裝配式結(jié)構(gòu)在工民建建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

彭芳芳

深圳市筑道建筑工程設(shè)計(jì)有限公司 廣東深圳 518000

為滿足社會(huì)對(duì)建筑越來越高的要求，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)運(yùn)而生，并因其高效、高質(zhì)量而備受建筑行業(yè)青睞。尤其在高層、小型別墅建造中，對(duì)該模式的運(yùn)用較廣泛，也取得了一系列成果。但經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，目前行業(yè)內(nèi)對(duì)該模式的了解仍難以滿足技術(shù)推廣的要求，仍需對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)研究，使其不斷得到完善。

1 裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)的必要性

（1）中國的能源消耗量遠(yuǎn)高于許多發(fā)達(dá)國家。目前，其在建筑改造和減排領(lǐng)域的應(yīng)用顯示出一定的節(jié)能減排效果，而建筑節(jié)能發(fā)展緩慢，混凝土結(jié)構(gòu)大量使用，造成一定的資源浪費(fèi)，施工過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的污染，資源利用率高。相比之下，裝配式建筑施工新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和模塊化可以更好地保護(hù)環(huán)境。建筑能耗和低能耗可以改變高能耗的問題。在我國建筑中，住宅建筑采用混凝土裝配式預(yù)制外墻板，外墻無須現(xiàn)場(chǎng)澆筑，適用的層壓陽臺(tái)還有效地解決了木材、鋼材的麥谷蛋白和凝固劑問題，可節(jié)約40%的木材。

（2）節(jié)能環(huán)?；炷令A(yù)制施工技術(shù)使用建筑垃圾少，材料工人少生產(chǎn)，垃圾處理成本低，有利于建筑控制施工成本。工廠有一種新的成品結(jié)構(gòu)，建筑材料利用率高，車間環(huán)境良好更穩(wěn)定，并促進(jìn)預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量控制。預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，工作量小，噪聲強(qiáng)度低，施工進(jìn)度快。施工對(duì)周圍居民的正常生產(chǎn)生活影響不大，而施工過程中產(chǎn)生的水和有害物質(zhì)的揚(yáng)塵和垃圾也能有效緩解施工對(duì)環(huán)境造成的影響[1]。

2 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)

2.1 預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

由于非承重部分采用輕質(zhì)材料，預(yù)制裝配的框架結(jié)構(gòu)整體均比剪力墻更輕，對(duì)運(yùn)輸?shù)碾y度也較小，其應(yīng)用范圍也較剪力墻結(jié)構(gòu)更廣。一般來說，裝配式框架結(jié)構(gòu)以預(yù)制柱、疊合梁、疊合樓板、現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，需要將工廠內(nèi)制造完成的預(yù)制疊合梁和預(yù)制疊合板等構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，再行現(xiàn)場(chǎng)組裝，柱縱筋連接采用灌漿套筒連接，并處理梁柱節(jié)點(diǎn)和梁端鍵槽?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)的選擇應(yīng)建立在施工實(shí)際需求上，根據(jù)不同需求而選取不同的連接方式。在框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中應(yīng)注意：

（1）在具體的框架結(jié)構(gòu)布置上，須盡力遵循平整、規(guī)則的要點(diǎn)。在設(shè)計(jì)梁柱中心線的過程中應(yīng)做到豎向上下對(duì)齊，且在縱向上也要以對(duì)齊為主，和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一樣避免偏心過大。

（2）對(duì)具體構(gòu)件比如疊合梁拼縫、預(yù)制柱拼縫抗剪進(jìn)行設(shè)計(jì)，并注明其構(gòu)造要求。

（3）對(duì)連接構(gòu)造中的預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)預(yù)埋件的承受軸力和剪力的能力做出詳細(xì)計(jì)算，保證其牢固穩(wěn)定。并對(duì)預(yù)埋件和鋼筋的綁扎或焊接，提出具體要求[2]。

