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)

侯雪

摘 要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)迅猛進(jìn)步，建筑行業(yè)也迎來重要發(fā)展契機(jī)，而其中預(yù)制裝配式建筑更是受到人們的青睞。預(yù)制裝配式建筑在西方很多發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且結(jié)合本國家實(shí)際情況進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與改進(jìn)，提高了整個(gè)行業(yè)的效率，也促進(jìn)了建筑工業(yè)化的健康發(fā)展。本文在研究過程中就對(duì)預(yù)制裝配式建筑在未來的發(fā)展前景以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式建筑;發(fā)展前景;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

預(yù)制裝配式建筑在西方有很多年的發(fā)展歷史，從整體看，已經(jīng)十分成熟。尤其是在最近幾年，包括美國、英國在內(nèi)的很多發(fā)達(dá)國家通過不懈努力，在預(yù)制裝配式建筑領(lǐng)域都取得了十分明顯提高，因此，對(duì)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)分析有鮮明現(xiàn)實(shí)意義。

一、裝配式建筑在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

（一）國外發(fā)展?fàn)顩r

自上個(gè)世紀(jì)七十年代起，裝配式建筑發(fā)展逐漸成型，并且美國提出了《國家工業(yè)化住宅建造及安全法案》，此法案中不僅定義了裝配式建筑基本內(nèi)容，而且提出了一整套裝配式建筑建造標(biāo)準(zhǔn)以及流程。

就美國裝配式建設(shè)發(fā)展情況而言，在經(jīng)過初期發(fā)展階段之后，當(dāng)代裝配式建筑不僅僅質(zhì)量過關(guān)，而且美學(xué)特征的表現(xiàn)也十分明顯，并且對(duì)于建筑主體舒適度的體現(xiàn)更加直接。進(jìn)入到二十一世紀(jì)之后，裝配式建筑的發(fā)展更加迅速，無論是相關(guān)建筑產(chǎn)業(yè)，還是建設(shè)規(guī)模都已經(jīng)發(fā)生了巨大改變。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今為止，美國裝配式建筑住宅數(shù)量已經(jīng)超過經(jīng)1000萬套，基本占據(jù)了美國總住宅的7%左右。除此之外，該國家裝配式建筑市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好，并且已經(jīng)成型，任何裝配建筑構(gòu)件都會(huì)以商品的形式進(jìn)行出售，建造者只需要結(jié)合圖紙信息到市場(chǎng)中進(jìn)行購買即可，然后在施工場(chǎng)地直接進(jìn)行組裝。

（二）國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

我國裝配式建筑的發(fā)展歷史可以追溯到上個(gè)世紀(jì)，最早出現(xiàn)在七十年代，但是經(jīng)過短暫的發(fā)展之后，裝配式建筑迅速走向消亡。造成此種現(xiàn)狀的原因在于，該類型建筑在我國唐山大地震中沒有表現(xiàn)出良好的抗震性能，因此在我國市場(chǎng)中，一直對(duì)裝配式建筑存在抵觸。在相同的建設(shè)條件下，即使裝配式建筑省時(shí)省力，建筑者也不會(huì)選擇此種方法進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)過三十幾年的沉淀，我國裝配式建筑發(fā)展得到了緩和，開始陸續(xù)的出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中，雖然經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展斷層，導(dǎo)致技術(shù)、人才等方面發(fā)展相比于外國而言比較落后，但是隨著裝配式建筑建設(shè)數(shù)量提升，以及政府扶持力度的加大，裝配式建筑技術(shù)開始迅速發(fā)展起來。

二、裝配式建筑發(fā)展前景

現(xiàn)如今，全國的大多數(shù)省市都建立了裝配式建筑的地區(qū)性指導(dǎo)意見和相關(guān)的獎(jiǎng)罰措施，不少地方更是提出了發(fā)展裝配式建筑的具體建設(shè)目標(biāo)。例如上海市規(guī)定，如果建筑面積滿足規(guī)定需求，并且預(yù)制裝配比滿足了最低要求，可以每平方米給予60元到100元不等的獎(jiǎng)勵(lì)，單個(gè)項(xiàng)目最高補(bǔ)貼1000萬元，另外對(duì)自愿實(shí)施裝配式建筑的項(xiàng)目給予不超過3%的容積率獎(jiǎng)勵(lì)。通過上述激勵(lì)性政策，極大的調(diào)動(dòng)了裝配式建筑在上海的發(fā)展。北京市明文規(guī)定納入保障性住房年度建設(shè)計(jì)劃的項(xiàng)目，全面推行裝配式裝修成品房交房。

就上述分析結(jié)果而言，我國預(yù)制裝配式建筑發(fā)展情況良好，無論是工業(yè)生產(chǎn)，構(gòu)件設(shè)計(jì)又或是運(yùn)輸與安裝水平都在不斷提升，這其中即借鑒了國外先進(jìn)技術(shù)也立足于我國建筑特征進(jìn)行了改造，雖然起步時(shí)間較短，但是發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好。作為我國現(xiàn)階段大力扶持的一項(xiàng)建筑技術(shù)，此類技術(shù)不僅可以滿足居民的大規(guī)模住房需求，還可以提升建筑建設(shè)水平?？梢灶A(yù)見，在將來此類建筑必將會(huì)廣泛應(yīng)用到建筑工程當(dāng)中。

三、預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（一）框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

