王鵬

摘 要：現(xiàn)如今，經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步，人們對于預(yù)制裝配式建筑產(chǎn)生的極大的興趣，政府部門為此出臺了相關(guān)的政策，并且頒布了相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計準(zhǔn)則，但是目前業(yè)內(nèi)很大一部分工程技術(shù)人員對于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計還缺乏了解，這些都阻礙了裝配式建筑的進(jìn)一步發(fā)展。因此，在目前國內(nèi)相關(guān)的研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，闡述了預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系，對相關(guān)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、抗震性能以及經(jīng)濟(jì)效果都進(jìn)行了分析了研究，同時，對預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系及其設(shè)計要點進(jìn)行了分析和研究，為工程領(lǐng)域內(nèi)預(yù)制裝配式建筑工程的設(shè)計提供了借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式；建筑結(jié)構(gòu)；體系與設(shè)計

1預(yù)制裝配式建筑的概念

預(yù)制裝配式建筑一種新型的建筑形式，其所需要的主要構(gòu)件基本上都在工廠內(nèi)完成，之后在施工現(xiàn)場采用一些比較可靠的連接方式將這些構(gòu)件拼裝起來。一般常見的預(yù)制裝配式建筑主要有三種：一，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。這類的建筑結(jié)構(gòu)也可以被稱為裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要是由預(yù)制的混凝土構(gòu)件組成的。其工作方式主要有三步，首先在工廠預(yù)制生產(chǎn)，然后在施工現(xiàn)場拼裝，最后澆筑混凝土；二，預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)主要由鋼柱和鋼梁組成的；三，預(yù)制集裝箱式房屋。這一結(jié)構(gòu)的基本單元是集裝箱，它的工作方式和其他的預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的工作方式有所不同。這一結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件是在工廠的流水線上生產(chǎn)的，之后再施工現(xiàn)場拼接，但是拼接的時候樣式較為多變，然后進(jìn)行內(nèi)部裝修，裝修風(fēng)格也是各有特色。

2預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系發(fā)展

2.1主要來源

由于我國預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)推行的時間較晚，所以對于這一結(jié)構(gòu)的重視也就較少。2013年，我國正式頒發(fā)了《綠色建筑行動方案》。在這一方案中，我國提出了有效管理工業(yè)化生產(chǎn)的要求，并鼓勵各個建筑施工單位積極推行預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)，而且在推行的同時，還應(yīng)該積極創(chuàng)新，不斷更新建筑施工技術(shù)。預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)有所不同，這一結(jié)構(gòu)需要先生產(chǎn)出建筑施工過程中所需要的構(gòu)件，然后再施工現(xiàn)場組裝。這一結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)的建筑施工過程中繁瑣的步驟，減短了施工時間，同時也為建筑質(zhì)量提供了一定的保證。

2.2實際使用

實際上在20世紀(jì)80年代，我國就已經(jīng)開始運(yùn)用預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)，只不過主要是用于大板建造。而且由于經(jīng)濟(jì)限制，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)并沒得到推廣和發(fā)展。隨著21世紀(jì)的到來，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、社會的不斷進(jìn)步推動預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)得到了新生。這一結(jié)構(gòu)開始逐漸運(yùn)用到建筑行業(yè)中，并得到了推廣，其發(fā)展十分迅速。在我國，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展最好的地區(qū)是北京和上海，而且在上海有著有著我國首次以混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)為主體的構(gòu)件，即浦江大型居住社區(qū)。

2.3應(yīng)用效果

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)具有許多的優(yōu)勢，因此它的應(yīng)用效果也就相對較好：預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)所選用的墻板基本上都比較輕，既可節(jié)省人力，又可節(jié)省物力，從而降低了企業(yè)成本。另外，采用輕質(zhì)墻板使得空間具備了自由性和靈活性；預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)在縮短建筑施工時間的同時還可以保證建筑質(zhì)量，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)場不需要太多的工作人員，保證了現(xiàn)場的施工安全。除此之外，施工過程中所需要的原材料種類較少，數(shù)量也較少，這就節(jié)省了資源，體現(xiàn)了環(huán)保性和綠色性。

