預(yù)制裝配式建筑發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

蔡林峰

摘 要：近年來隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國城市化進程不斷加快，建筑行業(yè)發(fā)展的勢頭正盛，形態(tài)各異的建筑，如雨后春筍般拔地而起。隨著可持續(xù)發(fā)展觀深入人心，綠色健康環(huán)保節(jié)約材料的建筑形式成為人們推崇的對象。預(yù)制裝配式建筑設(shè)計，作為新興的建筑形式，具有受環(huán)境氣候因素影響較小、采用環(huán)保材料，有利于進行綠色施工，人力投資少、建筑成本較低、可以大幅度提高施工效率等優(yōu)點。因此，預(yù)制裝配式建筑，在建筑行業(yè)中被廣泛的應(yīng)用。本文通過介紹國內(nèi)外，預(yù)制裝配式，建筑發(fā)展現(xiàn)狀，以及它的前景，對設(shè)計的要點進行了闡述，引導(dǎo)使用者避開預(yù)制裝配式建筑的使用誤區(qū)，充分發(fā)揮預(yù)制裝配式，建筑的特點，為推廣預(yù)制裝配式建筑的研究和應(yīng)用提供參考作用。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式建筑；發(fā)展前景；設(shè)計要點

1 前言

在傳統(tǒng)的建筑方式中，樓房等建筑的基本建筑方法仍然以現(xiàn)澆模式為主，所謂現(xiàn)澆模式就是先將樓房的框架固定，再由人力往固定的“模具”中澆筑水泥混凝土。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆模式受氣候和環(huán)境影響較大，需要勞動力較多，生產(chǎn)效率低，資源消耗和對環(huán)境的影響也相對較大。預(yù)制裝配式建筑，能夠完美的，避免上述問題，因此，預(yù)制裝配式建筑在市場中受到廣泛青睞。在未來的設(shè)計中，應(yīng)該注重建筑的優(yōu)質(zhì)性，促進預(yù)制裝配式，建筑的發(fā)展不斷擴大其使用規(guī)模提高生產(chǎn)效率，促進綠色工程進行，降低資源和能源的消耗保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

預(yù)制裝配式建筑是指在建筑過程中充分運用預(yù)制裝配技術(shù)，其結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多是由工廠按照工業(yè)化、精確化、標(biāo)準(zhǔn)化模式預(yù)制加工而成，并向各個建筑施工場地進行運輸，施工現(xiàn)場根據(jù)自身的實際需求和施工設(shè)計要求對其進行裝配，確保預(yù)制裝配式建筑的順利建設(shè)。傳統(tǒng)建筑會存在施工工藝水平較低、施工效率較低等缺陷，而預(yù)制裝配式建筑正好可以彌補這一缺陷，它更符合工業(yè)化生產(chǎn)的實際需要，能夠不斷地提高建筑項目裝配和預(yù)制技術(shù)，充分地將材料、構(gòu)件及結(jié)構(gòu)技術(shù)進行有效的整合，有助于其工業(yè)化技術(shù)和集成化水平的提高。當(dāng)前我國正在積極推廣產(chǎn)業(yè)化建筑發(fā)展政策，最新出臺的《綠色建筑行動方案》、《綠色建筑應(yīng)用方案》等相關(guān)規(guī)范明確規(guī)定了在未來建筑行業(yè)的發(fā)展中，應(yīng)該加大對預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等建筑體系的推廣和應(yīng)用。

現(xiàn)在我國預(yù)制裝配式建筑的開發(fā)模式主要有三個，分為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制集裝箱結(jié)構(gòu)、預(yù)制輕型鋼結(jié)構(gòu)。“預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”PC（Prefabricated Concrete Structure），主要的構(gòu)件是預(yù)制混凝土，加工結(jié)合而形成的混凝土結(jié)構(gòu)，因其特性而具有諸多優(yōu)勢，成本低，環(huán)保，高效節(jié)能。鋼筋結(jié)構(gòu)房屋是高效、環(huán)保的綠色建筑體系，符合可持續(xù)發(fā)展方針，具有保溫隔熱、隔聲、抗風(fēng)抗震性能好、跨度大并且自輕重等優(yōu)點，因此一般會應(yīng)用在度假區(qū)、別墅、建筑夾層、屋頂平改坡、多層住宅等地。預(yù)制集裝箱結(jié)構(gòu)的基本模塊為集裝箱，使用了制造模式，在工廠用流水線的方式，逐步完成各個模塊的構(gòu)造以及內(nèi)部的裝修，之后早運送到施工工程，快速組合建造完成不同的建筑。

3 預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景

結(jié)構(gòu)體系分為三種，分別為：裝配式鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、圓孔板剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配式型鋼剪力墻結(jié)構(gòu)。南京大地集團從法國引進了一種結(jié)構(gòu)體系，NPC預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系，包含兩種：預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。而在安徽合肥，安徽西偉德混凝土預(yù)制件（合肥）有限責(zé)任公司則是在德國引進疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，是用疊合式樓板和疊合式墻板再加上現(xiàn)澆混凝土剪力墻等，共同形成剪力墻，其特點為為預(yù)配的成功率高，因此一般用于住宅方面。

