陳 凌

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院 山西 太原 030002）

試述預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展前景及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳 凌

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院 山西 太原 030002）

預(yù)制裝配式建筑形式的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)建筑施工耗時、零散以及水平低下的困境得到了很大的緩解。預(yù)制裝配式建筑通?？蓜澐譃轭A(yù)制以及裝配兩個環(huán)節(jié)，由于其可以保證建筑項(xiàng)目施工建設(shè)速度，和現(xiàn)代社會發(fā)展需求相一致，所以其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)寬。本文先是對預(yù)制裝配式建筑展開論述，說明了其發(fā)展前景，最后論述了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，預(yù)制裝配式建筑形式的具體運(yùn)用。

預(yù)制裝配式技術(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；發(fā)展前景

1、前言：

現(xiàn)在我國社會經(jīng)濟(jì)正在不斷發(fā)展前進(jìn)，城市化進(jìn)程正在逐步增快，由此對于建筑項(xiàng)目的需求也在不斷增多。為了在保證建筑施工作業(yè)質(zhì)量的前提下，提升施工作業(yè)速度，預(yù)制裝配式建筑形式應(yīng)運(yùn)而生，并且其應(yīng)用范圍正在逐步的擴(kuò)寬，已經(jīng)成為當(dāng)前主流的建筑施工形式。

2、淺述的預(yù)制裝配式技術(shù)發(fā)展前景

現(xiàn)在我國已經(jīng)出臺了一系列規(guī)定要求大力推廣運(yùn)用預(yù)制裝配制結(jié)構(gòu)形式和鋼結(jié)構(gòu)，這些建筑結(jié)構(gòu)形式均符合我國工業(yè)化發(fā)展以及生產(chǎn)需求。通過不斷發(fā)展預(yù)制裝配制結(jié)構(gòu)形式可以使我國建筑行業(yè)擁有更強(qiáng)的集成水平，并且工業(yè)化技術(shù)的發(fā)展力度也會提升。在使用預(yù)制裝配式技術(shù)建造建筑時，由于大部分的建筑構(gòu)件可以根據(jù)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及精確化的前提下在工廠進(jìn)行預(yù)制加工，并在制作好之后通過運(yùn)輸?shù)姆绞竭_(dá)到施工作業(yè)現(xiàn)場，之后可以基于建筑設(shè)計(jì)規(guī)定來裝配以及就位。預(yù)制裝配式技術(shù)的使用使得傳統(tǒng)建筑施工方法技術(shù)水平低、施工分散以及施工效率低的困境得到了很大的環(huán)節(jié)，其已經(jīng)成為我國正在大力推廣實(shí)施的重要建筑施工方法。通過科學(xué)運(yùn)用預(yù)制裝配式技術(shù)并對結(jié)構(gòu)技術(shù)、構(gòu)件與各個材料展開科學(xué)整合，可以在提升建筑結(jié)構(gòu)性能以及施工質(zhì)量的前提下，促進(jìn)建筑行業(yè)更為迅速的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化水平。早在上世紀(jì)八十年代左右我國就已經(jīng)開始使用預(yù)制裝配式技術(shù)，當(dāng)時主要應(yīng)用的是預(yù)制裝配形式的框架結(jié)構(gòu)，但是由于由于技術(shù)水平的限制造成預(yù)制裝配式技術(shù)的優(yōu)勢得不到體現(xiàn)。并且雖然當(dāng)前初期預(yù)制產(chǎn)品已經(jīng)投入應(yīng)用到了我國一些地區(qū)，但由于很多建筑結(jié)構(gòu)體系只能夠通過現(xiàn)澆方式進(jìn)行處理，在預(yù)制裝配式技術(shù)方面的研究還相對落后，沒有有效的科研支持，造成預(yù)制裝配式技術(shù)得不到建筑設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可接受，這使得預(yù)制裝配式技術(shù)的推廣應(yīng)用受到了很大程度的阻礙。

建筑業(yè)作為我國重要的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，各種高新技術(shù)的不斷應(yīng)用使我國建筑行業(yè)得到了很大的發(fā)展、推動。預(yù)制裝配式建筑以及建筑工業(yè)化作為世界發(fā)展的趨勢以及潮流，同時也已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)實(shí)施改革、追求發(fā)展的重要一步，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆技術(shù)已經(jīng)不符合當(dāng)今建筑的施工需求，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展前進(jìn)，預(yù)制裝配式技術(shù)現(xiàn)在在我國已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，我國多個公司均已經(jīng)在開發(fā)使用預(yù)制裝配式技術(shù)。預(yù)制裝配式技術(shù)具有眾多優(yōu)勢，比如說應(yīng)用了更多的輕質(zhì)墻板材料，不僅節(jié)省了物力以及人力，同時也使建筑空間結(jié)構(gòu)具有靈活性以及自由性；施工速度快并可以保證施工質(zhì)量，可以使建筑企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益；不需要過多的施工材料以及施工人員，使施工現(xiàn)場的安全程度以及綠色環(huán)保性大大提升，再加上預(yù)制裝配式技術(shù)可以滿足建筑異形結(jié)構(gòu)需求?，F(xiàn)在我國正在大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化和綠色建筑，預(yù)制裝配式技術(shù)將的應(yīng)用范圍會不斷的擴(kuò)大，將會更多的應(yīng)用在追求個性化同時注重自身發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)中，也會使用在住宅建筑、高層建筑等普通建筑中。

