裝配式結構在工民建建筑設計中的應用

彭芳芳

深圳市筑道建筑工程設計有限公司 廣東深圳 518000

為滿足社會對建筑越來越高的要求，預制裝配式建筑結構體系應運而生，并因其高效、高質量而備受建筑行業青睞。尤其在高層、小型別墅建造中，對該模式的運用較廣泛，也取得了一系列成果。但經過實踐發現，目前行業內對該模式的了解仍難以滿足技術推廣的要求，仍需對其進行詳細研究，使其不斷得到完善。

1 裝配式建筑構件設計的必要性

（1）中國的能源消耗量遠高于許多發達國家。目前，其在建筑改造和減排領域的應用顯示出一定的節能減排效果，而建筑節能發展緩慢，混凝土結構大量使用，造成一定的資源浪費，施工過程中也會產生一定的污染，資源利用率高。相比之下，裝配式建筑施工新技術的產業化和模塊化可以更好地保護環境。建筑能耗和低能耗可以改變高能耗的問題。在我國建筑中，住宅建筑采用混凝土裝配式預制外墻板，外墻無須現場澆筑，適用的層壓陽臺還有效地解決了木材、鋼材的麥谷蛋白和凝固劑問題，可節約40%的木材。

（2）節能環保混凝土預制施工技術使用建筑垃圾少，材料工人少生產，垃圾處理成本低，有利于建筑控制施工成本。工廠有一種新的成品結構，建筑材料利用率高，車間環境良好更穩定，并促進預制構件的質量控制。預制構件現場生產，工作量小，噪聲強度低，施工進度快。施工對周圍居民的正常生產生活影響不大，而施工過程中產生的水和有害物質的揚塵和垃圾也能有效緩解施工對環境造成的影響[1]。

2 預制構件設計

2.1 預制裝配式框架結構體系設計

由于非承重部分采用輕質材料，預制裝配的框架結構整體均比剪力墻更輕，對運輸的難度也較小，其應用范圍也較剪力墻結構更廣。一般來說，裝配式框架結構以預制柱、疊合梁、疊合樓板、現澆節點構成，需要將工廠內制造完成的預制疊合梁和預制疊合板等構件運至施工現場后，再行現場組裝，柱縱筋連接采用灌漿套筒連接，并處理梁柱節點和梁端鍵槽。框架結構中梁柱節點的選擇應建立在施工實際需求上，根據不同需求而選取不同的連接方式。在框架結構體系設計中應注意：

（1）在具體的框架結構布置上，須盡力遵循平整、規則的要點。在設計梁柱中心線的過程中應做到豎向上下對齊，且在縱向上也要以對齊為主，和現澆結構一樣避免偏心過大。

（2）對具體構件比如疊合梁拼縫、預制柱拼縫抗剪進行設計，并注明其構造要求。

（3）對連接構造中的預埋件進行設計，設計中應對預埋件的承受軸力和剪力的能力做出詳細計算，保證其牢固穩定。并對預埋件和鋼筋的綁扎或焊接，提出具體要求[2]。

2.2 制定有效地構件設計標準

在裝配式建筑構件設計中，形成有效地標準設計體系可以不斷提高設計質量。這種建筑基于裝配式建筑的特點要求，比普通住宅更重要的是規范化的設計體系，讓我們更加嚴格。裝配式建筑的需求日益增長。不僅注重內部功能，而且對外部設計提出了更高的要求。傳統的有序規范的建筑結構正逐漸被這種趨勢所淘汰。有意識地在建筑中添加不同種類的預制構件，使整個建筑看起來更加豐富多彩。層次化的外觀形象可以得到更多消費者的青睞。例如，對于走廊式或廳式組合，需要根據實際匹配調整空間構件模塊。同時，根據建筑空間利用率和區域的不同特點，對原有的設計布局構件也要求進行修改和調整。

2.3 設計注意事項

在設計過程中統籌各專業的設計特點，做到既滿足裝配式建筑的設計要求又便于施工。裝配式建筑最常用的是疊合樓板，疊合樓板要求樓板平整盡量不要出現降板區域，這就需要建筑專業協調給排水專業，合理布置潔具及地漏位置，調整地面排水方向，保證在不降板的前提下使衛生間的地面低于其他房間。為減少預制墻板生產廠家的預留環節及施工難度，設備專業的立管盡量走在現澆段內。我們的解決方案是建筑專業在單元大樣圖中把現澆墻和預制墻區分出來。實踐證明，雖然增加了建筑專業的繪圖量，但是為后續各專業提供了方便，最終提高了出圖效率[3]。

2.4 預制裝配式剪力墻結構體系設計

該體系主要包括板、剪力墻和梁三種結構，其他還有層合板、預制墻板、疊層梁等用混凝土組成的預制構件。在實際應用中，應結合實際需要來決定剪力墻是全預制還是半預制。同時應注意結構縱墻、橫墻及連接等方面的合理設計。結構縱墻需貼合施工的實際需求，在橫墻設計中，應在兩側端部山墻上設置承重墻板，并結合內力計算結果及抗側力需求來預先布置承重或輕質填充墻板。在結構豎向抗側力設計的過程中，應保證現澆方式能夠將豎向主承力鋼筋漿錨與連接帶組合在一起，并做好抗震設計與連接設計。構件設計上主要以預制墻板、后澆邊緣構件、后澆連接段、疊合樓板等設計為主。連接設計時，應將受力因素對剪力墻結構體系的影響考慮在內，做到合理的連接設計，并保證兩個方向的動態特性都能接近平面形式，確保機械的完整和連續性。墻板水平拼縫豎向鋼筋一般采用灌漿套筒連接、漿錨搭接連接等方式。所以一般預制墻板水平拼縫的抗剪設計是重點。

3 結語

裝配式建筑是近年來興起的一種新型建筑，是未來建筑發展的重要方向。在我國當前的社會發展中，裝配式建筑在我國有著非常廣闊的發展前景和市場。它能緩解經濟發展中的環境污染和住房短缺問題，將成為建筑業的一個突出問題。優化建筑預制構件的生產工藝，有利于降低裝配式建筑的生產成本，實現建筑預制構件的批量生產。