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预制装配式建筑结构体系与设计王懿

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第6期作者：王懿

[导读] 摘要：随着经济的发展和环境、质量要求的增加，现浇混凝土的施工质量稳定性和环保性能难以满足建筑物结构建设的需求，因此研究新型的预制装配式建筑受到了国内建筑行业的关注和政府部门的大力推广。

        天津海航建筑设计有限公司
        摘要：随着经济的发展和环境、质量要求的增加，现浇混凝土的施工质量稳定性和环保性能难以满足建筑物结构建设的需求，因此研究新型的预制装配式建筑受到了国内建筑行业的关注和政府部门的大力推广。但是，目前行业内外对于预制装配建筑结构的了解还远远不能满足技术推广的要求。因此，想要推广发展预制装配式结构建筑，必须对预制装配式建筑结构进行详细的研究和分析，增加业内人士对于预制装配式建筑结构的认可，提高设计人员的设计能力。
        关键词：预制装配式；建筑结构体系；设计；应用
        近几年来，城市发展速度加快，人口数量逐渐增多，对房屋建筑提出了更高的要求，而预制装配式作为一种新型的建筑形式，受到建筑行业的关注。预制装配式建筑又被人称为“拼装房”，这是一种经典的工业化生产方式。在生产中通常将建筑物的部分或全部部件在工厂预制完成，再将其运输到施工现场。预制装配式最早被欧美国家使用，被称为产业化住宅或工业化住宅，它具有突破性的创新意义，颠覆了传统建筑施工方式的理念。虽然这种方式是在施工前对部分零件进行加工，但是在施工现场仍需保留传统建筑的浇筑方法，而不是纯粹的依靠零件直接搭建而成，它在外观上与传统方式施工下的建筑物并无区别。我国目前在部分一线城市采用预制装配式来建筑高层楼房或者是别墅，世界各国也正在大力促进工业化进程的发展。
        1预制装配式建筑含义
        预制装配式建筑是一种新型的建筑模式，它所使用的主要构件都是在工厂内部来完成，然后使用一定的科学技术，在现场将这些构件进行连接和拼装。通常情况使用的预制装配式建筑有三种院一种是预制装配式混凝土结构。这种建筑结构通常被称为装配整体式钢筋混凝土结构，大部分的构件都是由混凝土构成。在制作的过程中，首先，在工厂中进行预制生产，再运送到现场进行拼装，最后再使用混凝土进行浇筑。其次，对钢结构中的钢柱和钢梁结构进行预制。最后，预制集装箱式的房屋。这种结构最基础的部分就是集装箱，与其他预制装配式建筑结构的工作方式存在很大的不同。这种结构的预制构件都是在工厂中进行流水线生产，然后到施工现场进行拼接，在拼接过程中，可以存在多种样式。然后对其进行内部装修。
        2预制装配式建筑结构的设计
        2.1预制装配式框架结构体系的设计
        由于预制装配式框架结构剪力墙重量比较轻，运输难度较小，常应用于比较大的预制结构。此外，预制装配式框架体系是高层建筑结构中的一种重要结构形式，无论在国外还是在国内，都已应用于高层建筑工程。这种结构的预制叠合梁和框架结构需要在工厂中预制。处理节点和梁端键槽一般在运输到施工现场后，在施工现场。在框架结构柱的装配过程中，当选择一个预制或现浇混凝土的方案时必须要结合项目的实际情况来进行选择。关于受力机理，在从结构的角度来分析，需要注意以下内容：①预制混凝土框架柱、柱混凝土与底板固定强度梁结构的强度，需要保持在C30以上；②结构面是必须要保证的，此外还需要梁柱中心线，纵向和横向框架柱对齐以保持对同一垂直面的状态的调整；③进行框架梁柱节点的设计时，在移交的部分以符合刚性连接的使用要求；④预制梁柱节点区焊接施工过程中，必须保证焊接质量；⑤在设计、生产过程中，需要注意连接各种结构的预埋件设计合理、加工准确。
        2.2预制装配式剪力墙结构体系的设计
        在预制装配式剪力墙结构体系中，主要涉及的受力构件包括板结构，剪力墙结构和梁结构。另外，它也可以全部由叠合板，预制墙板和叠合梁等预制混凝土构件构成。在对其进行设计时，必须要结合工程化的程度来对半预制或者全预制的剪力墙结构的选择。为了保证该结构的设计质量，需要确保平面形状的规则，并将两个方向的动力值保持一致。在设计结构横墙时，需要将预制承重墙板安装到两侧端部山墙。而在预制承重墙板和轻质填充墙板设计时，必须对内力计算结构和抗侧力构件的情况进行精准掌握。在结构竖向抗侧力构件设计中，必须保证使用现浇的方法，使竖向主承力钢筋锚与连接带相结合。在抗震设计时，必须考虑到连接构造的设计质量，以此来保证建筑受力的整体性和连续性。为了实现预制构件的可靠连接，设计过程中，需要保证传力和构造的设计可靠。如果结构的抗震性能没有达到要求，必须将连接钢筋直径和强度大小超过不连续钢筋结构，以此来保证建筑的抗震性。

