預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計

徐健

摘? ? 要：隨著我國城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，建筑行業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇，人們對于預(yù)制裝配式建筑的重視程度逐漸增加，通過相關(guān)政府機構(gòu)也頒布了對應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準以及設(shè)計準則。但是從目前來看，某些工程技術(shù)人員對于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計了解不夠深入，在一定程度上阻礙了裝配式建筑的發(fā)展。本文主要介紹預(yù)制裝配式建筑的優(yōu)點，并闡述預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系，在此基礎(chǔ)上對于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進行分析，從而為預(yù)制裝配式建筑工程設(shè)計提供參考和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式建筑;結(jié)構(gòu)體系;設(shè)計

1? 引言

在社會發(fā)展過程中，我國城市建設(shè)水平在不斷提高，同時隨著人們生活水平的改善，也對自身的居住環(huán)境提出了新的要求。在這種情況下，傳統(tǒng)的施工方式當(dāng)中的不足也就引起了人們的重視，而預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)開始成為了新時期建筑工程施工中的重點技術(shù)。這種建筑形式有著更不快捷的施工速度，同時也由于實現(xiàn)了工廠化制作，所以構(gòu)件的質(zhì)量也得到了保證，在新時期針對這種建筑結(jié)構(gòu)進行分析，探究其施工要點有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實意義。

2? 預(yù)制裝配建筑概述

預(yù)制裝配建筑在建筑領(lǐng)域是一種新的建筑形式，具體來說，其應(yīng)用的主要構(gòu)件都是在工廠內(nèi)拼裝完成的，在現(xiàn)場施工階段可以應(yīng)用可靠的連接方式來進行拼裝。當(dāng)前投入使用的預(yù)制裝配建筑工程主要類型有三種，分別是預(yù)制裝配混凝土結(jié)構(gòu)建筑、預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)建筑以及集裝箱結(jié)構(gòu)建筑。具體來說，預(yù)制裝配混凝土建筑也可以被稱為裝配整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在具體施工中，其主要構(gòu)成部件就是預(yù)制的混凝土構(gòu)件，首先在工廠進行預(yù)制生產(chǎn)，之后在施工現(xiàn)場進行拼裝，在澆筑混凝土之后即可完成施工。預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)主要由鋼柱和鋼梁構(gòu)成。預(yù)制集裝箱建筑，其構(gòu)成最基本的單位就是集裝箱，在工作方式上也和其他預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)有一定區(qū)別，本結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件和其他結(jié)構(gòu)形式有一定的區(qū)別。雖然同樣是在工廠進行加工預(yù)制，但是在現(xiàn)場有很多種拼接類型，可以結(jié)合具體需要來選擇拼裝方式，自主決定裝修風(fēng)格。

3? 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)是將傳統(tǒng)的施工建設(shè)分為預(yù)制和裝配兩部分，第一，結(jié)合建筑的構(gòu)造特點，在工廠中預(yù)先對原材料進行制作和加工;第二，在工地現(xiàn)場將預(yù)先制作的構(gòu)件進行組裝。其優(yōu)點是時間短，受環(huán)境影響小，大幅度節(jié)約勞動力，同時保證建筑的質(zhì)量。上世紀二十年代，開始興起了預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)，因為其操作簡單，只需要現(xiàn)場進行裝配，成本也較低，綠色環(huán)保，逐漸受到人們的認可和追捧。但是我國的預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)起步較晚，應(yīng)用時間不長，集中應(yīng)用在預(yù)制大板建造方面，發(fā)展不健全。隨著經(jīng)濟的騰飛，國家頒布了《綠色建筑行動方案》，對施工單位使用預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)提出了明確要求，以保護環(huán)境，節(jié)約資源為目的，大力推廣預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)。

4? 預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

4.1? 設(shè)計標(biāo)準

我國在2013年頒布了預(yù)制裝配建筑的相關(guān)方案之后，于次年發(fā)布了技術(shù)規(guī)程，從整體上對預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進行了規(guī)劃和要求，如框架、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計等等，同時技術(shù)體系覆蓋到了建筑設(shè)計以及結(jié)構(gòu)設(shè)計體系當(dāng)中，對于施工以及后續(xù)的驗收環(huán)節(jié)都做出了相應(yīng)的規(guī)劃。但是除此之外，在具體的施工當(dāng)中仍然需要從以下二個方面來進行嚴格要求。其一，我國出臺的混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程當(dāng)中，僅僅對于裝配式以及裝配整體式的框架和剪力墻結(jié)構(gòu)進行了說明，但是在實際使用過程中，也需要注意，不能過多地應(yīng)用現(xiàn)澆剛性節(jié)點，也不可多次進行疊合，否則將會使整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到一定的影響，降低工程質(zhì)量。其二，預(yù)制裝配建筑的發(fā)展和應(yīng)用是基于我國社會經(jīng)濟的建設(shè)以及技術(shù)水平的提高，在具體施工過程中，這種施工方式可以避免對環(huán)境形成破壞，實現(xiàn)綠色施工的目標(biāo)?？偨Y(jié)起來，就單體造價的價格來說，其價格和傳統(tǒng)的混凝土澆筑相比，成本仍然較高，所以作為設(shè)計人員來說，需要改換設(shè)計理念，將結(jié)構(gòu)的先進性和整體使用的優(yōu)質(zhì)性結(jié)合起來，才能更好地發(fā)揮出此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

