探讨预制装配式建筑结构体系与设计

探讨预制装配式建筑结构体系与设计

贾少鹏

天水市自然资源局  741000

摘要：随着城市化进程的加速和建筑行业的快速发展，建筑结构体系的设计和施工方式也在不断更新和改进。预制装配式建筑结构体系因其高效、节能、环保、安全等优点，逐渐成为建筑业发展的重要趋势。预制装配式建筑结构体系是指在工厂内制造好建筑构件，再进行现场拼装的一种建筑方式，相比于传统的现场施工，具有更高的质量和效率保证，同时也更加环保和节能。本文将探讨预制装配式建筑结构体系的概念和发展历程，分类与应用，设计方法与优化技术，可持续性和发展前景等方面，以期为建筑行业的发展提供参考和借鉴。

关键词：预制装配式建筑；建筑结构；体系与发展

引言：我国现阶段城市化的脚步仍在如火如荼的推进过程中，促使我国的建筑行业也得到了突飞猛进的发展。传统建筑模式的施工技术不论是结构稳定性还是整体功能，都已经不适应现阶段社会的发展需求，因此新的建筑形式如何发展已经成为建筑行业广泛讨论的问题。预制装配式建筑以其独特的优势，已经越来越受到人们的重视，成为现阶段的主流建筑形式之一，但由于预制装配式建筑还属于新兴阶段，因此很多区域对此并不了解，限制了预制装配式建筑的发展。建筑行业应当深入分析这种新型建筑结构形式，并将其大力推广，促进我国建筑行业的发展。

一、预制装配式结构概念及优点

    预制装配式建筑结构是一种建筑技术，其核心思想是在工厂内预制好各种建筑构件，然后将它们运输到工地进行现场拼装。预制装配式建筑结构可以应用于各种建筑类型，包括住宅、商业、工业和公共设施等。预制装配式建筑结构可以分为多种类型，其中最常见的包括预制装配式混凝土结构、预制装配式钢结构、预制装配式木结构和预制装配式模块化建筑体系。

相比于传统的现场施工方式，预制装配式建筑结构具有许多优势。由于构件在工厂内制造，可以更严格地控制质量，从而确保建筑的结构和性能符合标准。相较于传统建筑，预制装配式建筑的施工速度更快，由于构件已经在工厂内预制，现场施工可以更快地进行，从而缩短了建筑周期。环保节能也是预制装配式建筑的特色，预制构件可以在工厂内控制环境和能源，因此可以更有效地利用资源，减少能源消耗和废弃物排放。且预制构件可以更好地保证建筑的几何精度和表面质量，从而提高建筑的整体质量。得益于现场施工时间减少的优势，施工噪音和粉尘污染也可以减少。虽然预制构件的制造成本较高，但由于现场施工速度快，施工成本可以降低[2]。

二、预制装配式建筑结构体系的发展

    预制装配式建筑结构体系的发展始于20世纪初，但直到20世纪50年代，它才被广泛应用于建筑行业。自此以后，预制装配式建筑结构体系在全球范围内得到了快速发展。20世纪初-20世纪40年代是预制装配式建筑体系的发展初期，在这个阶段，预制装配式建筑结构主要应用于框架结构和混凝土构件的制造。但是，由于当时的生产技术和设备水平有限，预制装配式建筑结构的应用范围受到了限制。到了20世纪50年代-80年代，预制装配式建筑体系进入高速发展阶段，在这个阶段，预制装配式建筑结构体系被不断完善，应用也被不断扩大。随着生产技术和设备水平的提高，预制装配式建筑结构的质量和可靠性得到了保证。同时，预制装配式建筑结构的应用范围也从框架结构和混凝土构件扩展到了钢结构和木结构等领域。20世纪90年代-至今是预制装配式建筑体系的普及与推广阶段，如今预制装配式建筑结构已经成为建筑行业发展的重要趋势。随着人们对建筑质量和施工效率的要求越来越高，预制装配式建筑结构的应用范围不断扩大，包括住宅、商业、工业和公共设施等领域。同时，预制装配式建筑结构的设计和制造技术也不断创新和优化，以满足不同的市场需求。