相較于普通建筑體系而言，預(yù)制裝配式建筑在不斷提高勞動生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，可以循環(huán)利用工業(yè)廢料，在有利于綠色施工，且較短的建設(shè)周期有利于加快施工頻率，相對簡單的施工工藝可以降低材料的浪費程度，實現(xiàn)綠色環(huán)保的目的，使建筑項目可以兼顧其社會效益和經(jīng)濟效益。因而在未來建筑中，預(yù)制裝配式建筑的應(yīng)用將會越來越廣泛。

4 預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計要點

4.1 提出預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計方案

首先要充分考慮到與之裝配式建筑在設(shè)計初期，對平面設(shè)計和立體設(shè)計的總體把握，并且根據(jù)開發(fā)商所出具的設(shè)計方案，對設(shè)計進行合理的優(yōu)化。在保證最終設(shè)計結(jié)果，不變的情況下，堅持預(yù)制裝配式構(gòu)件多一些組合，少規(guī)格的設(shè)計原則，使預(yù)制裝配式建筑設(shè)計能夠更加標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化。

4.2 撰寫預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的開題報告

在撰寫預(yù)制裝配式建筑設(shè)計開題報告的過程中，需要充分考慮到預(yù)置裝配式建筑設(shè)計在施工過程中所遇到的問題，針對設(shè)計方案，設(shè)計原則以及原材料成本規(guī)劃等問題進行協(xié)商，保證在撰寫開題報告的過程中，上述問題都能得到解決。預(yù)制裝配式建筑設(shè)計開題報告仍然需要對三維設(shè)計面的總體把握，例如應(yīng)當(dāng)考慮各專業(yè)設(shè)備和管線的語語語埋預(yù)留位置，根據(jù)實際情況的客觀需求選擇合適的預(yù)制構(gòu)件對經(jīng)濟性可靠性進行評估，對諸多可能影響施工質(zhì)量影響施工進度和施工成本因素進行分析和預(yù)想，并根據(jù)客觀需求，采用可行性高的技術(shù)。

4.3 制作預(yù)制裝配式建筑的施工圖

在初步設(shè)計階段，會根據(jù)不同專業(yè)來結(jié)合預(yù)制構(gòu)件、內(nèi)裝部品、設(shè)施設(shè)備等設(shè)計參數(shù)采取一系列技術(shù)措施。在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計過程中，專業(yè)不同，其預(yù)留及預(yù)埋的要求就不同，在設(shè)計中應(yīng)該充分考慮到這一點。預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的平面會顯得更加均勻，整齊，會有良好一體性。平面的長寬比適中不宜過大，局部突出或凹入部分的尺度也應(yīng)適中。結(jié)構(gòu)的豎向分布應(yīng)規(guī)則、均勻，在豎向抵抗力側(cè)構(gòu)件的截面尺寸和材料從上往下逐步增大，一面抗側(cè)力的側(cè)向剛度和承載力的豎向突變。承重構(gòu)件應(yīng)上下對齊，結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度也應(yīng)從上到下逐步增大。并且，對于預(yù)制裝配式建筑連接點應(yīng)做好防火防水設(shè)計以及隔聲設(shè)計。預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計單位與加工廠之間要保持一定頻率的交流和溝通。建筑單位可以對項目建設(shè)的實際需求進行充分考慮，并將預(yù)制構(gòu)件的尺寸和類型提供給相關(guān)設(shè)計單位。除了需要對預(yù)制構(gòu)件門窗洞口和機電管線進行精確定位之外，亦要對其生產(chǎn)及運輸過程引起足夠的重視，對其施工現(xiàn)場涉及到在各種臨時、固定設(shè)施上安裝吊鉤、孔的預(yù)埋預(yù)留情況進行充分考慮。

4.4 預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計

在預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計的過程中，確保標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化原則得以貫徹落實，在構(gòu)件使用中盡可能的避免其出現(xiàn)較多的類型，其目的是提高構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化和精確化程度，同時使工程造價控制在合理范圍內(nèi)。在預(yù)制裝配式建筑中可以采用現(xiàn)澆的施工方式來處理開洞多、異形、降板等部位，并對當(dāng)?shù)貥?gòu)件加工生產(chǎn)及運輸?shù)哪芰M行充分考慮。值得注意的是，其所制作的預(yù)制構(gòu)件務(wù)必保證其具有較強的耐久性和耐火性，在設(shè)計預(yù)制構(gòu)件時注重提高產(chǎn)品的便利性、生產(chǎn)可行性和安全性，構(gòu)件脫模及預(yù)埋吊點的數(shù)量要根據(jù)預(yù)制構(gòu)件尺寸的大小進行適當(dāng)?shù)脑鰷p，嚴格遵守當(dāng)?shù)馗魺岜氐南嚓P(guān)要求。在預(yù)制外墻板設(shè)計中，要使其滿足空調(diào)和散熱器的安裝要求。在建筑結(jié)構(gòu)中選擇非承重墻的隔墻板最好秉持其自重輕、安裝方便、隔音性好等原則，在不影響其使用功能發(fā)揮的基礎(chǔ)上，提高非承重隔板與主體結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

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