预制装配式建筑结构体系与设计杨洪刚

预制装配式建筑结构体系与设计杨洪刚

杨洪刚

武汉开来建筑设计股份有限公司湖北武汉430000

摘要：随着我国城市建设水平在不断提高，同时随着人们生活水平的改善，也对自身的居住环境提出了新的要求。在这种情况下，传统的施工方式当中的不足也就引起了人们的重视，而预制装配建筑结构开始成为了新时期建筑工程施工中的重点技术。这种建筑形式有着更不快捷的施工速度，同时也由于实现了工厂化制作，所以构件的质量也得到了保证，在新时期针对这种建筑结构进行分析，探究其施工要点有相当的现实意义。

关键词：预制装配式建筑；结构体系；设计

引言

随着近些年建筑行业的快速发展，人们对于预制装配式建筑的重视程度逐渐增加，通过相关政府机构也颁布了对应的设计标准以及设计准则。但是从目前来看，某些工程技术人员对于预制装配式建筑结构设计了解不够深入，在一定程度上阻碍了装配式建筑的发展。本文主要介绍预制装配式建筑的优点，并阐述预制装配式建筑结构体系，在此基础上对于预制装配式建筑结构设计要点进行分析，从而为预制装配式建筑工程设计提供参考和指导。

1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。

2预制装配式建筑的结构体系

2.1预制装配式建筑构件的优势

（1）相对于传统施工建筑来说，预制装配式建筑采用更多的轻质型墙板，这就大大简便了施工过程，有效降低了施工消耗（包括人力、物力等），对于控制施工成本具有非常重要的作用，并且提升了建筑施工的便捷性；（2）预制装配式建筑不但能够有效确保施工质量，同时也能够提升施工速度，可以大大缩短施工周期。此种建筑方式能够将环境以及交通等对于建筑的影响降到最低，对于提升建筑企业的综合经济效益具有非常重要的作用；（3）对于预制装配式建筑结构来说，由于其采取的是模块化方式，所以对于施工人员的技术能力以及数量要求相对较低，有助于施工质量的控制，能够确保施工现场的安全性，符合绿色建筑发展理念。

2.2预制装配式混凝土结构分类

按照不同的结构形式可以将预制装配式混凝土结构分成几种类型，包括装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架—剪力墙结构、装配式框架—核心筒结构等等。按照不同的结构高度可以将预制装配式混凝土结构分成几种类型，包括装配式高层混凝土结构、装配式多层混凝土结构等。按照不同的结构体系可以将预制装配式混凝土结构分成几种类型，包括预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系、装配整体式剪力墙结构体系、整体装配式板柱结构以及NPC结构体系等等。按照装配化的程度不同，可以将预制装配式混凝土结构分成全装配式以及部分装配式两种方式，虽然分成不同的装配形式，但是装配化程度的不同并不会对预制装配式混凝土结构刚度产生影响，整体结构的刚度更多是和受力构件刚度、节点刚度直接相关。

3预制装配建筑结构设计要点分析

3.1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。

3.2预制装配式框架结构体系设计核心

框架结构在预制装配式建筑模型中的应用最为广泛，与剪力墙相比较，既有便于流通、质量轻便、操作简便的优点。框架结构普遍应用于高层建筑中，体现了建筑行业的未来发展方向。预制叠合梁以及叠合板在预制装配式建筑工程中使用较多，第一需要将部件进行统一的加工，加工完成后再运输到建筑工地进行施工组装。下面本文将详细介绍在其应用中需要注意的细节：第一，框架结构在施工中一定要保持平整，框架的底部需要保证平稳，不易发生摆动，并且将其中心架部分与梁柱保持在同一个平面范围内。其次，柱和梁接触地应该使用专用工具对其进行处理。而结构底层的建筑物一定要保证平稳性，稳固程度控制在C30以上。最后，在框架中使用的众多结构中，预埋件式结构是核心的传力部位，发挥着重要意义。在建造中具体使用焊接技术需要考虑到部位的具体位置以及抗力的性能，并根据数据参数来排除剪力和轴力的干扰因素，在预制装配式设计方案中采用分步计算的方法。

3.3创新装配式建筑技术，优化设计方案

装配式建筑只有加快技术创新，进一步规范装配式建筑的操作流程和技术水准，提升装配式建筑的承载能力，优化力学性能，进行更严密更科学的装配式建筑结构设计，不断进行新技术、新材料、新工艺的研发才能适应时代发展的需要。近年来大数据、BIM技术等技术已广泛运用于各行各业，装配式建筑结构设计也应紧跟时代的步伐，结合我国建筑业的发展现状，发掘机械设备资源、原材料资源，做好人才储备，建立具有我国自身特点的预制件产品档案，通过科学的组合与分类，为施工企业提供最优质的装配式建筑设计，满足不同企业、不同建筑的个性化需求。

结语

预制装配这样的建筑结构优势是非常明显的，一方面可以保证施工的节能环保特性，同时更可以保证施工效率和质量。在这个过程中，也需要我们综合地发挥工厂预制和现场装配的优势，在施工当中积极应用新材料以及新工艺，在设计和施工中，也需要结构设计部门和施工部门积极配合，从而有效地提高结构体系应用面，为建筑行业的工业化发展创造条件。本文结合预制装配建筑结构体系特点和设计要点进行了分析，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

参考文献：

[1]董月琴.预制装配式建筑结构设计与施工关键技术研究[J].绿色环保建材，2018（2）：138.

[2]顾云凡，陆志祥，刘扬，等.基于BIM的装配式建筑结构设计研究[J].建材发展导向（下），2017，17（2）：22-25.

[3]张英.预制装配式混凝土结构设计施工[J].中国科技信息，2018（21）：38-40.