探討預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)

1.申富偉 2.冷全申

（1.身份證號(hào)碼：4114211983****7757 2.身份證號(hào)碼：4107211986****4012）

近幾年來，城市發(fā)展速度加快，人口數(shù)量逐漸增多，對(duì)房屋建筑提出了更高的要求，而預(yù)制裝配式作為一種新型的建筑形式，受到建筑行業(yè)的關(guān)注。預(yù)制裝配式建筑又被人稱為“拼裝房”，這是一種經(jīng)典的工業(yè)化生產(chǎn)方式。在生產(chǎn)中通常將建筑物的部分或全部部件在工廠預(yù)制完成，再將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。預(yù)制裝配式最早被歐美國家使用，被稱為產(chǎn)業(yè)化住宅或工業(yè)化住宅，它具有突破性的創(chuàng)新意義，顛覆了傳統(tǒng)建筑施工方式的理念。雖然這種方式是在施工前對(duì)部分零件進(jìn)行加工，但是在施工現(xiàn)場(chǎng)仍需保留傳統(tǒng)建筑的澆筑方法，而不是純粹的依靠零件直接搭建而成，它在外觀上與傳統(tǒng)方式施工下的建筑物并無區(qū)別。我國目前在部分一線城市采用預(yù)制裝配式來建筑高層樓房或者是別墅，世界各國也正在大力促進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展。

一、預(yù)制裝配式建筑的意義

預(yù)制裝配式建筑主要是指在建造前就預(yù)先購買好了材料，具體包括了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。相較于以前的建筑特點(diǎn)，預(yù)制裝配式主要有以下優(yōu)點(diǎn)。建筑結(jié)構(gòu)中采用大量的輕質(zhì)墻板，建筑施工步驟得到了一定的簡(jiǎn)化，對(duì)人力、物力的投入都會(huì)降低，為建筑企業(yè)降低了成本;可以保證建筑質(zhì)量不變的同時(shí)，建筑時(shí)長縮短。避免施工環(huán)境周圍的交通以及環(huán)境因素的影響，為施工企業(yè)提供了更多的獲利可能;使用預(yù)制裝配式施工，對(duì)施工人員的施工技術(shù)要求不高，方便對(duì)建筑施工進(jìn)行質(zhì)量管理工作。相較于傳統(tǒng)的施工方法，這種建筑結(jié)構(gòu)下的材料種類單一，能有效的降低施工中的危險(xiǎn)程度。符合我國提倡的建筑特點(diǎn):節(jié)能綠色，在減少能源消耗的同時(shí)盡量避免對(duì)周圍環(huán)境的施工污染。對(duì)傳統(tǒng)方法下建筑施工周期長，施工質(zhì)量難以有效監(jiān)管的弊端。預(yù)制裝配式方法標(biāo)志著建筑領(lǐng)域走向了工廠化，對(duì)未來建筑行業(yè)的發(fā)展有深遠(yuǎn)的意義。

二、預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（一）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

我國在2013年頒布了預(yù)制裝配建筑的相關(guān)方案之后，于次年發(fā)布了技術(shù)規(guī)程，從整體上對(duì)預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了規(guī)劃和要求，如框架、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等等，同時(shí)技術(shù)體系覆蓋到了建筑設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系當(dāng)中，對(duì)于施工以及后續(xù)的驗(yàn)收環(huán)節(jié)都做出了相應(yīng)的規(guī)劃。但是除此之外，在具體的施工當(dāng)中仍然需要從以下三個(gè)方面來進(jìn)行嚴(yán)格要求。其一，我國出臺(tái)的混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程當(dāng)中，僅僅對(duì)于裝配式以及裝配整體式的框架和剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是在實(shí)際使用過程中，也需要注意，不能過多地應(yīng)用現(xiàn)澆剛性節(jié)點(diǎn)，也不可多次進(jìn)行疊合，否則將會(huì)使整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到一定的影響，降低工程質(zhì)量。這就需要設(shè)計(jì)人員在施工方案的設(shè)計(jì)過程中，積極考慮其中可能存在的問題，在設(shè)計(jì)階段積極控制成本，更好地將這種建筑結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏；其二，預(yù)制裝配建筑的發(fā)展和應(yīng)用是基于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)以及技術(shù)水平的提高，在具體施工過程中，這種施工方式可以避免對(duì)環(huán)境形成破壞，實(shí)現(xiàn)綠色施工的目標(biāo)?？偨Y(jié)起來，就單體造價(jià)的價(jià)格來說，其價(jià)格和傳統(tǒng)的混凝土澆筑相比，成本仍然較高，所以作為設(shè)計(jì)人員來說，需要改換設(shè)計(jì)理念，將結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性和整體使用的優(yōu)質(zhì)性結(jié)合起來，才能更好地發(fā)揮出此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。最后，預(yù)制裝配建筑結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)有較高的要求，作為設(shè)計(jì)人員來說，一方面需要對(duì)設(shè)計(jì)中涉及到的力學(xué)知識(shí)有一定的了解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)也需要對(duì)這種結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)有足夠的掌握，保證在工作中可以應(yīng)用自如。