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        3预制装配式建筑构件的优势
        (1)在施工建设方面，预制装配式技术中大部分使用轻质墙板，使得建筑施工更加快捷，简单，减少了人力和物力的投入，大大降低了建筑单位的施工成本，在施工成本的控制和管理中具有重要意义。(2)缩短了工程建设周期。预制装配式建筑的使用，在保证施工质量的同时，提高施工速度，将工程的整体周期缩短，在一定程度上减少了资金投入。同时，预制装配式建筑结构可以降低对环境和交通的影响，有利于环保理念的实施，具有很好的社会效益和经济效益。(3)预制装配式建筑结构施工过程中，使用的施工技术和对施工人员的素质和数量要求较低，可以很好的控制施工质量。另外，与传统建筑施工技术相比，预制装配式建筑需要的材料数量和种类也较少，符合绿色环保的要求，也提高了工程施工的安全性。
        4预制装配式结构在建筑领域的应用
        4.1外挂板固定施工
        外挂板固定施工是预制装配式结构在建筑领域应用的基础和前提。在外挂板固定施工的过程中施工人员在进行吊点设置时必须进行详细计算，从而能够更好的确定吊点的位置、数量与此同时确保吊点承载力满足要求。除此之外，在外挂板固定施工的过程中施工人员应当注重在安装就位时来根据定位线及时检查墙板定位，当存在一定程度的偏差时来根据定位线及时检查墙板定位，当存在一定程度的偏差时施工人员应当注重及时的进行复核并且细致的检查偏差产生的原因。另外，在外挂板固定施工的过程中施工人员应当注重用铝合金靠尺对墙面垂直度进行检查，在这一过程中如有高差必须调节顶托使高低差在允许范围以内，从而能够在此基础上促进预制装配式结构在建筑领域应用水平的有效提升。
        4.2确保挂板稳定性
        确保挂板稳定性是预制装配式结构在建筑领域应用的核心内容之一。在确保挂板稳定性的过程中施工人员应当注重确保外挂板与主体结构连接可靠、牢固。除此之外，在确保挂板稳定性的过程中为了能够增加外挂板稳定性，施工人员应当在外挂板侧面预埋套筒通过设置对拉螺来增强其稳定性。另外，在确保挂板稳定性的过程中预制板之间采用专用的连接件进行固定，而在这一过程中施工人员应当注重通过连接件将预制板临时固定，确保预制板接缝平整度、垂直度满足要求，从而能够在此基础上促进预制装配式结构在建筑领域应用可靠性的不断进步。
        4.3内隔墙板吊装施工
        内隔墙板吊装施工是预制装配民主结构在建筑领域应用的重中之重。在内隔墙板吊装施工的过程中由于内隔墙板全部为非承重墙，因此这意味着施工人员在吊装前应当注重弹好控制线。除此之外，在内隔墙板吊装施工的过程中墙板就位前操作人员不宜靠近，并且确保构件距离地面有一点的距离。另外，在内隔墙板吊装施工的过程中当隔墙板就位时施工人员应当注重用撬棍对构件位置进行校正，并且通过斜撑对构件垂直度进行调整，最终能够在此基础上促进了预制装配式结构在建筑领域应用精确性的日益进步。
        5对未来发展趋势的期望
        预制式装配机构体系在中国经历了较长时间的发展，从最开始的简单结构到如今已经可以初步实现较为复杂的性能需求。其中的内装部件也得到了一定的创新，更加适用于现代施工建筑。与以往的施工构件性能相比较，预制装配式构件在设计过程中对设计人员的专业技术有着更为严苛的要求。因此相关的设计人员应该对建筑知识有着系统性的掌握，能够全面的对力学知识进行应用，并且向着绿色节能的方向发展，在保证建筑施工质量的前提下，实现高效率的施工。设计人员应该怀有创新精神致力于研究中国预制装配式建筑施工，完善建筑施工的体系，逐渐满足我国的建筑施工需求。
        6结语
        总之，对预装配建筑的设计应该参照传统的设计理念，用长远的眼光来看待预制装配式建筑，拒绝出现因为部分结构的优化而忽略了结构整体的性能。我国在预制装配式结构的实际应用中，还处在起步阶段。关于相关建筑技术的创新可以有效的推进发展，在实现实用性的同时减少建筑企业的费用支出，逐渐优化各个方面的性能，为建筑领域的发展助力。
        参考文献：
        [1]姬丽苗,张德海,管梽瑜.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探[J].土木建筑工程信息技术,2013,(1):54-56.
        [2]井长源,李开明.预制装配式建筑设计实践及问题探讨[J].工程技术研究,2016,(6):35.
        [3]吴云.探讨预制装配式建筑结构体系与设计[J].住宅与房地产,2016(6).