预制装配式建筑的结构体系与设计

朱飞强 刘诗丹

1 武汉市江夏区城镇管网建设办公室（430020） 2 武汉市江夏区城建市政公用设计院（430200）

预制装配式建筑作为一种新型的建筑形式，它具有传统建筑形式无可比拟的优点，因此在当前的建筑行业中应用较为广泛，为了进一步推广预制装配式建筑，一定要重视预制装配式建筑结构体系的优化设计，在进行装配式建筑的设计时，要充分发挥其优势， 在保证设计质量的前提下降低成本，优化设计方案，使设计方案更为科学、合理。

1 预制装配式建筑简介

预制装配式建筑指的是建筑构件都是在工厂预先加工而成，运输至现场直接进行安装形成建筑物，是一种新的建筑形式，根据预制构件的形式和施工方法的不同可以将预制装配式建筑分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升层建筑等5 种类型。当前常用的预制装配式建筑主要有预制装配式混凝土建筑及预制装配式钢结构建筑，这两种建筑结构都采用了较为常规的建筑材料，建筑构件都是在工厂预制而成，在施工现场进行安装，形成一个整体建筑。 预制装配式建筑一方面节约了大量的人力物力，便于施工质量的管理；另一方面工厂规范的管理模式使得构件的加工更为可靠，提升了建筑施工的安全性。

2 预制装配式建筑的优点

2.1 施工周期短

装配式建筑的大部分构件都是预先在加工厂内预制而成，在进行建筑地基与基础施工时，就可以提前进行上层构件的预制，这样可以显著节约施工时间；装配式建筑多为安装施工，比传统的钢筋混凝土施工速度快，大大节约施工时间。

2.2 对周围环境影响小

预制装配式建筑的施工多以安装工艺为主，施工过程噪声小，也不会造成扬尘污染，对周围环境的影响较小，符合绿色施工的要求。

2.3 建筑形式绿色环保

预制装配式建筑与传统建筑形式相比，既能节材，又能节能减排，同时预制装配式钢结构建筑的构件还能回收再利用，符合当前可持续发展的建筑施工理念，有利于促进我国建筑行业走上可持续发展之路。

3 预制装配式建筑的结构体系与设计

为了进一步推广预制装配式建筑在建筑行业中的应用，一定要合理设计建筑结构体系，保证预制装配式建筑的设计质量。 在进行结构设计时，要满足构件的受力要求， 并选择合理的连接方式；细部的构造和设计要符合装配式建筑的设计要求，参数的选择要正确，做好预制装配式建筑的设计才能更好的促进这种新型建筑形式的发展。

3.1 装配式建筑框架体系结构设计的要点及难点

该结构体系是现在应用较多的预制装配式结构形式，这是由于不同于预制装配形式的剪力墙结构，该结构体系比较轻，运输难度小。 在设计使用该类结构体系时，预制叠合板及预制叠合梁等框架结构构件需要在工厂内进行生产，运输到现场之后，还需要通过现浇的方式处理节点及梁端键槽，对框架结构中的柱构件，必须充分结合项目的实际情况及需求来选择预制方式或现浇方法。 在进行结构设计时：柱混凝土、预制框架柱底及基础梁结构的强度等级需要维持在C30 以上； 结构平面需保持规则，梁柱中心线不仅需要处于一个相同的竖向平面之中，同时纵横向框架柱需保持对齐；设计梁柱交接部分的框架节点时需考虑使用刚节点；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；在设计过程中需要重点处理连接构造中的各个预埋件。

3.2 装配式建筑剪力墙体系结构设计的要点及难点

在进行预制装配式剪力墙建筑结构体系设计时，要重点分析建筑的受力情况，建筑的上部荷载通过叠合板传递至剪力墙，然后剪力墙逐层往下传递，最终传递至基础筏板。 所以在进行受力计算时，首先要确定所有的剪力墙构件是否都要进行预制现场装配，然后根据确定好的构件数量及布置情况进行力学计算，看是否能够满足荷载的要求。 还要进行适当的放大考虑，在其极限荷载的情况下考虑预制及安装过程中的质量问题，这样才能有效保证结构受力要求；竖向的荷载设计完成后要计算结构的横向抗侧力，尽量选用动力特性相同的构件形式作为横向构件， 这样可以保证建筑的横向刚度；在装配式建筑设计中需要重点注意的是结构的受力节点不能选在结构薄弱的位置，如预制剪力墙构件的根部应进行加宽设计，避免竖向拼接的位置正好出现在结构的强受力区，这样对结构的连接质量要求过高，很难保证构件连接满足受力要求。

4 结语

综上所述，为了满足发展的要求，一种新型的建筑形式——预制装配式建筑被广泛应用，预制装配式建筑具有施工周期短、绿色环保、对环境影响小等优点，为了使该建筑结构体系的优点能充分发挥出来，在结构设计时一定要进行优化，针对不同的结构形式采用不同的设计方法，确保设计质量，促进预制装配式建筑在我国的应用，推动我国建筑行业的发展。