【摘要】近年來，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)得到廣泛運(yùn)用，針對(duì)于此，本文討論了預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式建筑；結(jié)構(gòu)體系；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸成為建筑工程主要結(jié)構(gòu)形式，促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、預(yù)制裝配式建筑的概念

預(yù)制裝配式建筑指的是組成建筑的主要構(gòu)件大多是在工廠內(nèi)加工完成，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)采用可靠的連接方式對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拼裝成的一種新型建筑形式。常見的預(yù)制裝配式建筑主要有預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)以及預(yù)制集裝箱式房屋。其中，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)又被稱為裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其主要構(gòu)件是預(yù)制的混凝土構(gòu)件，首先在工廠進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配連接，同時(shí)結(jié)合部分現(xiàn)澆混凝土而成；預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)的主要組成為鋼柱和鋼梁；預(yù)制集裝箱式房屋，是以集裝箱為基本組成單元，在工廠內(nèi)的流水線上進(jìn)行各個(gè)模塊的預(yù)制建造生產(chǎn)，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多種樣式的拼接組合，并完成不同風(fēng)格的內(nèi)部裝修。

2、預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系

2.1預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分類

從結(jié)構(gòu)形式方面，可以將預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配式框架-核心筒結(jié)構(gòu)、裝配式框架結(jié)構(gòu)、裝配式框架—剪力墻結(jié)構(gòu)等等。從結(jié)構(gòu)高度方面，可以將預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分為裝配式多層混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式高層混凝土結(jié)構(gòu)以及裝配式低層混凝土結(jié)構(gòu)。除此以外，還可以將裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系分為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系、整體預(yù)應(yīng)力裝配式板柱結(jié)構(gòu)、NPC 結(jié)構(gòu)體系等等。

2.2預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)將建筑施工的綜合質(zhì)量提升到一個(gè)新的臺(tái)階，與常規(guī)施工技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)層面：（1）與以往施工建設(shè)相比，預(yù)制裝配式技術(shù)中輕質(zhì)墻板的比例更大，使得施工過程更加簡(jiǎn)單，快捷，節(jié)約了大量人力與物力，對(duì)于控制施工成本具有重要作用，同時(shí)使建筑施工更具有靈活性； （2）在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升了建筑施工的速度，有效縮短工程周期。將施工中對(duì)環(huán)境、交通等方面的影響性降至最低，對(duì)于提升建筑企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益更具有關(guān)鍵性作用；（3）在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工中，對(duì)施工人員的數(shù)量及技術(shù)要求較低，有助于對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制，保障了現(xiàn)場(chǎng)施工中的安全性，更符合綠色發(fā)展理念。

2.3裝配式混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能

根據(jù)裝配化程度，還可以將預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分為兩大類，即全裝配式和部分裝配式，裝配化程度高低不會(huì)對(duì)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)整體剛度造成直接影響，結(jié)構(gòu)剛度僅與受力構(gòu)件剛度以及節(jié)點(diǎn)剛度密切相關(guān)。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)可以被分為干式連接的鉸接連接節(jié)點(diǎn)、濕式連接的剛性連接節(jié)點(diǎn)以及柔性連接節(jié)點(diǎn)。其中，干式連接的鉸接連接節(jié)點(diǎn)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，一般被應(yīng)用于沒有抗震需要、風(fēng)壓較小的低層建筑設(shè)計(jì)中；濕式連接的剛性連接節(jié)點(diǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)剛度接近現(xiàn)澆混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)性能與現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)相似，適用于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其連接節(jié)點(diǎn)包括中柱頂節(jié)點(diǎn)、中柱中節(jié)點(diǎn)、邊柱端節(jié)點(diǎn)、邊柱中節(jié)點(diǎn)。另外，柔性連接節(jié)點(diǎn)存在轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。由此可見，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有多種節(jié)點(diǎn)形式，其所具有的抗震性能也有一定的區(qū)別，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要充分考慮實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

3、預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

該結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)在應(yīng)用力度相對(duì)較大的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)形式，這是由于不同于預(yù)制裝配形式的剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系比較輕，同時(shí)在構(gòu)件的運(yùn)輸方面該結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)輸難度更小。在設(shè)計(jì)使用該類結(jié)構(gòu)體系時(shí)，預(yù)制疊合板以及預(yù)制疊合梁等框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要在工廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)之后，還需要通過現(xiàn)澆的方式處理節(jié)點(diǎn)以及梁端鍵槽，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)中的柱構(gòu)件，必須充分結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況以及需求來選擇預(yù)制方式或是現(xiàn)澆措施。