就目前裝配式建筑發(fā)展情況而言，框架結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)體系，因?yàn)榇祟惤Y(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量要小于剪力墻結(jié)構(gòu)，所以無論是配件的制作、運(yùn)輸又或者是安裝都更加便捷。并且隨著建筑技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，此類結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)可以被應(yīng)用到高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，目前國內(nèi)高層建筑對(duì)此類結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用情況較為良好。

立足于框架結(jié)構(gòu)本身內(nèi)容而言，最為主要的兩個(gè)構(gòu)件便是疊合梁以及疊合板，通常情況下會(huì)在車間生產(chǎn)，完成之后在運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。結(jié)合國內(nèi)外裝配式建筑設(shè)計(jì)安裝案例，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)可以分為以下幾個(gè)方面：①預(yù)制的結(jié)構(gòu)質(zhì)量需要良好，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝之后平面規(guī)則。無論是縱向框架中的支撐柱，還是橫向框架中的支撐柱都需要一一對(duì)應(yīng)，并且中心點(diǎn)需要位于一條直線;②框架節(jié)點(diǎn)全部為剛節(jié)點(diǎn)，預(yù)制的混凝土構(gòu)建強(qiáng)度需要大于C30;③各個(gè)連接部位通常采用焊接方法，在開始之前需要分析兩個(gè)部分的材質(zhì)，合理選擇焊條以及焊接溫度，保證焊接質(zhì)量;④對(duì)于目前的裝配式建筑而言，預(yù)埋件是整體結(jié)構(gòu)體系中一個(gè)重要組成部分，其存在的基本意義在于傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)受力，因?yàn)椴煌恢媒Y(jié)構(gòu)受力情況也會(huì)不同，因此在預(yù)埋件的設(shè)計(jì)中，需要合理計(jì)算各個(gè)部位的彎矩、剪力以及軸力等。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在剪力墻的設(shè)計(jì)過程中，首先需要了解整體結(jié)構(gòu)受力情況，其中主要受力部位有墻、梁、板。這些部位全部為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，在實(shí)際建設(shè)過程中，通常情況下應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)澆筑與綁扎方法進(jìn)行連接。如果按照建筑形式進(jìn)行劃分，可以將其分為全預(yù)制、半預(yù)制兩種結(jié)構(gòu)體系。此類結(jié)構(gòu)體系在應(yīng)用過程中需要滿足國家規(guī)定的抗震標(biāo)準(zhǔn)（GB50011-2010）以及混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（JGJ3-2010）。除此之外，施工建設(shè)中還需要注意以下幾方面內(nèi)容。

①主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀需要與方案內(nèi)容一樣，并且結(jié)構(gòu)縱橫方向所具有的動(dòng)力特性需要相似。②橫墻布置過程中，應(yīng)該在縱橫向端部山墻、內(nèi)墻位置事先布置好承重墻板。需要注意，內(nèi)墻承重板提前計(jì)算應(yīng)力大小，以免影響工程質(zhì)量。③結(jié)構(gòu)縱向墻體設(shè)計(jì)中，應(yīng)該結(jié)合應(yīng)力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合分析與考慮。④豎向的抗側(cè)力構(gòu)件需要采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑連接帶的方式進(jìn)行處理，并且需要應(yīng)用鋼筋進(jìn)行連接。為保證結(jié)構(gòu)整體抗震質(zhì)量，要求進(jìn)一步明確各個(gè)構(gòu)件之間的連接應(yīng)力，通過反復(fù)的計(jì)算確定最優(yōu)應(yīng)力結(jié)果，以此保證結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力傳導(dǎo)流暢，進(jìn)而提升主體穩(wěn)定性。⑤各個(gè)構(gòu)件之間的連接設(shè)計(jì)，需要滿足規(guī)定的設(shè)計(jì)需求。如果建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足某種等級(jí)的抗震需求，構(gòu)件連接設(shè)計(jì)

還應(yīng)該滿足相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)要求。各個(gè)構(gòu)件在應(yīng)用鋼筋進(jìn)行捆綁連接之后所具有的強(qiáng)度與直徑，不能小于沒有應(yīng)用鋼筋連接時(shí)的強(qiáng)度與直徑。⑥應(yīng)用到的各類預(yù)制構(gòu)件應(yīng)該采用分塊設(shè)計(jì)進(jìn)行，并且需要合理考慮到建筑整體類型，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建筑房間的具體開間大小、進(jìn)深，以及構(gòu)件起吊位置和拼接位置等多種因素。應(yīng)用到的墻板高度，可以以一層樓高或者是二倍樓高為基礎(chǔ)進(jìn)行劃分。豎向接縫位置要避開暗柱位置，盡量減少構(gòu)件類型及型號(hào)。⑦預(yù)制構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）的相關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)進(jìn)行施工階段的受力及變形驗(yàn)算。⑧房屋的頂層、開大洞或平面復(fù)雜樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端部位的地下室頂板均應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)，以此保證建筑主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

四、結(jié)束語

綜上所述，近年來預(yù)制裝配式建筑項(xiàng)目逐漸增加，并取得了一定成果。從預(yù)制裝配式建筑施工現(xiàn)狀來分析，還存在諸多問題有待解決，若不及時(shí)管理便會(huì)對(duì)預(yù)制裝配式建筑工程質(zhì)量造成影響，因此建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)預(yù)制裝配式建筑的研究。

參考文獻(xiàn)：

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