預制裝配式建筑結構體系與設計研究

　　摘 要 預制裝配式工程結構主要包括預制和裝配兩部分，這一施工方式的提出，對建筑業改革發展有著促進作用。傳統建筑工程結構設計中，相對來講步驟分散、工作量大，難以保證結構完整性和可靠性，而裝配式結構的應用能有效解決上述問題，在提高工程進度和質量方面有著實際意義。對于建筑單位來講，應充分考慮裝配式建筑特點，并有方向性地優化施工手段，提高裝配式結構施工應用價值。

　　關鍵詞 預制裝配式;建筑結構;設計研究

　　《居業》(月刊)創刊于2008年，由中國建筑材料工業規劃研究院、山東省建筑材料工業協會主辦。建筑材料工業科技刊物。

　　1 預制裝配式結構體系應用重要性

　　預制裝配式結構是指將結構構件制作從施工現場轉移到車間來完成，裝配式結構體系中的構件全部在車間內加工，之后將各個構件運輸到施工場所進行安裝。這一施工工藝是對傳統方法的改進，有利于保障施工進度及質量，減少施工現場環境因素對工程結構穩定性的影響。根據預制裝配式結構種類的不同，可將其分成裝配式鋼結構和裝配式混凝土結構幾種，能滿足不同環節的結構施工要求，全面保障施工質量。例如，在裝配式鋼結構設計上，是指在車間將該結構體系需要的鋼筋構件加工完成，之后運輸到施工場地進行裝配操作[1]。

　　2 預制裝配式建筑結構體系分析

　　2.1 裝配式結構的分類

　　我國最初利用的裝配式建筑結構，主要是基于裝配式結構的大板住宅建筑，建筑結構體系構件包括大型圓板、圓孔板及槽形板等，但是由于技術落后，導致這類建筑體系存在抗震能力薄弱和承載能力差的缺陷，已不適應現代建筑結構施工要求。目前建筑工程中運用的預制裝配式結構種類進一步豐富，能針對不同功能的建筑物提供恰當的結構類型，其中城鎮建筑大多具有低層和多層的特點，可優先選擇輕鋼和木質材料結合的裝配式結構，以及輕鋼和混凝土組成的結構體系，能很好應用在建筑施工中。為了保證建筑業長遠發展，在施工中要加強環保意識，從裝配式結構科學選擇角度出發，緩解工程施工和環境破壞間的沖突，注重上述結構在建筑施工中的使用，以便實現建筑施工成本目標和質量目標。

　　2.2 裝配式混凝土結構分析

　　裝配式混凝土建筑結構，是指在工廠加工多個混凝土模塊，運輸至施工現場完成裝配，這一結構相較于現澆混凝土結構來講，在構件連接方面更加復雜，強調結構強度和剛度，能滿足建筑項目運行中對混凝土結構抗震性能及防滲性能的要求。在采用裝配式混凝土建筑結構施工方法時，要將施工重點放在構件連接上，需要不斷改進連接技術，實現最終的結構體系構建目的。實踐表明，當前一些高安全等級的建筑工程中，普遍選用裝配式混凝土結構的方式，根據建筑施工實情，不斷調整結構體系設計方案，能減輕施工強度，在統一標準下進行混凝土模塊加工，強化結構性能。另外，還有學者提出裝配式板柱結構體系，是指將建筑中運用的板柱由一整塊劃分成多個小塊，共同組成板柱體系，方便板柱的運輸和組裝。在安裝板柱體系時，需要借助斜撐確保結構體系可靠性，相對來講組裝工藝復雜，但是具有抗震能力好的優勢，能和混凝土結構緊密連接形成新的結構體系，這一應用優點使其在建筑工程中取得了廣泛應用。

　　2.3 結構體系劃分

　　從裝配式混凝土結構來說，可將其分成部分裝配和全裝配兩類，在此基礎上，針對構件連接節點進行細致劃分，具體分為剛性連接、鉸鏈連接、柔性連接和混合連接四種結構體系，確保各個結構類型，有助于裝配式結構的推廣和應用。其中混合連接結構在建筑工程中體現出明顯應用優勢，是綜合物理性能及施工經濟性等因素提出的結構體系，能保證混凝土建筑結構體系中各個構件的可靠連接。從裝配式結構在建筑項目中的實際應用看，國外建筑施工中主要將該結構運用在樓板和屋面梁項目上，而國內建筑業主要采用裝配式的混凝土建筑結構[2]。

　　3 預制裝配式建筑結構體系的設計

　　3.1 裝配式結構設計總方向

　　從建筑施工特點來看，裝配式結構將是未來建筑行業發展重點，需要不斷完善設計方法，以便加強設計效果。在結構體系設計方面，應主要考慮建筑工程節能要求和抗震要求的差異化，研發符合工程質量和性能要求的結構體系。另外，今后裝配式結構設計還應考慮預制質量及效率，確保這一施工工藝全面推廣，為工程建設提供技術支持。我國裝配式結構體系是逐步優化的，遵循從低級到高級和由簡單到復雜的發展思路，研發出適應不同規模和性能特點建筑項目的裝配式結構，在優化現有裝配式混凝土結構、板柱結構體系和框架結構體系的同時，發展新的裝配式結構設計手段。對于建筑單位來講，要明確裝配結構上存在的不足，不斷改進施工技術。同時為了保證構件加工質量，應將重點放在構件生產自動化和智能化的實現方面，將設計流程和加工標準信息導入加工系統中，能保障整個結構體系安全性。同時要創新構件連接手段，推動建筑工程結構施工不斷發展。

　　3.2 預制裝配式框架結構的設計

　　裝配式框架結構在工程建設中有著一定應用優勢，由于各個構件分開加工，具有方便運輸、使用簡單等優點，尤其在高層建筑施工中取得廣泛應用，需要提高裝配式建筑框架結構的設計水平，推動建筑行業改革進程。在構件組裝環節，要做好疊合梁、疊合板制作準備工作，發揮其在結構體系中的作用，加強結構體系可靠性。在采取裝配式建筑框架結構施工法時，全部構件在車間進行生產加工，之后在現場完成澆筑和連接操作。在結構體系良好設計上，應堅持施工質量的核心目標，主要注重以下結構設計問題：①結構體系應保持平整，在支撐構件設計上，需要保證這類構件具有強度、抗拉性能和承載力能力滿足結構運用要求，能發揮支撐作用。同時要保證支柱結構間的軸線是平行的。②做好結構體系中構件連接部位的處理，合理選擇焊接方法。

　　4 結束語

　　綜上所述，在建筑結構設計中，要圍繞結構穩定性和安全性的目標，有效設計結構體系，為整個建筑性能的實現奠定基礎。其中預制裝配式結構體系是目前建筑工程中較常用的結構設計方式，在優化工程結構設計上起到重要作用。裝配式結構標志著我國建筑技術的先進性，需要將該結構體系在建筑工程中的有效運用作為建筑領域研究重點。

　　參考文獻

　　[1] 趙輝.預制裝配式建筑結構體系與設計[J].科學技術創新，2019，(14)：131-132.

　　[2] 姜雨時.探討預制裝配式建筑結構體系與設計[J].黑龍江交通科技，2019，42(02)：189-191.