2.2 制定有效地構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)中，形成有效地標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)體系可以不斷提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。這種建筑基于裝配式建筑的特點(diǎn)要求，比普通住宅更重要的是規(guī)范化的設(shè)計(jì)體系，讓我們更加嚴(yán)格。裝配式建筑的需求日益增長(zhǎng)。不僅注重內(nèi)部功能，而且對(duì)外部設(shè)計(jì)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的有序規(guī)范的建筑結(jié)構(gòu)正逐漸被這種趨勢(shì)所淘汰。有意識(shí)地在建筑中添加不同種類的預(yù)制構(gòu)件，使整個(gè)建筑看起來更加豐富多彩。層次化的外觀形象可以得到更多消費(fèi)者的青睞。例如，對(duì)于走廊式或廳式組合，需要根據(jù)實(shí)際匹配調(diào)整空間構(gòu)件模塊。同時(shí)，根據(jù)建筑空間利用率和區(qū)域的不同特點(diǎn)，對(duì)原有的設(shè)計(jì)布局構(gòu)件也要求進(jìn)行修改和調(diào)整。

2.3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)過程中統(tǒng)籌各專業(yè)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，做到既滿足裝配式建筑的設(shè)計(jì)要求又便于施工。裝配式建筑最常用的是疊合樓板，疊合樓板要求樓板平整盡量不要出現(xiàn)降板區(qū)域，這就需要建筑專業(yè)協(xié)調(diào)給排水專業(yè)，合理布置潔具及地漏位置，調(diào)整地面排水方向，保證在不降板的前提下使衛(wèi)生間的地面低于其他房間。為減少預(yù)制墻板生產(chǎn)廠家的預(yù)留環(huán)節(jié)及施工難度，設(shè)備專業(yè)的立管盡量走在現(xiàn)澆段內(nèi)。我們的解決方案是建筑專業(yè)在單元大樣圖中把現(xiàn)澆墻和預(yù)制墻區(qū)分出來。實(shí)踐證明，雖然增加了建筑專業(yè)的繪圖量，但是為后續(xù)各專業(yè)提供了方便，最終提高了出圖效率[3]。

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

該體系主要包括板、剪力墻和梁三種結(jié)構(gòu)，其他還有層合板、預(yù)制墻板、疊層梁等用混凝土組成的預(yù)制構(gòu)件。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要來決定剪力墻是全預(yù)制還是半預(yù)制。同時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)縱墻、橫墻及連接等方面的合理設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)縱墻需貼合施工的實(shí)際需求，在橫墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)在兩側(cè)端部山墻上設(shè)置承重墻板，并結(jié)合內(nèi)力計(jì)算結(jié)果及抗側(cè)力需求來預(yù)先布置承重或輕質(zhì)填充墻板。在結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)保證現(xiàn)澆方式能夠?qū)⒇Q向主承力鋼筋漿錨與連接帶組合在一起，并做好抗震設(shè)計(jì)與連接設(shè)計(jì)。構(gòu)件設(shè)計(jì)上主要以預(yù)制墻板、后澆邊緣構(gòu)件、后澆連接段、疊合樓板等設(shè)計(jì)為主。連接設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將受力因素對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)體系的影響考慮在內(nèi)，做到合理的連接設(shè)計(jì)，并保證兩個(gè)方向的動(dòng)態(tài)特性都能接近平面形式，確保機(jī)械的完整和連續(xù)性。墻板水平拼縫豎向鋼筋一般采用灌漿套筒連接、漿錨搭接連接等方式。所以一般預(yù)制墻板水平拼縫的抗剪設(shè)計(jì)是重點(diǎn)。

3 結(jié)語

裝配式建筑是近年來興起的一種新型建筑，是未來建筑發(fā)展的重要方向。在我國當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，裝配式建筑在我國有著非常廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)。它能緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的環(huán)境污染和住房短缺問題，將成為建筑業(yè)的一個(gè)突出問題。優(yōu)化建筑預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝，有利于降低裝配式建筑的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)建筑預(yù)制構(gòu)件的批量生產(chǎn)。