預制裝配式建筑的結構體系與設計

朱飛強 劉詩丹

1 武漢市江夏區城鎮管網建設辦公室（430020） 2 武漢市江夏區城建市政公用設計院（430200）

預制裝配式建筑作為一種新型的建筑形式，它具有傳統建筑形式無可比擬的優點，因此在當前的建筑行業中應用較為廣泛，為了進一步推廣預制裝配式建筑，一定要重視預制裝配式建筑結構體系的優化設計，在進行裝配式建筑的設計時，要充分發揮其優勢， 在保證設計質量的前提下降低成本，優化設計方案，使設計方案更為科學、合理。

1 預制裝配式建筑簡介

預制裝配式建筑指的是建筑構件都是在工廠預先加工而成，運輸至現場直接進行安裝形成建筑物，是一種新的建筑形式，根據預制構件的形式和施工方法的不同可以將預制裝配式建筑分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等5 種類型。當前常用的預制裝配式建筑主要有預制裝配式混凝土建筑及預制裝配式鋼結構建筑，這兩種建筑結構都采用了較為常規的建筑材料，建筑構件都是在工廠預制而成，在施工現場進行安裝，形成一個整體建筑。 預制裝配式建筑一方面節約了大量的人力物力，便于施工質量的管理；另一方面工廠規范的管理模式使得構件的加工更為可靠，提升了建筑施工的安全性。

2 預制裝配式建筑的優點

2.1 施工周期短

裝配式建筑的大部分構件都是預先在加工廠內預制而成，在進行建筑地基與基礎施工時，就可以提前進行上層構件的預制，這樣可以顯著節約施工時間；裝配式建筑多為安裝施工，比傳統的鋼筋混凝土施工速度快，大大節約施工時間。

2.2 對周圍環境影響小

預制裝配式建筑的施工多以安裝工藝為主，施工過程噪聲小，也不會造成揚塵污染，對周圍環境的影響較小，符合綠色施工的要求。

2.3 建筑形式綠色環保

預制裝配式建筑與傳統建筑形式相比，既能節材，又能節能減排，同時預制裝配式鋼結構建筑的構件還能回收再利用，符合當前可持續發展的建筑施工理念，有利于促進我國建筑行業走上可持續發展之路。

3 預制裝配式建筑的結構體系與設計

為了進一步推廣預制裝配式建筑在建筑行業中的應用，一定要合理設計建筑結構體系，保證預制裝配式建筑的設計質量。 在進行結構設計時，要滿足構件的受力要求， 并選擇合理的連接方式；細部的構造和設計要符合裝配式建筑的設計要求，參數的選擇要正確，做好預制裝配式建筑的設計才能更好的促進這種新型建筑形式的發展。

3.1 裝配式建筑框架體系結構設計的要點及難點

該結構體系是現在應用較多的預制裝配式結構形式，這是由于不同于預制裝配形式的剪力墻結構，該結構體系比較輕，運輸難度小。 在設計使用該類結構體系時，預制疊合板及預制疊合梁等框架結構構件需要在工廠內進行生產，運輸到現場之后，還需要通過現澆的方式處理節點及梁端鍵槽，對框架結構中的柱構件，必須充分結合項目的實際情況及需求來選擇預制方式或現澆方法。 在進行結構設計時：柱混凝土、預制框架柱底及基礎梁結構的強度等級需要維持在C30 以上； 結構平面需保持規則，梁柱中心線不僅需要處于一個相同的豎向平面之中，同時縱橫向框架柱需保持對齊；設計梁柱交接部分的框架節點時需考慮使用剛節點；在對預制梁柱接頭區域進行焊接施工時一定要保證焊接質量；在設計過程中需要重點處理連接構造中的各個預埋件。

3.2 裝配式建筑剪力墻體系結構設計的要點及難點

在進行預制裝配式剪力墻建筑結構體系設計時，要重點分析建筑的受力情況，建筑的上部荷載通過疊合板傳遞至剪力墻，然后剪力墻逐層往下傳遞，最終傳遞至基礎筏板。 所以在進行受力計算時，首先要確定所有的剪力墻構件是否都要進行預制現場裝配，然后根據確定好的構件數量及布置情況進行力學計算，看是否能夠滿足荷載的要求。 還要進行適當的放大考慮，在其極限荷載的情況下考慮預制及安裝過程中的質量問題，這樣才能有效保證結構受力要求；豎向的荷載設計完成后要計算結構的橫向抗側力，盡量選用動力特性相同的構件形式作為橫向構件， 這樣可以保證建筑的橫向剛度；在裝配式建筑設計中需要重點注意的是結構的受力節點不能選在結構薄弱的位置，如預制剪力墻構件的根部應進行加寬設計，避免豎向拼接的位置正好出現在結構的強受力區，這樣對結構的連接質量要求過高，很難保證構件連接滿足受力要求。

4 結語

綜上所述，為了滿足發展的要求，一種新型的建筑形式——預制裝配式建筑被廣泛應用，預制裝配式建筑具有施工周期短、綠色環保、對環境影響小等優點，為了使該建筑結構體系的優點能充分發揮出來，在結構設計時一定要進行優化，針對不同的結構形式采用不同的設計方法，確保設計質量，促進預制裝配式建筑在我國的應用，推動我國建筑行業的發展。