试论预制装配式建筑的结构体系与设计

李 樾

雅居乐地产置业有限公司

前言

预制装配式建筑结构作为建筑发展的新型建造方式，虽然目前我国在这方面取得了一定的发展成果，通过实践过程可知仍有很多环节有待提升，因此还需对此进行大量研宄和分析。

1 装配式建筑结构体系概述

所谓装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。在该结构体系中，建筑结构中所需要的内外墙板、叠合板、空调板、预制梁、预制柱等等均是在工厂车间加工完成的。装配式建筑结构体系将传统建筑结构体系分为了两个部分，其一是预制，即将建筑工程成所需要的各种构件在工厂内全部完成，其二是组装，即在施工现场将各个构件进行现场组装。

2 预制装配式建筑结构模式的优势

预制装配式建筑是一种新型的建筑形式，其所需要的主要构件基本上都在工厂内完成，之后在施工现场采用一些比较可靠的连接方式将这些构件拼装起来。一般常见的预制装配式建筑主要有三种：①预制装配式混凝土结构。这类的建筑结构也可以被称为装配整体式钢筋混凝土结构，主要是由预制的混凝土构件组成的。其工作方式主要有三步，首先在工厂预制生产，然后在施工现场拼装，最后浇筑混凝土；②预制装配式钢结构。这一结构主要由钢柱和钢梁组成的；③预制集装箱式房屋。这一结构的基本单元是集装箱，它的工作方式和其他的预制装配式建筑结构的工作方式有所不同。这一结构的预制构件是在工厂的流水线上生产的，之后再施工现场拼接，但是拼接的时候样式较为多变，然后进行内部装修，装修风格也是各有特色。

(1)建筑结构中轻质墙板的占比较大，简化了相关操作流程，减少了人力的投入，并有效降低了建筑成本。

(2)在建筑质量得到保证的前提下提高了施工速率，可以缩短建筑工期，同时还能降低交通以及环境因素对施工作业的影响，使相关企业获得更多的经济效益。

(3)在进行建筑施工过程中，相关操作对工作人员要求不高，有利于整项工程的质量监督工作顺利进行。和传统建筑施工技术对比，这种建筑结构所需要的材料相对单一，在很大程度上提高了相关操作的安全性。可见，预制装配式建筑能减少资源消耗和环境污染，弥补了以往建筑施工工作周期长，施工质量无法得到保证等缺点，由“人海战术” 走向工厂化，具有深远的应用及发展意义。

3 预制装配式建筑结构设计标准

2014 年，我国政府正式颁布了《装配式混凝土结构技术规程》。在该规程中，我国对装配式和装配整体式的框架结构、剪力墙结构及框架－剪力墙结构从建筑材料－建筑设计－结构设计－安装施工－工程验收这几个方面都做了规定，但是在具体实施时，还应该注意三个问题：

(1)《装配式混凝土结构技术规程》只是规定了装配式和装配整体式的框架结构、剪力墙结构以及框架—剪力墙结构，即使装配式混凝土结构的构件质量好、安装方便，也不能过多的使用现浇刚性节点或叠合技术。否则，建筑质量将会因此降低。所以，在决定建筑设计方案时，既要考虑预制装配式建筑结构的优势，又要考虑施工成本，力求发挥预制装配式建筑结构的优势，同时也要避免过高的成本。

(2)预制装配式建筑结构发展的前提是我国经济的迅速发展，以提高建筑质量和保护环境为目标。观察单体造价，其实预制装配式建筑结构远远高于混凝土浇筑。但是，结构设计师如果能够打破传统思路，把追求结构性能和先进技术作为指导理念，这样就可以得到更好的经济性能。

(3)预制装配式建筑结构的对于设计技术的要求十分高，设计师不仅要充分了解预制装配式建筑结构的结构概念和力学只是，还要知道预制装配式建筑结构的技术要点。

4 预制装配式建筑结构体系设计

4.1 预制装配式框架结构体系设计

预制装配式建筑框架结构体系较轻，所以构件运输的难度也就较小。因此，相比于预制装配形式的剪力墙结构，该体系更容易得到广泛应用。除此之外，预制装配式框架结构在国内外大都应用在高层建筑项目中，属于高层框架结构。预制装配式框架结构体系在应用时，在把构件运输到施工现场后，需要进行现浇，处理节点和梁端键槽。另外，框架结构中的柱构件也需要根据施工的实际情况和需求进行选择。

通过分析预制装配是框架结构体系的受力机发现，这一体系在进行结构设计的时候有许多注意事项：①柱混凝土、预制框架柱底和基础接梁的强度等级应该保持在一个相对稳定并且合适的程度，最好是C30 以上；②预制装配式框架结构的平面一定要保持规则，尤其是梁柱的中心线既要处于同一个竖向平面，又要保持对齐。除此之外，纵横向框架柱也要保持对齐；③在设计梁柱交接部分的框架节点时必须要把刚节点考虑在内；④在对预制梁柱接头区域进行焊接施工时一定要保证焊接质量；⑤预埋件是一个非常重要的传力构件，它在整个新型连接构造中都不能缺少，所以在设计预制装配式框架结构时一定要处理好连接构造中的各个预埋件，充分发挥预埋件的优势。

4.2 预制装配式剪力墙结构体系设计

结构构件的主要组成部分为板结构、剪力墙结构和梁结构，此外，它还可以由预制的混凝土构件组成，如层合板、预制墙板和叠层梁等。在预制装配式剪力墙结构设计中，须根据实际情况选择是采用半预制还是采用全预制剪力墙结构。为了保证结构质量，设计过程中还需要考虑以下几点：①在横墙结构设计时，可根据情况，采用预制的承重墙板结构或轻墙面板两端山墙以满足预制承重墙体满足侧向力计算结果或结构部件的实际需要；②在对竖向抗侧力设计时，对于不同部位的结构要保证主要竖向承重钢筋注浆锚杆和连接通过各种现浇在一起；③规则需要和两个方向的动态特性应尽可能接近且保持平面形式；④在E 连接结构设计时，要确保机械完整性和连续性。

5 结束语

总而言之，预制装配式建筑结构是建筑行业发展的主要趋势，我们应该学习和掌握预制建筑设计技术，并且不断进行创新和突破。

[1]余义泽.预制装配式建筑结构体系与设计[J].建材与装饰，2016，(41)：105-106.

[2]刘晓艳，张以庆.探讨预制装配式建筑结构体系与设计[J].住宅与房地产，2016，(06)：219.