2.4抗震性能

根據(jù)裝配，可以將預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)分為整體裝配和零件裝配兩類，裝配中剛度不只受結(jié)構(gòu)剛度影響，而是受預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和結(jié)構(gòu)剛度的共同影響。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點可分為三類：干連接鉸節(jié)點、濕連接剛性節(jié)點和柔性節(jié)點。其中干鉸鏈連接剛度低、旋轉(zhuǎn)一般、抗地震和風(fēng)的性能較低；濕連接，其剛度接近于現(xiàn)澆混凝土梁柱接頭，其結(jié)構(gòu)和性能和設(shè)計與現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)類似，一般用于連接的頂級節(jié)點，包括在在邊緣的連接柱節(jié)點。因此，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)有多種節(jié)點，節(jié)點不同，結(jié)構(gòu)的剛度也不同，其抗震性能也有一定差異。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要充分考慮實際需要的選擇。

3預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計

3.1預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計

由于預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)剪力墻重量比較輕，運(yùn)輸難度較小，常應(yīng)用于比較大的預(yù)制結(jié)構(gòu)。此外，預(yù)制裝配式框架體系是高層建筑結(jié)構(gòu)中的一種重要結(jié)構(gòu)形式，無論在國外還是在國內(nèi)，都已應(yīng)用于高層建筑工程。這種結(jié)構(gòu)的預(yù)制疊合梁和框架結(jié)構(gòu)需要在工廠中預(yù)制。處理節(jié)點和梁端鍵槽一般在運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，在施工現(xiàn)場。在框架結(jié)構(gòu)柱的裝配過程中，當(dāng)選擇一個預(yù)制或現(xiàn)澆混凝土的方案時必須要結(jié)合項目的實際情況來進(jìn)行選擇。關(guān)于受力機(jī)理，在從結(jié)構(gòu)的角度來分析，需要注意以下內(nèi)容：預(yù)制混凝土框架柱、柱混凝土與底板固定強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，需要保持在C30以上；結(jié)構(gòu)面是必須要保證的，此外還需要梁柱中心線，縱向和橫向框架柱對齊以保持對同一垂直面的狀態(tài)的調(diào)整；進(jìn)行框架梁柱節(jié)點的設(shè)計時，在移交的部分以符合剛性連接的使用要求；預(yù)制梁柱節(jié)點區(qū)焊接施工過程中，必須保證焊接質(zhì)量；在設(shè)計、生產(chǎn)過程中，需要注意連接各種結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件設(shè)計合理、加工準(zhǔn)確。

3.2預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要組成部分為板結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和梁結(jié)構(gòu)，此外，它還可以由預(yù)制的混凝土構(gòu)件組成，如層合板、預(yù)制墻板和疊層梁等。在預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，須根據(jù)實際情況選擇是采用半預(yù)制還是采用全預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)。為了保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量，設(shè)計過程中還需要考慮以下幾點：在橫墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可根據(jù)情況，采用預(yù)制的承重墻板結(jié)構(gòu)或輕墻面板兩端山墻以滿足預(yù)制承重墻體滿足側(cè)向力計算結(jié)果或結(jié)構(gòu)部件的實際需要；在對豎向抗側(cè)力設(shè)計時，對于不同部位的結(jié)構(gòu)要保證主要豎向承重鋼筋注漿錨桿和連接通過各種現(xiàn)澆在一起；規(guī)則需要和兩個方向的動態(tài)特性應(yīng)盡可能接近且保持平面形式；在E連接結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要確保機(jī)械完整性和連續(xù)性。

結(jié)語

我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)起步較晚，近年來城鄉(xiāng)建設(shè)集中進(jìn)行，呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展，但是建筑行業(yè)的水平還有待提高，不能滿足目前的建設(shè)要求。預(yù)制裝配式建筑有了一定的發(fā)展，但是還沒有形成規(guī)模化生產(chǎn)和行業(yè)的普遍推廣，產(chǎn)業(yè)鏈有待進(jìn)一步完善，這些都需要各個部門的努力和配合。學(xué)習(xí)和掌握預(yù)制建筑設(shè)計技術(shù)及其當(dāng)前點的同時，預(yù)制建筑設(shè)計要與時俱進(jìn)，順應(yīng)時代潮流，不斷創(chuàng)新和突破，才能真正在中國整個建筑業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。

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