3、預(yù)制裝配式建筑形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

雖然預(yù)制裝配式建筑形式已經(jīng)在我國得到了很大的應(yīng)用，但是在應(yīng)用力度上來看，只有鋼結(jié)構(gòu)體系以及混凝土結(jié)構(gòu)體系得到了大力的應(yīng)用。現(xiàn)在由于我國住宅建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度相對較大，以此為基礎(chǔ)探究論述預(yù)制裝配形式的剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

3.1 預(yù)制裝配式框架結(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)體系要更輕，同時在構(gòu)件的運(yùn)輸方面該結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)輸難度更小。另外框架結(jié)構(gòu)形式的預(yù)制裝配式體系屬于是重要的高層框架結(jié)構(gòu)，無論是國外還是國內(nèi)均已經(jīng)這種結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用在高層建筑項(xiàng)目中。在設(shè)計(jì)使用該類結(jié)構(gòu)體系時，預(yù)制疊合板以及預(yù)制疊合梁等框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要于工廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，并在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場之后需要通過現(xiàn)澆的方式處理節(jié)點(diǎn)以及梁端鍵槽，對于框架結(jié)構(gòu)中的柱構(gòu)件需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況以及需求來選擇預(yù)制方式或者是現(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)時該需要注意以下幾個方面：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相同的豎向平面之中同時還需保持對齊狀態(tài)，縱橫向框架柱需保持對齊；在對梁柱交接部分的框架節(jié)點(diǎn)展開設(shè)計(jì)時需考慮使用剛節(jié)點(diǎn)；在對預(yù)制梁柱接頭區(qū)域進(jìn)行焊接施工時一定要保證焊接質(zhì)量；在設(shè)計(jì)過程中需要注重處理連接構(gòu)造之中的各個預(yù)埋件。預(yù)埋件作為新型連接構(gòu)造必不可少的傳力構(gòu)件這一，在將預(yù)埋件應(yīng)用到連接構(gòu)造中的不同區(qū)域時其會起到承受軸力、彎矩或者是剪力的作用，所以在設(shè)計(jì)過程中需要根據(jù)各個最不利組合情況展開分別的計(jì)算。

3.2 預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(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)，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。在對該結(jié)構(gòu)形式展開設(shè)計(jì)時需要根據(jù)好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)。為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量除了需確保設(shè)計(jì)方案符合JGJ3-2010和GB50011-2010規(guī)定要求之外，還需要考慮到以下內(nèi)容：平面形狀需保持規(guī)則，同時兩個方向上的動力特性需盡可能的接近；在對結(jié)構(gòu)橫墻展開設(shè)計(jì)時，要求將預(yù)制承重墻板應(yīng)用到兩側(cè)端部山墻，在對預(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；在對結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力的各個構(gòu)件展開設(shè)計(jì)時，需要確保可以通過現(xiàn)澆方式將豎向的各個主承力鋼筋漿錨以及連接帶結(jié)合在一起，同時在展開抗震設(shè)計(jì)的過程中需要注重連接構(gòu)造的設(shè)計(jì)以保證其受力整體性以及連續(xù)性；為了確保預(yù)制構(gòu)件間可以可靠連接，在展開設(shè)計(jì)時需要同時保證傳力明確以及構(gòu)造可靠，并且若結(jié)構(gòu)存在抗震設(shè)防要求同時尚未達(dá)到該抗震要求時，應(yīng)當(dāng)確保預(yù)制構(gòu)件間所使用的連接鋼筋需超過該部位所應(yīng)用的不連續(xù)鋼筋結(jié)構(gòu)的直徑與其強(qiáng)度大??；在對預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件展開設(shè)計(jì)時可以進(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)場吊裝條件、房間的開間以及拼縫位置等。在對墻板高度進(jìn)行設(shè)計(jì)時需要根據(jù)一層或者是兩層樓的層高度進(jìn)行劃分，在對豎向接縫位置進(jìn)行布置時應(yīng)防止其應(yīng)用到暗柱上，同時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的構(gòu)建；在對預(yù)制構(gòu)件配筋展開設(shè)計(jì)時不僅需遵守相關(guān)規(guī)定要求，還需要對施工階段可能該預(yù)制構(gòu)件配筋可能會出現(xiàn)的變形情況與其受力情況進(jìn)行驗(yàn)算；在對建筑中的各個平面復(fù)雜樓層、頂層以及開大洞區(qū)域展開設(shè)計(jì)時均需要考慮選取現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。

4、結(jié)語

預(yù)制裝配式技術(shù)在我國應(yīng)用的歷史還相對較短，還需要很長一段時間的發(fā)展歷史，未來隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)制裝配式技術(shù)的的工廠預(yù)制件以及現(xiàn)場裝配的優(yōu)勢將會得到充分的體現(xiàn)，同時各種新技術(shù)方法和新材料的出現(xiàn)也會使預(yù)制裝配式技術(shù)功能更為完善，優(yōu)勢更多，可以充分的體現(xiàn)出建筑性能以及功能?，F(xiàn)在我國在預(yù)制裝配式技術(shù)方面已經(jīng)有一系列的優(yōu)惠政策，設(shè)計(jì)人員在對預(yù)制裝配式建筑展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時一定要密切關(guān)注結(jié)合國家在建筑產(chǎn)業(yè)方面的政策，不斷的改革創(chuàng)新，推動發(fā)展進(jìn)程。

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1007-6344（2016）08-0082-01