需要的構件，然后再施工現場組裝。這一結構避免了傳統的建筑施工過程中繁瑣的步驟，減短了施工時間，同時也為建筑質量提供了一定的保證。

2.2實際使用

實際上在20世紀80年代，我國就已經開始運用預制裝配式建筑結構，只不過主要是用于大板建造。而且由于經濟限制，預制裝配式建筑結構并沒得到推廣和發(fā)展。隨著21世紀的到來，經濟的快速發(fā)展、社會的不斷進步推動預制裝配式建筑結構得到了新生。這一結構開始逐漸運用到建筑行業(yè)中，并得到了推廣，其發(fā)展十分迅速。在我國，預制裝配式建筑結構發(fā)展最好的地區(qū)是北京和上海，而且在上海有著有著我國首次以混凝土結構結構為主體的構件，即浦江大型居住社區(qū)。

2.3應用效果

預制裝配式建筑結構相對于傳統的建筑結構具有許多的優(yōu)勢，因此它的應用效果也就相對較好：預制裝配式建筑結構所選用的墻板基本上都比較輕，既可節(jié)省人力，又可節(jié)省物力，從而降低了企業(yè)成本。另外，采用輕質墻板使得空間具備了自由性和靈活性；預制裝配式建筑結構在縮短建筑施工時間的同時還可以保證建筑質量，有利于提高企業(yè)的經濟效益；預制裝配式建筑結構預制裝配式建筑結構的施工現場不需要太多的工作人員，保證了現場的施工安全。除此之外，施工過程中所需要的原材料種類較少，數量也較少，這就節(jié)省了資源，體現了環(huán)保性和綠色性。

2.4抗震性能

根據裝配，可以將預制混凝土結構分為整體裝配和零件裝配兩類，裝配中剛度不只受結構剛度影響，而是受預制混凝土結構的剛度和結構剛度的共同影響。預制混凝土結構節(jié)點可分為三類：干連接鉸節(jié)點、濕連接剛性節(jié)點和柔性節(jié)點。其中干鉸鏈連接剛度低、旋轉一般、抗地震和風的性能較低；濕連接，其剛度接近于現澆混凝土梁柱接頭，其結構和性能和設計與現澆鋼筋混凝土框架結構類似，一般用于連接的頂級節(jié)點，包括在在邊緣的連接柱節(jié)點。因此，預制混凝土結構有多種節(jié)點，節(jié)點不同，結構的剛度也不同，其抗震性能也有一定差異。在建筑結構設計中，需要充分考慮實際需要的選擇。

3預制裝配式建筑結構的設計

3.1預制裝配式框架結構體系的設計

由于預制裝配式框架結構剪力墻重量比較輕，運輸難度較小，常應用于比較大的預制結構。此外，預制裝配式框架體系是高層建筑結構中的一種重要結構形式，無論在國外還是在國內，都已應用于高層建筑工程。這種結構的預制疊合梁和框架結構需要在工廠中預制。處理節(jié)點和梁端鍵槽一般在運輸到施工現場后，在施工現場。在框架結構柱的裝配過程中，當選擇一個預制或現澆混凝土的方案時必須要結合項目的實際情況來進行選擇。關于受力機理，在從結構的角度來分析，需要注意以下內容：預制混凝土框架柱、柱混凝土與底板固定強度梁結構的強度，需要保持在C30以上；結構面是必須要保證的，此外還需要梁柱中心線，縱向和橫向框架柱對齊以保持對同一垂直面的狀態(tài)的調整；進行框架梁柱節(jié)點的設計時，在移交的部分以符合剛性連接的使用要求；預制梁柱節(jié)點區(qū)焊接施工過程中，必須保證焊接質量；在設計、生產過程中，需要注意連接各種結構的預埋件設計合理、加工準確。

3.2預制裝配式剪力墻結構體系的設計

結構構件的主要組成部分為板結構、剪力墻結構和梁結構，此外，它還可以由預制的混凝土構件組成，如層合板、預制墻板和疊層梁等。在預制裝配式剪力墻結構設計中，須根據實際情況選擇是采用半預制還是采用全預制剪力墻結構。為了保證結構質量，設計過程中還需要考慮以下幾點：在橫墻結構設計時，可根據情況，采用預制的承重墻板結構或輕墻面板兩端山墻以滿足預制承重墻體滿足側向力計算結果或結構部件的實際需要；在對豎向抗側力設計時，對于不同部位的結構要保證主要豎向承重鋼筋注漿錨桿和連接通過各種現澆在一起；規(guī)則需要和兩個方向的動態(tài)特性應盡可能接近且保持平面形式；在E連接結構設計時，要確保機械完整性和連續(xù)性。

結語

我國的經濟建設起步較晚，近年來城鄉(xiāng)建設集中進行，呈現爆發(fā)式發(fā)展，但是建筑行業(yè)的水平還有待提高，不能滿足目前的建設要求。預制裝配式建筑有了一定的發(fā)展，但是還沒有形成規(guī)模化生產和行業(yè)的普遍推廣，產業(yè)鏈有待進一步完善，這些都需要各個部門的努力和配合。學習和掌握預制建筑設計技術及其當前點的同時，預制建筑設計要與時俱進，順應時代潮流，不斷創(chuàng)新和突破，才能真正在中國整個建筑業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。

參考文獻

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