预制混凝土结构住宅的结构类型及工程设计

张文灏

（贵阳建筑勘察设计有限公司 贵州贵阳 550000）

预制混凝土结构住宅的结构类型及工程设计

张文灏

（贵阳建筑勘察设计有限公司 贵州贵阳 550000）

本文首先针对PC结构常见类型进行了介绍，进而针对工程设计的具体流程进行了分析和概述，最后针对工程设计的主要影响因素进行了总结。

预制混凝土；住宅；结构类型；工程设计

随着我国经济的快速发展，一些工业化的住宅得到了大力的开发，而这种模式的住宅也成为了今后我国住宅建设的主要发展趋势，这其中，采用预制混凝土这种结构的住宅由于现场的工作量较小、工程的工期较短以及质量管理相对比较容易等特点成为了这一类住宅的主要施工模式，本文就针对这种结构的住宅结构建设和具体类型设计进行如下的论述。

1 PC结构种类

预制混凝土（PC）结构有许多种，包括：W-PC结构、H-PC结构、8-PC结构、R-PC结构和WR-PC结构等[1～2]。

1.1 W-PC结构

这种结构也被称作为壁式-PC结构，主要应用的构件包括剪力墙、楼梯、楼板和阳台，其垂直的结合部主要采用的是先用钢筋焊接，后用混凝土进行填充的结构，其水平的结合部主要采用的是先用钢板进行焊接，后用混凝土进行填充的结构，或者也可以采用高强度的连接套筒形式的无收缩的水泥进行填充，具体的结构图见图1。

图1 W-PC结构图

1.2 H-PC结构

这种结构也被称作为高层壁式-PC结构，主要应用的构件包括剪力墙、楼梯、阳台和叠合式的楼板，其垂直的结合部主要采用的是先用钢筋焊接，后用混凝土进行填充的结构，其水平的结合部主要采用的是高强度的连接套筒形式的无收缩的水泥进行填充。

1.3 8-PC结构

这种结构也被称作为壁柱式-PC结构，主要应用的构件包括剪力墙、柱、叠合式的楼板、梁、阳台和楼梯，其垂直的结合部主要采用的是先用钢筋焊接，后用混凝土进行填充的结构，在叠合式的楼板和梁出需要在其上段先进行配筋，之后再进行混凝土的浇筑，其水平的结合部主要采用的在下部进行水泥砂浆的铺设，之后在纵向进行连接套筒与钢筋之间的链接，在连接套筒内部需要浇筑高强度的无收缩性的水泥砂浆。

1.4 R-PC结构

这种结构也被称作为框架式-PC结构，主要应用的构件包括剪力墙、柱、叠合式的楼板和梁、阳台和楼梯，其结合部的主要特征有：柱一方面能够作为PC构件，另一方面还能够采用先交的方式，如果其水平的结合部中的纵向钢筋是由连接套筒进行连接的，就需要在连接套筒内进行高强度的无收缩性的水泥砂浆的浇筑，其纵向的结合部主要采用的是先用钢筋进行焊接，之后在用混凝土进行填充的方式。此外，在叠合式的楼板和梁的上段都需要先进行配筋，之后再进行混凝土的浇筑过程。

这种结构主要采用的是框剪结构，多数应用于一些高层建筑的施工项目上，相比于单一的框架结构或者是剪力墙结构，这种结构的稳固性更高，随着时代的不断发展，越来越多的高层建筑被建立起来，这种结构在进行势必会拥有更加广阔的发展前景，会被更广泛地应用到住宅的工程项目建设过程中。采用这种结构所建造的住宅具有很好的防水性、防火性、保温性、防风性、耐震性和隔音效果，这是其他PC结构所不具备的，因此，这种结构在今后将成为建筑行业市场的主流设计结构。

1.5 WR-PC结构

这种结构也被称作为壁柱式-PC结构，主要应用的构件包括剪力墙、柱、叠合式的楼板、阳台和楼梯，其结合部的主要特征有：在PC构件下端需要采用水泥砂浆进行铺设，而纵向的钢筋需要和连接套筒进行连接，之后再在连接套筒的内部进行高强度的无收缩性的水泥砂浆浇筑。而纵向的结合部主要采用的是钢筋进行焊接，之后再采用混凝土进行填充。其中，叠合式的楼板和梁都需要在现场进行顶端配筋，之后再用混凝土进行浇筑。

2 工程设计

2.1 设计材料的主要强度

2.1.1 混凝土强度（如表1）

表1 混凝土强度

2.1.2 钢筋强度（如表2）

2.2 设计计划

这一阶段主要是由工程项目的开发商来完成，需要对工程建设过程中所能涉及到的一些资源进行有效的调配，之后再针对具体的项目进行细致的分析，最终来确定所需要选择的建筑结构。计划的内容主要包括：住宅建筑建设项目的具体规模、项目所涉及到的总支出费用、项目完成所需要的工作周期、施工的用地环境及条件、施工的等级级别、采用的具体建筑结构体系、建筑外包装的具体计划、建筑项目的整体施工计划、确定项目的具体施工方法[3]。

