(太原王孝雄建筑設計院（有限公司）， 山西 太原 030012)

0 引言

我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，在建筑領(lǐng)域也有了新的進展和突破。顯然，傳統(tǒng)的建筑模式已經(jīng)無法適應現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的需要，所以，建筑領(lǐng)域要注重預制裝配式建筑體系的發(fā)展。但是普遍來看，人們對裝配式建筑并沒有十分清楚的認識，其發(fā)展還存在一定的局限和障礙。所以，對裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系進行深入探究十分有必要，以促進我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展進步。

1 關(guān)于預制裝配式建筑的概念

首先我們從概念入手開始探究。裝配式建筑是一種新型的建筑形式，建筑過程所需要的主要部件都是在工廠生產(chǎn)加工好的，在施工現(xiàn)場只需要利用恰當?shù)倪B接方法將所需部件連接起來就可以了。一般來講，有三種應用比較廣泛的預制裝配式建筑。第一種是預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)主要由預制的混凝土部件構(gòu)成。其整個工作過程分為三步，第一步是工廠的預制生產(chǎn)，第二步進行現(xiàn)場施工安裝，最后進行混凝土的澆筑。第二種是裝配式鋼結(jié)構(gòu)。這一部分主要應用鋼制的梁和柱進行裝配。第三種是預制集裝箱式房屋。在這一部分中，集裝箱作為基本單元，先完成工廠內(nèi)的流水加工生產(chǎn)，再進行現(xiàn)場組裝。與其他兩種結(jié)構(gòu)的工作方式相比，這種方式在拼接時具有多樣性，處理比較靈活。最后進行內(nèi)部的整修，可以賦予建筑結(jié)構(gòu)各種不同的特色。

2 預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展

2.1 預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的主要來源

在我國，預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展時間比較短，在這一領(lǐng)域的研究還十分有限，其被重視程度也不夠高。在2013年頒布的《綠色建筑行動方案》中，國家對工業(yè)化生產(chǎn)的有效化管理提出了明確的要求，鼓勵建筑企業(yè)單位逐步推進裝配式建筑結(jié)構(gòu)的應用。另外，國家提倡改革創(chuàng)新，不斷更新土木工程建設方面的技術(shù)。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)相比，預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)有明顯的優(yōu)點。先工廠生產(chǎn)再現(xiàn)場組裝的方式省略了傳統(tǒng)施工中繁瑣多樣的施工步驟，也減少了施工材料的浪費，在縮短了工期的同時不影響建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，是一種對環(huán)境保護和資源節(jié)約十分有益的施工方式。

2.2 預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的實際使用

最早使用預制裝配式建筑是在上個世紀八十年代，在大板建造方面的應用是主要方向。但是，由于當時我國經(jīng)濟發(fā)展水平的制約，這種建筑結(jié)構(gòu)并沒有得到推廣，其發(fā)展十分緩慢。進入二十一世紀以來，我國經(jīng)濟實現(xiàn)了一個新的跨越，裝配式建筑結(jié)構(gòu)逐漸走進更多人的視野。就國內(nèi)情況而言，該建筑結(jié)構(gòu)應用較廣的地區(qū)有北京上海等。上海的城建置業(yè)發(fā)展公司最先應用裝配式建筑中的預制混凝土結(jié)構(gòu)進行了浦江大型居住區(qū)的建造。

2.3 預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系特征

根據(jù)裝配化程度的特點，我們可以將裝配式建筑混凝土結(jié)構(gòu)劃分為兩類，一類是全裝配式，另一類是部分裝配式。混凝土結(jié)構(gòu)的剛性程度受到裝配化程度的直接影響，混凝土結(jié)構(gòu)的剛性與所用受力剛件以及節(jié)點的剛度有著密切聯(lián)系。根據(jù)節(jié)點的特征，我們可以把混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接分為三類：干式連接的鉸接、濕式連接的剛性連接以及柔性體連接。各類連接方式都有各自的特點。干式連接的節(jié)點是沒有轉(zhuǎn)動性能的，主要應用在低層建筑中，其抗震性和抗風壓性能比較差；濕式連接的剛性節(jié)點的結(jié)構(gòu)性能與混凝土的框架結(jié)構(gòu)相似，具有轉(zhuǎn)動剛度，可以用于高層建筑的建筑結(jié)構(gòu)中。另外柔性連接點也有較好的轉(zhuǎn)動剛度。從上述內(nèi)容可以看出，不同的節(jié)點形式有著不同的特點，其適用領(lǐng)域也有所不同。所以，在實際的結(jié)構(gòu)設計和應用中，要根據(jù)實際進行選擇。對于有抗震或者抗壓要求的建筑一定要選擇合適的節(jié)點形式，以保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

