李建沛
（河南質量工程職業學院，河南 平頂山 467000）
摘 要：隨著社會的發展，社會各界對預制裝配式建筑產生的極大的興趣，政府部門為此出臺了相關的政策，并且頒布了相關的設計標準和設計準則，但是目前業內很大一部分工程技術人員對于預制裝配式建筑結構的設計還缺乏了解，這些都阻礙了裝配式建筑的進一步發展。因此，在目前國內相關的研究的基礎上，結合現行的國家標準和規范，闡述了預制裝配式建筑結構體系，對相關結構的力學性能、抗震性能以及經濟效果都進行了分析了研究，同時，對預制裝配式建筑結構體系及其設計要點進行了分析和研究，為工程領域內預制裝配式建筑工程的設計提供了借鑒和指導。
關鍵詞：預制；裝配式建筑；結構體系；設計
隨著經濟的發展和環境、質量要求的增加，現澆混凝土的施工質量穩定性和環保性能難以滿足建筑物結構建設的需求，因此研究新型的預制裝配式建筑受到了國內建筑行業的關注和政府部門的大力推廣。國內外一些知名的院校和科研機構針對這一新興事物投入了大量的研究人員和研究經費，國內很多大型的施工企業也開始重視產品的預制和施工等一攬子工程項目的施工建設研究工作。
在經濟高速發展的今天，隨國社會經濟的快速發展，城鎮化建設和城市建設項目呈現爆發式增長。預制式的建筑結構，由于其施工速度快，效率高，質量好等特點，其結構、經濟、環保等方面的優勢逐漸體現出來。但是，目前行業內外對于預制裝配建筑結構的了解還遠遠不能滿足技術推廣的要求。因此，想要推廣發展預制裝配式結構建筑，必須對預制裝配式建筑結構進行詳細的研究和分析，增加業內人士對于預制裝配式建筑結構的認可，提高設計人員的設計能力。
本來應該在施工現場進行的工作轉移到了工廠中的建筑就是預制裝配式建筑，預制裝配式建筑是除了在現場進行可靠的構建連接外，其主要構件的加工均在工廠內制作完成，以保證施工質量和施工進度的新型建筑施工形式。預制裝配式鋼結構、預制裝配式混凝土結構以及預制集裝箱式房屋是預制建筑施工中非常常見的預制裝配式建筑。其中，預制裝配式混凝土結構以模塊為基本單元組成，在工廠預制好的流水線施工生產，然后運輸到施工現場，根據不同的建筑風格進行裝配施工。
與傳統的混凝土預制工藝技術相比，具有以下明顯的優點：①預制技術的大量使用在施工過程中的輕質墻板，節省人力和物力，并能保證空間和靈活的自由；②預制技術的施工速度快，保證了優勢的質量。這是縮短建設周期顯著，提高施工企業的經濟效益；③需要預制施工現場人員少，原材料也需要在種類和數量少，在很大程度上提高施工現場安全和環境保護的水平。
2.1 預制裝配式建筑結構的體系應用
根據結構體系的現狀，可以將預制裝配式建筑結構體系分為兩大類，即特殊結構體系和一般結構體系。其中一般結構體系應用最為廣泛，其結構基本與現澆結構相似，包括剪力墻結構、框架結構和混合體系。特殊結構體系是在一般結構體系的基礎上建立起來的，主要滿足不同建筑在功能和性能上的需要。目前特殊結構體系的結構和使用的類型相對較少，國內主要應用于住宅板樓和單一工業廠房；國外主要應用于預應力裝配框架系統、停車系統、預制預應力空心墻模板系統等。
在中國，預制建筑結構的使用可以追溯到上個世紀80年代。由于經濟的限制，結構卻沒有得到有效的發展。在21世紀經濟飛速發展的今天，在各種因素的刺激下，預制建筑結構迅速進入建筑施工的過程中。在國內，北京和上海在結構研究和應用方面處于領先地位。其中，上海城建公司是第一個大規模建設的住宅社區，在蒲江作為主要組成部分預制混凝土結構。
2.2 預制裝配式建筑結構抗震性能分析
