預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)

樊曉歡

【摘 ?要】預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)是由預(yù)制與裝配兩個(gè)部分構(gòu)成。經(jīng)過對(duì)預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)用，能夠有效的減少傳統(tǒng)建筑施工中現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量，同時(shí)還能夠節(jié)省一定的勞動(dòng)力，在此基礎(chǔ)上符合社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要。經(jīng)過對(duì)預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的使用，能有效提高建筑質(zhì)量，同時(shí)還能夠優(yōu)化建筑施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式;建筑結(jié)構(gòu)體系;設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)應(yīng)該針對(duì)當(dāng)前的不足進(jìn)行修正，針對(duì)當(dāng)前的需求進(jìn)行完善，并積極關(guān)注該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展新方向。在設(shè)計(jì)過程中要注重建設(shè)施工的總體效益，即要有利于產(chǎn)業(yè)進(jìn)步又要符合當(dāng)前的綠色發(fā)展主體。鼓勵(lì)更多的建設(shè)單位運(yùn)用預(yù)制裝配式建筑，使得建筑行業(yè)獲得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)健康的發(fā)展。

1預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系中框架結(jié)構(gòu)占相當(dāng)?shù)谋壤?，特別是在一些大型商場(chǎng)、體育館以及其他公共建筑中運(yùn)用較為廣泛?？蚣芙Y(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、性能良好等優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)，柱混凝土和框架柱底的強(qiáng)度等級(jí)不能低于C30;平面設(shè)計(jì)應(yīng)遵循規(guī)則，梁柱的中心線與豎向的平面中心線重合，預(yù)埋件是框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)，做好預(yù)埋件的連接處理，使其均勻受力，更好的發(fā)揮對(duì)力的傳遞作用。

1.2做好接縫、節(jié)點(diǎn)處的技術(shù)處理

裝配式建筑構(gòu)件在進(jìn)行重新組裝后接縫、節(jié)點(diǎn)處的技術(shù)處理是保證建筑質(zhì)量控制的關(guān)鍵，裝配式建筑構(gòu)件在組裝過程中接縫、節(jié)點(diǎn)等處在建筑受力、建筑防水、抗震能力等方面都相對(duì)較弱，也最容易被忽視，一旦出現(xiàn)問題，建筑的使用將受到嚴(yán)重影響，甚至?xí)虼嬗薪Y(jié)構(gòu)安全隱患而引發(fā)各種事故的發(fā)生。通常情況下，節(jié)點(diǎn)、接縫處采用焊接進(jìn)行技術(shù)處理，具體程序是：先連接拆分構(gòu)件的預(yù)留鋼筋，然后選用比被連接構(gòu)件高一個(gè)等級(jí)的混凝土并摻一定量的微膨漲劑進(jìn)行澆筑，振搗密實(shí)，提高進(jìn)建筑構(gòu)件的耐久性、抗振性能、安全性和防水效果，使其滿足相關(guān)要求;為預(yù)防質(zhì)量離散性，需把拆分構(gòu)件的預(yù)留連接鋼筋設(shè)計(jì)的稍微長(zhǎng)些。

1.3剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)是預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)，包括板結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)等多種形式。主要運(yùn)用于民宅建筑，根據(jù)具體建筑施工的需求，選擇半預(yù)制和全預(yù)制的結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，承重墻是重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)前做好承重力能力的計(jì)算，并與抗震設(shè)計(jì)與連接設(shè)計(jì)相結(jié)合。鋼筋是剪切墻的主要結(jié)構(gòu)部件，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加大所用鋼筋的強(qiáng)度，保證連接的更緊密，使建筑更加安全可靠。此外還要了解施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好現(xiàn)場(chǎng)勘察，全面考慮建筑結(jié)構(gòu)和拼接的位置，規(guī)避一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中反復(fù)運(yùn)用多個(gè)構(gòu)件，使設(shè)計(jì)更科學(xué)更合理。

1.4做好構(gòu)建開裂的技術(shù)處理

裝配式建筑結(jié)構(gòu)需通過運(yùn)輸、吊裝等工序才能完成施工，根據(jù)行業(yè)規(guī)范要求，裝配式建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)在運(yùn)輸、吊裝前做好模擬受力分析，理論上只要運(yùn)輸、吊裝過程的實(shí)際受力情況能和設(shè)計(jì)模擬時(shí)相同或相近，構(gòu)件開裂問題一般就不會(huì)發(fā)生，但受所選擇的運(yùn)輸方式以及外界環(huán)境條件等的影響，要杜絕開裂十分困難，為了減少和避免開裂現(xiàn)象在構(gòu)建在吊裝、運(yùn)輸過程中出現(xiàn)，通常選擇加大被拆分構(gòu)件的構(gòu)造配筋的方式進(jìn)行技術(shù)處理。

2預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)總方向

根據(jù)不同地區(qū)抗震要求的不同，以及節(jié)能要求上的不同，我們需要設(shè)計(jì)開發(fā)更具適應(yīng)性的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。同時(shí)還要注意預(yù)制效率的提升和預(yù)制質(zhì)量的保障。所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的設(shè)計(jì)發(fā)展思路，一步一步推動(dòng)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展。要充分掌握各預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與不足，全面提升施工技術(shù)，改變傳統(tǒng)的勞動(dòng)力投入大，工作周期長(zhǎng)的建造形式。另外在不斷完善設(shè)計(jì)思想的同時(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)各個(gè)構(gòu)件的自動(dòng)化生產(chǎn)。在這個(gè)過程中，要注意預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)有更高的技術(shù)和設(shè)計(jì)要求，所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要充分了解和應(yīng)用力學(xué)知識(shí)，熟悉各個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新的同時(shí)，多多關(guān)注本行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)，以及可以嘗試投入使用新興建造技術(shù)，不斷提升預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性能，不斷推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