三、预制装配式建筑结构体系与设计要点

（一）框架结构体系设计

该种预制装配式建筑结构形式由于其具有许多优势，已经成为建筑行业中非常受欢迎的建筑结构形式之一。与传统的预制装配剪力墙结构相比，该种结构体系在重量方面更加轻盈，同时在承担压力方面也具有更好的表现。此外，该种结构也更易于运输，可以更加便捷地将构件运送到建筑现场。然而，要使用该种结构体系，需要在工厂内预先生产预制叠合梁或预制叠合板，并按照设计要求进行加工。这样才能使现场施工效率及施工质量得到提升。运输工作完成后，需要进行现浇处理，特别是对于主构件来说，需要将项目实际情况与具体的施工要求进行充分结合，利用科学合理的方式预制方式和现浇施工方案。这样可以确保建筑质量，为建筑的可持续发展打下坚实的基础[1]。

除了上述提到的几点，在结构体系的受力机制方面，还需要关注以下几个方面的内容。首先是要考虑到结构的整体稳定性。在设计过程中需要考虑到结构的整体刚度、变形、位移等因素，确保结构的整体稳定性。同时需要注意到地震等外力对结构的影响，设计合适的抗震措施。其次是要注重构件的强度和耐久性。在设计过程中需要考虑到构件的材料和尺寸，确保其强度和耐久性满足设计要求。特别是在海边等特殊环境下，需要选用耐腐蚀的材料。第三是要考虑到结构的施工性。在设计过程中需要考虑到结构的施工难度和施工顺序，确保施工过程顺利进行。特别是在采用预制构件的结构中，需要考虑到构件的运输、吊装和安装等因素。最后，还需要注重对结构进行全面的检测和验收。在结构建成后，需要对其进行全面的检测和验收，确保其符合设计要求和安全要求，保证结构的使用寿命和安全性。

（二）剪力墙结构体系设计

    该体系的设计是一种综合性的设计，包括板结构、剪力墙结构和梁结构等多种结构形式。在进行设计的过程中，需要综合考虑多方面因素，如工厂的生产情况、构件的类型和数量、施工现场的条件等。根据工厂的生产能力，可以选择全预制或半预制的剪力墙结构，以便更好地控制工期和质量。平面形状的设计应该保持规则，动力特性在两个方向上应尽量接近，以达到更好的抗震性能。对于结构纵横墙的设计，两侧端部的山墙处添加预制承重墙板是剪力墙结构最基本也是最重要的要求，以增加墙体的承载能力和刚度。在设计轻质或承重墙板时，应当结合结构抗侧力构件和内力计算的实际需求进行设计，以满足设计要求并确保结构的安全性。竖向抗侧力构件的设计，需要确保连接带和主承力钢筋锚能够充分的结合，可以考虑用现浇的方式进行辅助，使结构受力整体性和连续性的结构能够满足应用的需求，从而提高结构的稳定性和抗震性能。构件分块的设计，需要考虑到施工现场的条件，如吊装条件、拼接位置和设计房间开间等因素。如果施工现场没有足够的吊装条件，就需要对构件进行分块设计，在现场进行拼接和组装。在设计房间开间时，需要考虑到结构的稳定性和空间的利用率，以便更好地满足用户的需求。通过综合考虑这些因素，可以有效地设计出具有较好抗震性能和结构稳定性的体系结构[3]。

结语：预制装配式建筑结构体系是以工业化生产方式为基础的现代建筑技术，已经成为建筑行业发展的重要趋势。通过对预制装配式建筑结构体系的概念和发展历程、分类与应用、设计方法与优化技术、可持续性和发展前景等方面的探讨，我们可以发现它的优越性和前景。预制装配式建筑结构体系将成为未来建筑行业的主流，同时也需要不断完善和优化，才能更好地适应市场需求和社会发展。建筑行业需要积极探索和应用预制装配式建筑结构体系，以推动建筑行业的可持续发展和城市化进程。

参考文献：

[1]王爱欢.预制装配式建筑设计的要点及常见问题[J].陶瓷,2021(11):127-128.

[2]陈浩,李林林.装配式建筑现浇结构与预制构件的连接处理[J].四川建材,2021,47(11):140-141.

[3]廖原,马松,孙磊.预制装配式建筑设计实践及问题研究[J].中国设备工程,2021(14):14-15.贾少鹏 19790310 男 汉 河南省清丰县 大专 工程师 总工程师 建筑结构 741000 天水市自然资源局