3 預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設計

3.1 預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設計總方向

預制裝配式建筑作為當前建筑發(fā)展的重要前景，在進行設計時有眾多需要注意的地方。根據(jù)不同地區(qū)抗震要求的不同，以及節(jié)能要求上的不同，我們需要設計開發(fā)更具適應性的預制裝配式結(jié)構(gòu)。同時還要注意預制效率的提升和預制質(zhì)量的保障。所以在進行設計時，應該按照從簡單到復雜、從低級到高級的設計發(fā)展思路，一步一步推動預制裝配式結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展。要充分掌握各預制裝配結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢與不足，全面提升施工技術(shù)，改變傳統(tǒng)的勞動力投入大，工作周期長的建造形式。另外在不斷完善設計思想的同時，逐步實現(xiàn)各個構(gòu)件的自動化生產(chǎn)。在這個過程中，要注意預制裝配式建筑的設計比傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)有更高的技術(shù)和設計要求，所以相關(guān)設計人員一定要充分了解和應用力學知識，熟悉各個結(jié)構(gòu)的特點，在進行設計創(chuàng)新的同時，多多關(guān)注本行業(yè)的最新動態(tài)，以及可以嘗試投入使用新興建造技術(shù)，不斷提升預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性能，不斷推動社會的發(fā)展。

3.2 預制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系的設計

框架結(jié)構(gòu)在施工建設中應用比較廣泛，它具有使用簡單，質(zhì)量輕便，方便運輸?shù)忍卣?，在高層建筑中的應用獲得了比較廣泛的認可。該結(jié)構(gòu)滿足當前施工建設的發(fā)展方向。在該結(jié)構(gòu)的組裝中，預制疊合板以及疊合梁是非常關(guān)鍵的。其部件的生產(chǎn)在工廠直接完成，然后在現(xiàn)場進行澆筑和焊接等工作。出于施工質(zhì)量的考慮，在進行設計時要考慮下面幾個問題。首先，整個結(jié)構(gòu)組成要規(guī)則平整，起支撐作用的部分要有足夠的強度和韌性，在使用過程中其承載力要足夠。另外要保證各個梁柱結(jié)構(gòu)軸線的平行。其次，是進行梁與柱之間剛接點交接部位的處理，所建框架要平整穩(wěn)定，具有足夠的剛性要求，所用混凝土的強度要滿足大于C30。此外，由于建筑所處的環(huán)境以及承載力需求的不同，在進行內(nèi)部構(gòu)件的焊接時要采取合理的方式。對于彎矩或者扭矩以及承擔剪力等作用，在設計時要分開計算，以保證構(gòu)件的合理選擇。

3.3 預制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設計

板結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)是預制裝配剪力墻結(jié)構(gòu)的主要部分。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設計涉及到混凝土構(gòu)件組成，疊合板、預制墻板等。在進行預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設計時，需要根據(jù)實際情況和需要在全預制和半預制之間做出選擇。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，在進行設計時應從下面幾個方面入手。如果是橫墻結(jié)構(gòu)，那么要根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件的需要以及墻體側(cè)向力的計算結(jié)果選擇合適的預制承重墻板或者輕墻面板；其次，在進行豎向的抗側(cè)力設計中，要注意把豎向承重鋼筋注漿錨桿和連接口接通在一起；此外，還要兩個方向的動態(tài)特性應該盡量接近平面化；最后還要注意在連接結(jié)構(gòu)的設計中保證機械完整連續(xù)。

4 結(jié)語

總而言之，在我國經(jīng)濟大發(fā)展的時代背景下，我國的預制裝配式建筑有很好的發(fā)展機會和前景。作為當前建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向之一，預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的設計應該針對當前的不足進行修正，針對當前的需求進行完善，并積極關(guān)注該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展新方向。在設計過程中要注重建設施工的總體效益，即要有利于產(chǎn)業(yè)進步又要符合當前的綠色發(fā)展主體。鼓勵更多的建設單位運用預制裝配式建筑，使得建筑行業(yè)獲得更加長遠健康的發(fā)展。

[1]劉紅梁，高潔．預制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設計[J]．上海應用技術(shù)學院學報(自然科學版)，2015，15(4):357－361．

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