預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計

朱飛強(qiáng) 劉詩丹

1 武漢市江夏區(qū)城鎮(zhèn)管網(wǎng)建設(shè)辦公室（430020） 2 武漢市江夏區(qū)城建市政公用設(shè)計院（430200）

預(yù)制裝配式建筑作為一種新型的建筑形式，它具有傳統(tǒng)建筑形式無可比擬的優(yōu)點，因此在當(dāng)前的建筑行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，為了進(jìn)一步推廣預(yù)制裝配式建筑，一定要重視預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計，在進(jìn)行裝配式建筑的設(shè)計時，要充分發(fā)揮其優(yōu)勢， 在保證設(shè)計質(zhì)量的前提下降低成本，優(yōu)化設(shè)計方案，使設(shè)計方案更為科學(xué)、合理。

1 預(yù)制裝配式建筑簡介

預(yù)制裝配式建筑指的是建筑構(gòu)件都是在工廠預(yù)先加工而成，運(yùn)輸至現(xiàn)場直接進(jìn)行安裝形成建筑物，是一種新的建筑形式，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的形式和施工方法的不同可以將預(yù)制裝配式建筑分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等5 種類型。當(dāng)前常用的預(yù)制裝配式建筑主要有預(yù)制裝配式混凝土建筑及預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，這兩種建筑結(jié)構(gòu)都采用了較為常規(guī)的建筑材料，建筑構(gòu)件都是在工廠預(yù)制而成，在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝，形成一個整體建筑。 預(yù)制裝配式建筑一方面節(jié)約了大量的人力物力，便于施工質(zhì)量的管理；另一方面工廠規(guī)范的管理模式使得構(gòu)件的加工更為可靠，提升了建筑施工的安全性。

2 預(yù)制裝配式建筑的優(yōu)點

2.1 施工周期短

裝配式建筑的大部分構(gòu)件都是預(yù)先在加工廠內(nèi)預(yù)制而成，在進(jìn)行建筑地基與基礎(chǔ)施工時，就可以提前進(jìn)行上層構(gòu)件的預(yù)制，這樣可以顯著節(jié)約施工時間；裝配式建筑多為安裝施工，比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土施工速度快，大大節(jié)約施工時間。

2.2 對周圍環(huán)境影響小

預(yù)制裝配式建筑的施工多以安裝工藝為主，施工過程噪聲小，也不會造成揚(yáng)塵污染，對周圍環(huán)境的影響較小，符合綠色施工的要求。

2.3 建筑形式綠色環(huán)保

預(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑形式相比，既能節(jié)材，又能節(jié)能減排，同時預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)件還能回收再利用，符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的建筑施工理念，有利于促進(jìn)我國建筑行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展之路。

3 預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計

為了進(jìn)一步推廣預(yù)制裝配式建筑在建筑行業(yè)中的應(yīng)用，一定要合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)體系，保證預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計質(zhì)量。 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要滿足構(gòu)件的受力要求， 并選擇合理的連接方式；細(xì)部的構(gòu)造和設(shè)計要符合裝配式建筑的設(shè)計要求，參數(shù)的選擇要正確，做好預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計才能更好的促進(jìn)這種新型建筑形式的發(fā)展。

3.1 裝配式建筑框架體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點及難點

該結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)在應(yīng)用較多的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)形式，這是由于不同于預(yù)制裝配形式的剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系比較輕，運(yùn)輸難度小。 在設(shè)計使用該類結(jié)構(gòu)體系時，預(yù)制疊合板及預(yù)制疊合梁等框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要在工廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場之后，還需要通過現(xiàn)澆的方式處理節(jié)點及梁端鍵槽，對框架結(jié)構(gòu)中的柱構(gòu)件，必須充分結(jié)合項目的實際情況及需求來選擇預(yù)制方式或現(xiàn)澆方法。 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時：柱混凝土、預(yù)制框架柱底及基礎(chǔ)梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級需要維持在C30 以上； 結(jié)構(gòu)平面需保持規(guī)則，梁柱中心線不僅需要處于一個相同的豎向平面之中，同時縱橫向框架柱需保持對齊；設(shè)計梁柱交接部分的框架節(jié)點時需考慮使用剛節(jié)點；在對預(yù)制梁柱接頭區(qū)域進(jìn)行焊接施工時一定要保證焊接質(zhì)量；在設(shè)計過程中需要重點處理連接構(gòu)造中的各個預(yù)埋件。

3.2 裝配式建筑剪力墻體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點及難點

在進(jìn)行預(yù)制裝配式剪力墻建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時，要重點分析建筑的受力情況，建筑的上部荷載通過疊合板傳遞至剪力墻，然后剪力墻逐層往下傳遞，最終傳遞至基礎(chǔ)筏板。 所以在進(jìn)行受力計算時，首先要確定所有的剪力墻構(gòu)件是否都要進(jìn)行預(yù)制現(xiàn)場裝配，然后根據(jù)確定好的構(gòu)件數(shù)量及布置情況進(jìn)行力學(xué)計算，看是否能夠滿足荷載的要求。 還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯罂紤]，在其極限荷載的情況下考慮預(yù)制及安裝過程中的質(zhì)量問題，這樣才能有效保證結(jié)構(gòu)受力要求；豎向的荷載設(shè)計完成后要計算結(jié)構(gòu)的橫向抗側(cè)力，盡量選用動力特性相同的構(gòu)件形式作為橫向構(gòu)件， 這樣可以保證建筑的橫向剛度；在裝配式建筑設(shè)計中需要重點注意的是結(jié)構(gòu)的受力節(jié)點不能選在結(jié)構(gòu)薄弱的位置，如預(yù)制剪力墻構(gòu)件的根部應(yīng)進(jìn)行加寬設(shè)計，避免豎向拼接的位置正好出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的強(qiáng)受力區(qū)，這樣對結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量要求過高，很難保證構(gòu)件連接滿足受力要求。

4 結(jié)語

綜上所述，為了滿足發(fā)展的要求，一種新型的建筑形式——預(yù)制裝配式建筑被廣泛應(yīng)用，預(yù)制裝配式建筑具有施工周期短、綠色環(huán)保、對環(huán)境影響小等優(yōu)點，為了使該建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點能充分發(fā)揮出來，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時一定要進(jìn)行優(yōu)化，針對不同的結(jié)構(gòu)形式采用不同的設(shè)計方法，確保設(shè)計質(zhì)量，促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑在我國的應(yīng)用，推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。