简析预制装配式建筑结构体系与设计陈华龙

简析预制装配式建筑结构体系与设计陈华龙

陈华龙

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230088

摘要：预制装配式建筑结构是由预制与装配两个部分构成。经过对预制装配式建筑结构体系的运用，能够有效的减少传统建筑施工中现场施工作业量，同时还能够节省一定的劳动力，在此基础上符合社会发展的实际需要。经过对预制装配式建筑结构技术的使用，能有效提高建筑质量，同时还能够优化建筑施工技术。框架结构体系和剪力墙结构体系是建筑中受力最大的部分，在对这两个体系进行设计时要结合实际情况，保障建筑结构的实际需要，在此基础上提升整个建筑的质量，进而促使整个建筑行业的发展。

关键词：预制装配式；建筑结构；体系；设计

1预制装配式建筑结构体系基本概念

随着科学技术的发展，使用在建筑施工中的各种工艺技术也得到了很大的提升。在一些发达国家中都将建筑部件的生产进行了工厂化与装配化，这是当前建筑产业现代化发展最重要的一个标志。经过不断的实践和发展之后，预制装配式建筑结构体系由此出现。预制装配式建筑具体是指构成建筑的主要构件基本是在工程中加工完成的，在工厂根据建筑实际需要和相关标准加工之后，将主要的构件在施工现场使用合理的连接方式将预制构件进行装接，这是当前最新兴的一种建筑形式。在建筑施工中最常见的预制装配式建筑有很多，例如预制装配式结构、预制装配式钢结构和集装箱式房屋等等。在这其中的预制装配建筑被称为装配式整体式钢筋混凝土结构，而这其中最主要的构件是预制混凝土构件。其具体流程是先在工程中进行预制生产，之后再到施工现场装配与连接，并且综合部分的现浇混凝土建设而成。而其中的预制装配式结构的具体构成是钢柱和钢梁，预制集装箱式房屋通常是将集装箱作为基础的构成部分，同样是在工厂的流水线上对各个模块进行预制和生产，然后再运输到施工现场进行组装，在此基础上进行不同风格的建筑装修。就结构模式上而言，能够把预制装配式混凝土结构分为装配式剪力墙结构、装配式框架以及装配式框架结构等等。就结构高度上而言，能把预制装配式混凝土结构分为多层混凝土结构、高层和低层混凝土结构。在我国当前民用住宅的建筑房屋建设中，通常使用装配式剪力墙结构。而在一些商场类别的建筑项目建设中通常使用装配式框架结构。而依据装配化的程度来看，还能够把预制装配式混凝土结构分成全装配式和部分装配式，装配式化程度高度对预制装配式混凝土结构刚度不会有直接影响，结构刚度和受力构件刚度与节点刚度之间的关系相对紧密。预制装配式混泥土结构节点能够被分为干式连接的铰接连接点以及湿式连接的刚性连接点。其中的干式连接的铰接节点不具备转动刚度，所以被使用在没有抗震要求和风压较小的建筑建设中。而湿连接刚性连接点的转动刚度和现浇混凝土梁柱节点比较接近，因此可以使用在高层建筑的建设中。

2预制装配式建筑存在的技术难题

2.1平面不规则和组件数量约束之间的矛盾

建筑物的平面是甲方参考地形、运用性能、外貌形状等需要提出的，平面的形状多种多样，假若针对每一种不同形状的平面生产差异化的模具，那么模具的研发费用将非常昂贵，预制装配式建筑就会因为费用支出高昂而无法继续开展。为此，在设计过程中需要同时考虑装配式建筑和非装配式建筑的独特之处，对于不规则的平面要采用非装配置建筑设计的原则运用现浇混凝土的工程方案，对于规则的平面则采用规范化的构件，先将构件拆解预制，在施工现场重新组装。

