試述預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳 凌

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院 山西 太原 030002）

試述預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳 凌

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院 山西 太原 030002）

預(yù)制裝配式建筑形式的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)建筑施工耗時(shí)、零散以及水平低下的困境得到了很大的緩解。預(yù)制裝配式建筑通?？蓜澐譃轭A(yù)制以及裝配兩個(gè)環(huán)節(jié)，由于其可以保證建筑項(xiàng)目施工建設(shè)速度，和現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求相一致，所以其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)寬。本文先是對(duì)預(yù)制裝配式建筑展開(kāi)論述，說(shuō)明了其發(fā)展前景，最后論述了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，預(yù)制裝配式建筑形式的具體運(yùn)用。

預(yù)制裝配式技術(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；發(fā)展前景

1、前言：

現(xiàn)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)正在不斷發(fā)展前進(jìn)，城市化進(jìn)程正在逐步增快，由此對(duì)于建筑項(xiàng)目的需求也在不斷增多。為了在保證建筑施工作業(yè)質(zhì)量的前提下，提升施工作業(yè)速度，預(yù)制裝配式建筑形式應(yīng)運(yùn)而生，并且其應(yīng)用范圍正在逐步的擴(kuò)寬，已經(jīng)成為當(dāng)前主流的建筑施工形式。

2、淺述的預(yù)制裝配式技術(shù)發(fā)展前景

現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了一系列規(guī)定要求大力推廣運(yùn)用預(yù)制裝配制結(jié)構(gòu)形式和鋼結(jié)構(gòu)，這些建筑結(jié)構(gòu)形式均符合我國(guó)工業(yè)化發(fā)展以及生產(chǎn)需求。通過(guò)不斷發(fā)展預(yù)制裝配制結(jié)構(gòu)形式可以使我國(guó)建筑行業(yè)擁有更強(qiáng)的集成水平，并且工業(yè)化技術(shù)的發(fā)展力度也會(huì)提升。在使用預(yù)制裝配式技術(shù)建造建筑時(shí)，由于大部分的建筑構(gòu)件可以根據(jù)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及精確化的前提下在工廠進(jìn)行預(yù)制加工，并在制作好之后通過(guò)運(yùn)輸?shù)姆绞竭_(dá)到施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，之后可以基于建筑設(shè)計(jì)規(guī)定來(lái)裝配以及就位。預(yù)制裝配式技術(shù)的使用使得傳統(tǒng)建筑施工方法技術(shù)水平低、施工分散以及施工效率低的困境得到了很大的環(huán)節(jié)，其已經(jīng)成為我國(guó)正在大力推廣實(shí)施的重要建筑施工方法。通過(guò)科學(xué)運(yùn)用預(yù)制裝配式技術(shù)并對(duì)結(jié)構(gòu)技術(shù)、構(gòu)件與各個(gè)材料展開(kāi)科學(xué)整合，可以在提升建筑結(jié)構(gòu)性能以及施工質(zhì)量的前提下，促進(jìn)建筑行業(yè)更為迅速的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化水平。早在上世紀(jì)八十年代左右我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始使用預(yù)制裝配式技術(shù)，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用的是預(yù)制裝配形式的框架結(jié)構(gòu)，但是由于由于技術(shù)水平的限制造成預(yù)制裝配式技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)。并且雖然當(dāng)前初期預(yù)制產(chǎn)品已經(jīng)投入應(yīng)用到了我國(guó)一些地區(qū)，但由于很多建筑結(jié)構(gòu)體系只能夠通過(guò)現(xiàn)澆方式進(jìn)行處理，在預(yù)制裝配式技術(shù)方面的研究還相對(duì)落后，沒(méi)有有效的科研支持，造成預(yù)制裝配式技術(shù)得不到建筑設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可接受，這使得預(yù)制裝配式技術(shù)的推廣應(yīng)用受到了很大程度的阻礙。