根據裝配，可以將預制混凝土結構分為整體裝配和零件裝配兩類，裝配中剛度不只受結構剛度影響，而是受預制混凝土結構的剛度和結構剛度的共同影響。預制混凝土結構節點可分為三類：干連接鉸節點、濕連接剛性節點和柔性節點。其中干鉸鏈連接剛度低、旋轉一般、抗地震和風的性能較低；濕連接，其剛度接近于現澆混凝土梁柱接頭，其結構和性能和設計與現澆鋼筋混凝土框架結構類似，一般用于連接的頂級節點，包括在在邊緣的連接柱節點。因此，預制混凝土結構有多種節點，節點不同，結構的剛度也不同，其抗震性能也有一定差異。在建筑結構設計中，需要充分考慮實際需要的選擇。
3.1 預制裝配式框架結構體系的設計
由于預制裝配式框架結構剪力墻重量比較輕，運輸難度較小，常應用于比較大的預制結構。此外，預制裝配式框架體系是高層建筑結構中的一種重要結構形式，無論在國外還是在國內，都已應用于高層建筑工程。這種結構的預制疊合梁和框架結構需要在工廠中預制。處理節點和梁端鍵槽一般在運輸到施工現場后，在施工現場。在框架結構柱的裝配過程中，當選擇一個預制或現澆混凝土的方案時必須要結合項目的實際情況來進行選擇。
關于受力機理，在從結構的角度來分析，需要注意以下內容：①預制混凝土框架柱、柱混凝土與底板固定強度梁結構的強度，需要保持在C30以上；②結構面是必須要保證的，此外還需要梁柱中心線，縱向和橫向框架柱對齊以保持對同一垂直面的狀態的調整；③進行框架梁柱節點的設計時，在移交的部分以符合剛性連接的使用要求；④預制梁柱節點區焊接施工過程中，必須保證焊接質量；⑤在設計、生產過程中，需要注意連接各種結構的預埋件設計合理、加工準確。
3.2 預制裝配式剪力墻結構體系的設計
結構構件的主要組成部分為板結構、剪力墻結構和梁結構，此外，它還可以由預制的混凝土構件組成，如層合板、預制墻板和疊層梁等。在預制裝配式剪力墻結構設計中，須根據實際情況選擇是采用半預制還是采用全預制剪力墻結構。為了保證結構質量，設計過程中還需要考慮以下幾點：①在橫墻結構設計時，可根據情況，采用預制的承重墻板結構或輕墻面板兩端山墻以滿足預制承重墻體滿足側向力計算結果或結構部件的實際需要；②在對豎向抗側力設計時，對于不同部位的結構要保證主要豎向承重鋼筋注漿錨桿和連接通過各種現澆在一起；③規則需要和兩個方向的動態特性應盡可能接近且保持平面形式；④在E連接結構設計時，要確保機械完整性和連續性。
為了保證電力傳輸結構清晰以及預制件之間的可靠連接，同時滿足結構滿足抗震要求，因此在鋼結構中應選用連續高強度預制鋼；為了提升空間和關節位置，應在設計過程中考慮場地條件的設計。可根據需要在防止柱布局應用關節位置的垂直高度一層或兩層來設計墻的高度，同時盡量避免成分或不同類型的預制建筑設計過度；需要符合相關要求和預制施工鋼筋變形階段的應力校核，在每一棟樓在復平面上和現澆樓板頂應選擇結構的區域設計。
我國的經濟建設起步較晚，近年來城鄉建設集中進行，呈現爆發式發展，但是建筑行業的水平還有待提高，不能滿足目前的建設要求。預制裝配式建筑有了一定的發展，但是還沒有形成規模化生產和行業的普遍推廣，產業鏈有待進一步完善，這些都需要各個部門的努力和配合。學習和掌握預制建筑設計技術及其當前點的同時，預制建筑設計要與時俱進，順應時代潮流，不斷創新和突破，才能真正在中國整個建筑業的發展起到積極的推動作用。
參考文獻：
[1]郭兆軍,胡克旭,郭朋.裝配式板柱結構住宅建筑合理高度和跨度分析仁[J].結構工程師,2013,24(5)：18-20
[2]姬麗苗,張德海,管梽瑜.基于BlM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法初探[J].土木建筑工程信息技術,2013,(1)：54-56.
[3]井長源,李開明.預制裝配式建筑設計實踐及問題探討[J].工程技術研究,2016,(6)：35.
中圖分類號：TU3
文獻標志碼：A
文章編號：2096-2789（2017）08-0199-02
作者簡介：李建沛（1983-），女，講師，研究方向：工程管理。
