探讨预制装配式建筑结构体系与设计

1.申富伟 2.冷全申

（1.身份证号码：4114211983****7757 2.身份证号码：4107211986****4012）

近几年来，城市发展速度加快，人口数量逐渐增多，对房屋建筑提出了更高的要求，而预制装配式作为一种新型的建筑形式，受到建筑行业的关注。预制装配式建筑又被人称为“拼装房”，这是一种经典的工业化生产方式。在生产中通常将建筑物的部分或全部部件在工厂预制完成，再将其运输到施工现场。预制装配式最早被欧美国家使用，被称为产业化住宅或工业化住宅，它具有突破性的创新意义，颠覆了传统建筑施工方式的理念。虽然这种方式是在施工前对部分零件进行加工，但是在施工现场仍需保留传统建筑的浇筑方法，而不是纯粹的依靠零件直接搭建而成，它在外观上与传统方式施工下的建筑物并无区别。我国目前在部分一线城市采用预制装配式来建筑高层楼房或者是别墅，世界各国也正在大力促进工业化进程的发展。

一、预制装配式建筑的意义

预制装配式建筑主要是指在建造前就预先购买好了材料，具体包括了预制装配式钢结构、混凝土结构等。相较于以前的建筑特点，预制装配式主要有以下优点。建筑结构中采用大量的轻质墙板，建筑施工步骤得到了一定的简化，对人力、物力的投入都会降低，为建筑企业降低了成本;可以保证建筑质量不变的同时，建筑时长缩短。避免施工环境周围的交通以及环境因素的影响，为施工企业提供了更多的获利可能;使用预制装配式施工，对施工人员的施工技术要求不高，方便对建筑施工进行质量管理工作。相较于传统的施工方法，这种建筑结构下的材料种类单一，能有效的降低施工中的危险程度。符合我国提倡的建筑特点:节能绿色，在减少能源消耗的同时尽量避免对周围环境的施工污染。对传统方法下建筑施工周期长，施工质量难以有效监管的弊端。预制装配式方法标志着建筑领域走向了工厂化，对未来建筑行业的发展有深远的意义。

二、预制装配建筑结构设计要点分析

（一）设计标准

我国在2013年颁布了预制装配建筑的相关方案之后，于次年发布了技术规程，从整体上对预制装配建筑结构设计要点进行了规划和要求，如框架、剪力墙结构的设计等等，同时技术体系覆盖到了建筑设计以及结构设计体系当中，对于施工以及后续的验收环节都做出了相应的规划。但是除此之外，在具体的施工当中仍然需要从以下三个方面来进行严格要求。其一，我国出台的混凝土结构技术规程当中，仅仅对于装配式以及装配整体式的框架和剪力墙结构进行了说明，但是在实际使用过程中，也需要注意，不能过多地应用现浇刚性节点，也不可多次进行叠合，否则将会使整体结构的稳定性受到一定的影响，降低工程质量。这就需要设计人员在施工方案的设计过程中，积极考虑其中可能存在的问题，在设计阶段积极控制成本，更好地将这种建筑结构类型的优势发挥出来，实现经济效益和社会效益的双赢；其二，预制装配建筑的发展和应用是基于我国社会经济的建设以及技术水平的提高，在具体施工过程中，这种施工方式可以避免对环境形成破坏，实现绿色施工的目标。总结起来，就单体造价的价格来说，其价格和传统的混凝土浇筑相比，成本仍然较高，所以作为设计人员来说，需要改换设计理念，将结构的先进性和整体使用的优质性结合起来，才能更好地发挥出此结构的优势。最后，预制装配建筑结构对设计有较高的要求，作为设计人员来说，一方面需要对设计中涉及到的力学知识有一定的了解和认识，同时也需要对这种结构的具体特点有足够的掌握，保证在工作中可以应用自如。

（二）预制装配式框架结构体系的设计

由于预制装配式框架建筑结构重量轻的缘故，其在运输方面难度较小，与过去常见的剪力墙结构相比更受当今工程人士的欢迎，在近几年得到了广泛的推广和应用。另外，这一建筑结构体系在国内外高层、超高层及大跨度建筑结构中应用较多，但需要注意的是要结合工程实际情况来选择柱构件，避免因为承重不足给工程质量埋下隐患。在工程项目中，通过分析这一结构的受力构件，我们发现其在设计的时候有着不少需要注意的环节，主要包含以下五个方面：a.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;b.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;c.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;d.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;e.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。

（三）预制装配式剪力墙结构体系的设计要点

预制装配式剪力墙结构体系的设计主要有三个:a.在设计预制装配式剪力墙结构的时候一定要从实际出发，考虑施工的需求，以及内力对内外纵墙的不同影响;b.工作人员在布置结构墙时，两侧的山墙应该选用承重性能较好的墙板，而内墙则需要根据构件需要和内力大小来决定墙板的类型;c.预制装配式剪力墙的连接设计必须要考虑承受力的影响，依据实际的连接设计要求进行设计。

结语

总而言之，对预装配建筑的设计应该参照传统的设计理念，用长远的眼光来看待预制装配式建筑，拒绝出现因为部分结构的优化而忽略了结构整体的性能。我国在预制装配式结构的实际应用中，还处在起步阶段。关于相关建筑技术的创新可以有效的推进发展，在实现实用性的同时减少建筑企业的费用支出，逐渐优化各个方面的性能，为建筑领域的发展助力。