建筑業(yè)作為我國(guó)重要的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，各種高新技術(shù)的不斷應(yīng)用使我國(guó)建筑行業(yè)得到了很大的發(fā)展、推動(dòng)。預(yù)制裝配式建筑以及建筑工業(yè)化作為世界發(fā)展的趨勢(shì)以及潮流，同時(shí)也已經(jīng)成為我國(guó)建筑行業(yè)實(shí)施改革、追求發(fā)展的重要一步，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆技術(shù)已經(jīng)不符合當(dāng)今建筑的施工需求，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展前進(jìn)，預(yù)制裝配式技術(shù)現(xiàn)在在我國(guó)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，我國(guó)多個(gè)公司均已經(jīng)在開(kāi)發(fā)使用預(yù)制裝配式技術(shù)。預(yù)制裝配式技術(shù)具有眾多優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)應(yīng)用了更多的輕質(zhì)墻板材料，不僅節(jié)省了物力以及人力，同時(shí)也使建筑空間結(jié)構(gòu)具有靈活性以及自由性；施工速度快并可以保證施工質(zhì)量，可以使建筑企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益；不需要過(guò)多的施工材料以及施工人員，使施工現(xiàn)場(chǎng)的安全程度以及綠色環(huán)保性大大提升，再加上預(yù)制裝配式技術(shù)可以滿足建筑異形結(jié)構(gòu)需求?，F(xiàn)在我國(guó)正在大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化和綠色建筑，預(yù)制裝配式技術(shù)將的應(yīng)用范圍會(huì)不斷的擴(kuò)大，將會(huì)更多的應(yīng)用在追求個(gè)性化同時(shí)注重自身發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)中，也會(huì)使用在住宅建筑、高層建筑等普通建筑中。

3、預(yù)制裝配式建筑形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

雖然預(yù)制裝配式建筑形式已經(jīng)在我國(guó)得到了很大的應(yīng)用，但是在應(yīng)用力度上來(lái)看，只有鋼結(jié)構(gòu)體系以及混凝土結(jié)構(gòu)體系得到了大力的應(yīng)用?，F(xiàn)在由于我國(guó)住宅建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度相對(duì)較大，以此為基礎(chǔ)探究論述預(yù)制裝配形式的剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

3.1 預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

該結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)在應(yīng)用力度相對(duì)較大的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)形式，這是由于不同于預(yù)制裝配形式的剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系要更輕，同時(shí)在構(gòu)件的運(yùn)輸方面該結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)輸難度更小。另外框架結(jié)構(gòu)形式的預(yù)制裝配式體系屬于是重要的高層框架結(jié)構(gòu)，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)均已經(jīng)這種結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用在高層建筑項(xiàng)目中。在設(shè)計(jì)使用該類(lèi)結(jié)構(gòu)體系時(shí)，預(yù)制疊合板以及預(yù)制疊合梁等框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要于工廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，并在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)之后需要通過(guò)現(xiàn)澆的方式處理節(jié)點(diǎn)以及梁端鍵槽，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)中的柱構(gòu)件需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況以及需求來(lái)選擇預(yù)制方式或者是現(xiàn)澆措施。

從該結(jié)構(gòu)體系的受力機(jī)制上來(lái)看，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)該需要注意以下幾個(gè)方面：柱混凝土、預(yù)制框架柱底以及基礎(chǔ)固接梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)需要維持在C30以上；結(jié)構(gòu)平面需保持規(guī)則，梁柱中心線不僅需要處于一個(gè)相同的豎向平面之中同時(shí)還需保持對(duì)齊狀態(tài)，縱橫向框架柱需保持對(duì)齊；在對(duì)梁柱交接部分的框架節(jié)點(diǎn)展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮使用剛節(jié)點(diǎn)；在對(duì)預(yù)制梁柱接頭區(qū)域進(jìn)行焊接施工時(shí)一定要保證焊接質(zhì)量；在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注重處理連接構(gòu)造之中的各個(gè)預(yù)埋件。預(yù)埋件作為新型連接構(gòu)造必不可少的傳力構(gòu)件這一，在將預(yù)埋件應(yīng)用到連接構(gòu)造中的不同區(qū)域時(shí)其會(huì)起到承受軸力、彎矩或者是剪力的作用，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要根據(jù)各個(gè)最不利組合情況展開(kāi)分別的計(jì)算。