從該結(jié)構(gòu)體系的受力機(jī)制上來看，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)該需要注意以下幾個(gè)方面：柱混凝土、預(yù)制框架柱底以及基礎(chǔ)固接梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)需要維持在C30以上；結(jié)構(gòu)平面需保持規(guī)則，梁柱中心線不僅需要處于一個(gè)相同的豎向平面之中同時(shí)還需保持對(duì)齊狀態(tài)，縱橫向框架柱需保持對(duì)齊；在對(duì)梁柱交接部分的框架節(jié)點(diǎn)展開設(shè)計(jì)時(shí)需考慮使用剛節(jié)點(diǎn)；在對(duì)預(yù)制梁柱接頭區(qū)域進(jìn)行焊接施工時(shí)一定要保證焊接質(zhì)量；在設(shè)計(jì)過程中需要注重處理連接構(gòu)造之中的各個(gè)預(yù)埋件。

3.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

該結(jié)構(gòu)形式所涉及到的受力構(gòu)件主要有板結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及梁結(jié)構(gòu)，另外，其也可以全部由疊合板、預(yù)制墻板以及疊合梁等預(yù)制混凝土構(gòu)件組成。在對(duì)該結(jié)構(gòu)形式展開設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)工廠化程度選擇半預(yù)制或者是全預(yù)制形式的剪力墻結(jié)構(gòu)。平面形狀需保持規(guī)則，同時(shí)兩個(gè)方向上的動(dòng)力特性需盡可能的接近；在對(duì)結(jié)構(gòu)橫墻展開設(shè)計(jì)時(shí)，要求將預(yù)制承重墻板應(yīng)用到兩側(cè)端部山墻，在對(duì)預(yù)制承重墻板結(jié)構(gòu)或者是輕質(zhì)填充墻板展開設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到內(nèi)力計(jì)算結(jié)果或者是結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的實(shí)際需求；在對(duì)結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力的各個(gè)構(gòu)件展開設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保可以通過現(xiàn)澆方式將豎向的各個(gè)主承力鋼筋漿錨以及連接帶結(jié)合在一起，同時(shí)需要注重連接構(gòu)造的設(shè)計(jì)以保證其受力整體性以及連續(xù)性；在對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件展開設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)過程中需要綜合考慮分析現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件、房間的開間以及拼縫位置等。

在對(duì)墻板高度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)一層或者是兩層樓的層高度進(jìn)行劃分，在對(duì)豎向接縫位置進(jìn)行布置時(shí)應(yīng)防止其應(yīng)用到暗柱上，同時(shí)還需盡可能的避免應(yīng)用過多的構(gòu)件類型或者是不同型號(hào)的構(gòu)建；在對(duì)預(yù)制構(gòu)件配筋展開設(shè)計(jì)時(shí)不僅需遵守相關(guān)規(guī)定要求，還需要對(duì)施工階段可能該預(yù)制構(gòu)件配筋可能會(huì)出現(xiàn)的變形情況與其受力情況進(jìn)行驗(yàn)算；在對(duì)建筑中的各個(gè)平面復(fù)雜樓層、頂層以及開月同區(qū)域展開設(shè)計(jì)時(shí)均需要考慮選取現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。

4、預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展

作為建筑工業(yè)化建設(shè)的主要內(nèi)容，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要充分考慮不同區(qū)域抗震烈度的不同，以及建筑節(jié)能上的需求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開發(fā)適用性更強(qiáng)的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。在不斷提升預(yù)制率的同時(shí)，保障工程的整體質(zhì)量，持續(xù)提升專業(yè)化水平。緊緊圍繞由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)的方式，逐步推動(dòng)預(yù)制疊合構(gòu)件以及非受力構(gòu)件的發(fā)展。充分發(fā)揮預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的各方面特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前施工技術(shù)的全面提升，徹底改變以往長(zhǎng)周期、大勞動(dòng)力的建設(shè)方式。在不斷完善設(shè)計(jì)理念的過程中，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)化生產(chǎn)。需要注意的是，與常規(guī)建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)相比，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求更高，為此必要要求設(shè)計(jì)師熟練的掌握各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及力學(xué)知識(shí)，并持續(xù)關(guān)注建筑行業(yè)的發(fā)展動(dòng)向，使得預(yù)制裝配式構(gòu)件更加具有安全性、穩(wěn)定性，貼合社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求。

結(jié)語：

總而言之，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)是當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展的主要方式，其在實(shí)際發(fā)展過程中，需要持續(xù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉艷，張以慶.探討預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（6）：219.

[2]張慧.框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系在預(yù)制裝配式建筑中的應(yīng)用研究[J].建筑施工，2014，37（3）：293-295.