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

由于預(yù)制裝配式框架建筑結(jié)構(gòu)重量輕的緣故，其在運(yùn)輸方面難度較小，與過去常見的剪力墻結(jié)構(gòu)相比更受當(dāng)今工程人士的歡迎，在近幾年得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。另外，這一建筑結(jié)構(gòu)體系在國內(nèi)外高層、超高層及大跨度建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多，但需要注意的是要結(jié)合工程實(shí)際情況來選擇柱構(gòu)件，避免因?yàn)槌兄夭蛔憬o工程質(zhì)量埋下隱患。在工程項(xiàng)目中，通過分析這一結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件，我們發(fā)現(xiàn)其在設(shè)計(jì)的時(shí)候有著不少需要注意的環(huán)節(jié)，主要包含以下五個(gè)方面：a.柱混凝土、預(yù)制框架柱底和基礎(chǔ)接梁的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)該保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定并且合適的程度，最好是C30以上;b.預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)的平面一定要保持規(guī)則，尤其是梁柱的中心線既要處于同一個(gè)豎向平面，又要保持對(duì)齊。除此之外，縱橫向框架柱也要保持對(duì)齊;c.在設(shè)計(jì)梁柱交接部分的框架節(jié)點(diǎn)時(shí)必須要把剛節(jié)點(diǎn)考慮在內(nèi);d.在對(duì)預(yù)制梁柱接頭區(qū)域進(jìn)行焊接施工時(shí)一定要保證焊接質(zhì)量;e.預(yù)埋件是一個(gè)非常重要的傳力構(gòu)件，它在整個(gè)新型連接構(gòu)造中都不能缺少，所以在設(shè)計(jì)預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)時(shí)一定要處理好連接構(gòu)造中的各個(gè)預(yù)埋件，充分發(fā)揮預(yù)埋件的優(yōu)勢(shì)。

（三）預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)主要有三個(gè):a.在設(shè)計(jì)預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候一定要從實(shí)際出發(fā)，考慮施工的需求，以及內(nèi)力對(duì)內(nèi)外縱墻的不同影響;b.工作人員在布置結(jié)構(gòu)墻時(shí)，兩側(cè)的山墻應(yīng)該選用承重性能較好的墻板，而內(nèi)墻則需要根據(jù)構(gòu)件需要和內(nèi)力大小來決定墻板的類型;c.預(yù)制裝配式剪力墻的連接設(shè)計(jì)必須要考慮承受力的影響，依據(jù)實(shí)際的連接設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

結(jié)語

總而言之，對(duì)預(yù)裝配建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該參照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，用長遠(yuǎn)的眼光來看待預(yù)制裝配式建筑，拒絕出現(xiàn)因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化而忽略了結(jié)構(gòu)整體的性能。我國在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，還處在起步階段。關(guān)于相關(guān)建筑技術(shù)的創(chuàng)新可以有效的推進(jìn)發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)實(shí)用性的同時(shí)減少建筑企業(yè)的費(fèi)用支出，逐漸優(yōu)化各個(gè)方面的性能，為建筑領(lǐng)域的發(fā)展助力。