表2 钢筋强度

2.3 基本设计

施工方在确定具体所要选择的建筑结构之后，项目的设计单位需要在开发商的协助下仔细考虑在设计阶段可能会遇到的诸多问题，针对这些问题商讨出有效的建议和对策，通过充分的准备工作，能够帮助设计人员对后续施工过程中出现的设计问题进行快速的完善和改进。在进行基本设计阶段主要需要考虑的问题包括：工程的整体预算支出以及具体费用的合理化分配；确定建筑表面的材料、细部以及级别；确定窗户、细部；根据建筑整体的外立面、施工的实际可行性、板样式的确定、PC的制作；针对节点的设计方案开展讨论；确定生产厂家的配置、施工设备以及运输设备。

2.4 深入设计

这一阶段主要是针对施工图纸进行绘制，按照计划对设计人员进行合理化的调配，在完成调配之后就可以成立一些对应的体系，以此来完成这一阶段的深化设计工作。针对施工图纸的绘制工作主要包括以下几个方面[4]：①详细图：这主要包括一些节点的详细图纸、窗户的节点、最上部、最下部、板的断面和出入角部。②装配图纸：这一类图纸主要涉及到一些建筑构造件的图纸设计和现场的安装与施工。③板制作的图纸：这一类图纸需要保证设计出来的板材能够满足运输、制作和施工的具体要求。④金属零部件的加工图纸：这一类的图纸一方面要能够满足结构上的计算要求，同时还要能够对整个工程项目的资金成本进行有效的控制，同时还涉及到对工程连接件以及预埋件的设计工作。

2.5 技术应用

通过设计人员和开发商针对某些可能出现的问题进行讨论之后，能够解决一部分的质量问题或是安全隐患，但这种讨论本身并不是建立在一个相对直观的基础上的，许多隐藏的问题也许不会被及时发现，这就可能会对项目整体的成本支出或者工程的完成质量带来一定的影响，对此，涉及人员可以借助于信息技术手段通过计算机的仿真技术对工程的施工效果进行有效的模拟，进而对一些可能出现的问题进行预测，这些问题既包括设计阶段可能出现的问题，同时也包括制作阶段和实际工程开展阶段可能出现的问题。

3 工程设计的主要影响因素

3.1 规范的影响

规范影响的一个主要体现就是对工程验收的标准制订，这些规范中会明确对工程可以使用到的具体技术进行规范，如果有的开发商为了追求质量的提升而是用一些新型的技术，那么最终完成的工程就很难会通过审批而交付使用，因此，规范这一影响因素在很大程度上制约着设计方案的制订。

3.2 成本因素的影响

成本因素是影响住宅工程设计的一个重要影响因素，造成工程成本造假提升的原因有很多，包括：产业的不配套、连接件和专用预埋件的不配套、相关具体规章制度的不够完善等等，其中，由于规范不完善对其造成的影响主要体现为由于规范限制，会使一些构造件不能够参与到建筑的主体结构中，这些措施虽然会提升外墙整体的质量，但是会由于荷载作用而导致截面的增大，进而造成成本的进一步提升[5～6]。

3.3 项目连续性的影响

项目的连续性也是影响一个施工团队进行工程设计的主要影响因素，如果某一项设计方案在一个工程项目中取得了巨大的成功，那么在后续的同类型建筑工程项目建设时，开发商和设计单位往往就会选择同样的施工方案，这一方面是因为双方已经积累了大量的施工经验，另一方面主要是因为面对一些可预见的问题，设计方能够根据已有的记录进行快速的修正，保证工程项目的持续正常开展。

4 结束语

综上所述，以上就是针对PC这种住宅结构的主要类型和具体工程设计进行的概述，随着人们对于住房需求量的增大，该项技术应用到了越来越多的工程项目当中，并体现出了很好的优越性，同时该项技术还有很大的提升空间，需要设计人员和行业从事者在实践中进行不断的完善，相信该结构在未来会有更为广阔的发展前景。

[1]洪雯，施美灵，等.建筑节能-绿色建筑对亚洲未来发展的重要性[M].北京：中国大百科全书出版社，2008.

[2]薛伟辰.预制混凝土框架结构体系研究与应用进展[J].工业建筑，2002，32 （11）：47～50.

[3]田野，吕西林，赵斌.预制混凝土框架结构振动台试验研究[J].结构工程师，2008，24（1）：66～71.

[4]钟伟荣，朱敏涛，冯为民.高精度预制混凝土技术在我国的应用与研究[J].混凝土，2006（07）.

[5]李志杰.新型预制混凝土墙板结构的研究与应用[J].四川建筑科学研究，2013（01）.

[6]薛伟辰，王东方.预制混凝土板、墙体系发展现状[J].工业建筑，2002，32 （12）：57～60.

TU378

A

1673-0038（2015）24-0013-02

2015-5-23

张文灏（1973-），男，汉族，高级工程师，本科，主要从事房屋结构设计、项目管理方面的工作。