3.2 預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

該結(jié)構(gòu)形式所涉及到的受力構(gòu)件主要有板結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及梁結(jié)構(gòu)，也可以全部由疊合板、預(yù)制墻板以及疊合梁等預(yù)制混凝土構(gòu)件組成。在對(duì)該結(jié)構(gòu)形式展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)好工廠化程度選擇半預(yù)制或者是全預(yù)制形式的剪力墻結(jié)構(gòu)。為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量除了需確保設(shè)計(jì)方案符合JGJ3-2010和GB50011-2010規(guī)定要求之外，還需要考慮到以下內(nèi)容：平面形狀需保持規(guī)則，同時(shí)兩個(gè)方向上的動(dòng)力特性需盡可能的接近；在對(duì)結(jié)構(gòu)橫墻展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)，要求將預(yù)制承重墻板應(yīng)用到兩側(cè)端部山墻，在對(duì)預(yù)制承重墻板結(jié)構(gòu)或者是輕質(zhì)填充墻板展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到內(nèi)力計(jì)算結(jié)果或者是結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的實(shí)際需求；在對(duì)結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力的各個(gè)構(gòu)件展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確?？梢酝ㄟ^(guò)現(xiàn)澆方式將豎向的各個(gè)主承力鋼筋漿錨以及連接帶結(jié)合在一起，同時(shí)在展開(kāi)抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要注重連接構(gòu)造的設(shè)計(jì)以保證其受力整體性以及連續(xù)性；為了確保預(yù)制構(gòu)件間可以可靠連接，在展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)需要同時(shí)保證傳力明確以及構(gòu)造可靠，并且若結(jié)構(gòu)存在抗震設(shè)防要求同時(shí)尚未達(dá)到該抗震要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保預(yù)制構(gòu)件間所使用的連接鋼筋需超過(guò)該部位所應(yīng)用的不連續(xù)鋼筋結(jié)構(gòu)的直徑與其強(qiáng)度大小；在對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜合考慮分析現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件、房間的開(kāi)間以及拼縫位置等。在對(duì)墻板高度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)一層或者是兩層樓的層高度進(jìn)行劃分，在對(duì)豎向接縫位置進(jìn)行布置時(shí)應(yīng)防止其應(yīng)用到暗柱上，同時(shí)還需盡可能的避免應(yīng)用過(guò)多的構(gòu)件類(lèi)型或者是不同型號(hào)的構(gòu)建；在對(duì)預(yù)制構(gòu)件配筋展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)不僅需遵守相關(guān)規(guī)定要求，還需要對(duì)施工階段可能該預(yù)制構(gòu)件配筋可能會(huì)出現(xiàn)的變形情況與其受力情況進(jìn)行驗(yàn)算；在對(duì)建筑中的各個(gè)平面復(fù)雜樓層、頂層以及開(kāi)大洞區(qū)域展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)均需要考慮選取現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。

4、結(jié)語(yǔ)

預(yù)制裝配式技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的歷史還相對(duì)較短，還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展歷史，未來(lái)隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)制裝配式技術(shù)的的工廠預(yù)制件以及現(xiàn)場(chǎng)裝配的優(yōu)勢(shì)將會(huì)得到充分的體現(xiàn)，同時(shí)各種新技術(shù)方法和新材料的出現(xiàn)也會(huì)使預(yù)制裝配式技術(shù)功能更為完善，優(yōu)勢(shì)更多，可以充分的體現(xiàn)出建筑性能以及功能?，F(xiàn)在我國(guó)在預(yù)制裝配式技術(shù)方面已經(jīng)有一系列的優(yōu)惠政策，設(shè)計(jì)人員在對(duì)預(yù)制裝配式建筑展開(kāi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要密切關(guān)注結(jié)合國(guó)家在建筑產(chǎn)業(yè)方面的政策，不斷的改革創(chuàng)新，推動(dòng)發(fā)展進(jìn)程。

[1]駱雅琳.淺議預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].建設(shè)科技.2014(19)

[2]李?lèi)?滿孝新,劉京,蔣永明,李壯壯,崔航.預(yù)制裝配式住宅機(jī)電管線設(shè)計(jì)研究[J].住宅產(chǎn)業(yè).2016(05)

[3]朱宏.預(yù)制裝配式(PC)建筑外墻防水密封設(shè)計(jì)與選材[J].中國(guó)建筑防水.2016(06)

[4]劉海芳,徐乃濤.我國(guó)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀分析與推廣措施研究[J].價(jià)值工程.2016(13)

[5]李濱.我國(guó)預(yù)制裝配式建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)科技信息.2014(07)

TU7

B

1007-6344（2016）08-0082-01