2.2預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)在施工建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，它具有使用簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕便，方便運(yùn)輸?shù)忍卣?，在高層建筑中的?yīng)用獲得了比較廣泛的認(rèn)可。該結(jié)構(gòu)滿足當(dāng)前施工建設(shè)的發(fā)展方向。在該結(jié)構(gòu)的組裝中，預(yù)制疊合板以及疊合梁是非常關(guān)鍵的。其部件的生產(chǎn)在工廠直接完成，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆筑和焊接等工作。出于施工質(zhì)量的考慮，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮下面幾個(gè)問題。首先，整個(gè)結(jié)構(gòu)組成要規(guī)則平整，起支撐作用的部分要有足夠的強(qiáng)度和韌性，在使用過程中其承載力要足夠。另外要保證各個(gè)梁柱結(jié)構(gòu)軸線的平行。其次，是進(jìn)行梁與柱之間剛接點(diǎn)交接部位的處理，所建框架要平整穩(wěn)定，具有足夠的剛性要求，所用混凝土的強(qiáng)度要滿足大于C30。此外，由于建筑所處的環(huán)境以及承載力需求的不同，在進(jìn)行內(nèi)部構(gòu)件的焊接時(shí)要采取合理的方式。對(duì)于彎矩或者扭矩以及承擔(dān)剪力等作用，在設(shè)計(jì)時(shí)要分開計(jì)算，以保證構(gòu)件的合理選擇。

2.3預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體構(gòu)成有板結(jié)構(gòu)、剪力墻以及梁結(jié)構(gòu)等等。除此之外還能夠由預(yù)制混凝土構(gòu)件構(gòu)成，例如層合板、預(yù)制墻板以及疊層梁等等。在對(duì)預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要依據(jù)實(shí)際情況選用合理的結(jié)構(gòu)，其中有半預(yù)制和全預(yù)制的剪力墻結(jié)構(gòu)。為了能保障結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在對(duì)預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮以下幾點(diǎn)：

其一是設(shè)計(jì)好承重墻板。在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，承重墻是不能夠缺少的一部分，而承重墻是結(jié)構(gòu)受力體系中最關(guān)鍵的部分，因此做好承載墻的內(nèi)力計(jì)算與抗測(cè)力設(shè)計(jì)是很有必要的。在對(duì)結(jié)構(gòu)豎向抗測(cè)力進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要保障承重墻水平和豎向連接關(guān)鍵部位能夠連接在一起，并且要做好抗震設(shè)計(jì)和連接設(shè)計(jì)，以此提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性能。

其二是預(yù)制構(gòu)件連接方式與連接節(jié)點(diǎn)。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要需要保障各個(gè)預(yù)制構(gòu)件之間的連接性，必須確保都處于良好的狀態(tài)中。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中不但要保障傳力的良好，同時(shí)還要提升結(jié)構(gòu)可靠性。若是在建設(shè)和施工時(shí)發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力相對(duì)較差，則就需要對(duì)連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，例如增加鋼筋直徑以及強(qiáng)度等，以此保障構(gòu)件的性能。

其三是注重預(yù)制構(gòu)件工廠加工和施工現(xiàn)場(chǎng)的拼裝工作。就整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)體系而言，設(shè)計(jì)中預(yù)制構(gòu)件使用的是分塊設(shè)計(jì)模式，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要綜合實(shí)際情況，例如整個(gè)建筑中房建的結(jié)構(gòu)以及拼接位置等。對(duì)于豎向拼縫的位置而言，設(shè)計(jì)過程中要避免結(jié)構(gòu)受力較大部位，在這其中要盡可能的使用更多符合標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件，以此方便生產(chǎn)工廠的加工以及施工現(xiàn)場(chǎng)的拼接工作。

當(dāng)前預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了建筑工業(yè)化建設(shè)中的關(guān)鍵內(nèi)容，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到不同區(qū)域?qū)拐鸬膶?shí)際需要，同時(shí)還要考慮到建筑節(jié)能上的需要以及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出適應(yīng)性更強(qiáng)的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不但要提高預(yù)制率，同時(shí)還需要確保工程的質(zhì)量。在建筑行業(yè)的未來發(fā)展中，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要緊緊圍繞從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)的方式，以此逐漸推動(dòng)預(yù)制疊合構(gòu)件和非受力構(gòu)件的發(fā)展。

結(jié)束語

現(xiàn)在我國(guó)預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)在發(fā)展的過程中仍舊沒有形成一個(gè)完整的體系，在生產(chǎn)上也沒有形成一定的規(guī)模和一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈接，因此要想讓預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系得到更廣泛的應(yīng)用，必須要對(duì)預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，只有這樣預(yù)制建筑設(shè)計(jì)的水平才能夠得到提高。

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（作者身份證號(hào)碼：371425198908155628）