2.2连接处的耐用、抗震、安全和防水性能之间的平衡

装配式建筑组件需要经过拆解之后再重新组装，不同组件部分之间的连接、节点等处都是结构受力、防水的薄弱环节，如果不能采取有效的措施就会降低结构的安全系数，甚至还会对构造造成严重的威胁。为此，一般对于节点和连接处采取的措施是将拆解组件的预留钢筋使用焊接方法连接好后，再使用比被连接组件高一个级别的混凝土加微膨胀剂浇筑后振捣紧实。众多的操作实践证明这种方式能够同时达到耐用、抗震、安全及防水等方面的需求。但是，在设计过程中必须考虑到组件拆解运送阶段质量的离散性性，对于拆解组件的预先留出的连接钢筋需要适度的增大。

3预制装配式建筑结构体系的设计

3.1预制装配式建筑结构体系设计总方向

预制装配式建筑作为当前建筑发展的重要前景，在进行设计时有众多需要注意的地方。根据不同地区抗震要求的不同，以及节能要求上的不同，我们需要设计开发更具适应性的预制装配式结构。同时还要注意预制效率的提升和预制质量的保障。所以在进行设计时，应该按照从简单到复杂、从低级到高级的设计发展思路，一步一步推动预制装配式结构体系的发展。要充分掌握各预制装配结构的优势与不足，全面提升施工技术，改变传统的劳动力投入大，工作周期长的建造形式。另外在不断完善设计思想的同时，逐步实现各个构件的自动化生产。在这个过程中，要注意预制装配式建筑的设计比传统的建筑结构有更高的技术和设计要求，所以相关设计人员一定要充分了解和应用力学知识，熟悉各个结构的特点，在进行设计创新的同时，多多关注本行业的最新动态，以及可以尝试投入使用新兴建造技术，不断提升预制装配式建筑结构的安全可靠性能，不断推动社会的发展。

3.2预制装配式剪力墙结构体系的设计

板结构、梁结构以及剪力墙结构是预制装配剪力墙结构的主要部分。剪力墙结构体系的设计涉及到混凝土构件组成，叠合板、预制墙板等。在进行预制装配式建筑结构的设计时，需要根据实际情况和需要在全预制和半预制之间做出选择。为了保证建筑结构的整体质量，在进行设计时应从下面几个方面入手。如果是横墙结构，那么要根据内部结构部件的需要以及墙体侧向力的计算结果选择合适的预制承重墙板或者轻墙面板；其次，在进行竖向的抗侧力设计中，要注意把竖向承重钢筋注浆锚杆和连接口接通在一起；此外，还要两个方向的动态特性应该尽量接近平面化；最后还要注意在连接结构的设计中保证机械完整连续。

3.3环境适应性设计

在现代预制装配式建筑设计过程中，越来越注重建筑的节能性和环保性，应融入绿色设计理念，提高建筑对环境的适应性，同时提高环境资源利用率。比如内蒙古莲花酒店位于严酷的沙漠环境中，建筑设计受自然环境限制较高，通过采用沙盒结构体系，以工程定制轻钢龙骨体系作为建筑内外墙体，并综合考虑建筑采光和通风需求，设计建筑形式，使建筑与外部环境及景观融为一体，可以让客人充分体验独特的沙漠情调。在建筑环境资源利用方面，可以通过安装太阳能转换装置和雨水收集装置，提高建筑的环境资源利用率，满足绿色设计要求。

结束语

总而言之，安居才能乐业，这也是中国建筑技术不断发展的动力。自从人类开始发展，建筑改变了人们生活的自然条件，在人类发展的历史上，建筑的发展反映着人类生活水平的进步与提高。今天的建筑技术在科学的推动下呈现出日新月异的变化，其中预制装配式的建筑极大地缩短了建筑时间，对于解决如今城市的住房紧张问题有着不可估量的作用，同时对于一座高速运转的城市，预制装配式的建筑适应了城市加快扩张的需要。以上内容就预制装配式建筑结构体系与设计进行了分析。

参考文献：

[1]李胜杰.全预制装配式高层住宅楼的施工及质量控制[J].智能城市，2016，2（11）：325.

[2]王淑嫱，田东方.预制装配式住宅发展面临的问题及对策[J].住宅科技，2016，36（10）：5-9.

[3]郭少华.预制装配式建筑防水技术研究及工程应用标准[J].中国标准化，2016（11）：95-96.