4.2? 預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計核心

框架結(jié)構(gòu)在預(yù)制裝配式建筑模型中的應(yīng)用最為廣泛，與剪力墻相比較，既有便于流通、質(zhì)量輕便、操作簡便的優(yōu)點?？蚣芙Y(jié)構(gòu)普遍應(yīng)用于高層建筑中，體現(xiàn)了建筑行業(yè)的未來發(fā)展方向。預(yù)制疊合梁以及疊合板在預(yù)制裝配式建筑工程中使用較多，第一需要將部件進行統(tǒng)一的加工，加工完成后再運輸?shù)浇ㄖさ剡M行施工組裝。下面本文將詳細介紹在其應(yīng)用中需要注意的細節(jié)：首先，框架結(jié)構(gòu)在施工中一定要保持平整，框架的底部需要保證平穩(wěn)，不易發(fā)生擺動，并且將其中心架部分與梁柱保持在同一個平面范圍內(nèi)。其次，柱和梁接觸地應(yīng)該使用專用工具對其進行處理。而結(jié)構(gòu)底層的建筑物一定要保證平穩(wěn)性，穩(wěn)固程度控制在C30以上。最后，在框架中使用的眾多結(jié)構(gòu)中，預(yù)埋件式結(jié)構(gòu)是核心的傳力部位，發(fā)揮著重要意義。在建造中具體使用焊接技術(shù)需要考慮到部位的具體位置以及抗力的性能，并根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)來排除剪力和軸力的干擾因素，在預(yù)制裝配式設(shè)計方案中采用分步計算的方法。

4.3? 預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計分析

預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)就是將剪力墻、梁以及板作為主要受力構(gòu)件，或者采取預(yù)制混凝土構(gòu)件（包括疊合梁、疊合板、預(yù)制墻板等）形成的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)可以根據(jù)預(yù)制情況分成兩種形式，分別為：全預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系、半預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在具體結(jié)構(gòu)體系設(shè)計過程中一定要滿足基本的技術(shù)標(biāo)準和規(guī)范，例如GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、JGJ 3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等等。預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計中要特別關(guān)注如下方面的問題：（1）剪力墻結(jié)構(gòu)的橫縱墻布置時要根據(jù)實際情況進行。例如對于結(jié)構(gòu)橫墻來說，最好要在兩側(cè)的端部山墻設(shè)置預(yù)制承重墻板，而對于內(nèi)墻來說，可以按照結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件需要和內(nèi)力計算結(jié)果的情況來對預(yù)制承重墻板以及預(yù)制輕質(zhì)填充墻板進行設(shè)置;對于結(jié)構(gòu)縱墻來說，可以按照結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件需要和內(nèi)力計算結(jié)果的情況來設(shè)置內(nèi)外縱墻。（2）對于結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件來說，可以利用現(xiàn)澆連接帶、豎向主要受力鋼筋漿錨將其連接為一體。在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，要重點進行連接構(gòu)造的可靠性驗證，確保結(jié)構(gòu)的整體性。（3）在進行預(yù)制構(gòu)件間連接設(shè)計時，需要保證其滿足傳力明確、構(gòu)造可靠的基本條件。若是裝配式建筑具有抗震性要求需要保證其結(jié)構(gòu)的良好抗震性。另外，要確保預(yù)制構(gòu)件之間的連續(xù)鋼筋強度等級和直徑都在該位置預(yù)制構(gòu)件不連續(xù)鋼筋之上。

5? 結(jié)語

總而言之，對預(yù)裝配建筑的設(shè)計應(yīng)該參照傳統(tǒng)的設(shè)計理念，用長遠的眼光來看待預(yù)制裝配式建筑，拒絕出現(xiàn)因為部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化而忽略了結(jié)構(gòu)整體的性能。我國在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用中，還處在起步階段。關(guān)于相關(guān)建筑技術(shù)的創(chuàng)新可以有效的推進發(fā)展，在實現(xiàn)實用性的同時減少建筑企業(yè)的費用支出，逐漸優(yōu)化各個方面的性能，為建筑領(lǐng)域的發(fā)展助力。

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