关键词：预制装配式建筑；结构体系；设计要点
1 引言
设计者在设计工业化建筑时，会从结构安全性、建筑美观性及使用功能方面考虑工业化建筑的构件设计，但不会或很少考虑构件在施工方面的需求。施工深化设计就是为了便于施工，满足预制构件在生产、吊装、安装等方面需求所做的一项辅助设计工作。深化设计的目的是为了实现设计者的最终意图，让设计方案具有更好的可实施性。
2 装配式建筑简介
装配式建筑是指在工厂中预制生产所需的结构维护构件、建筑部件、设备体系等，运输到施工现场后进行拼接安装的建筑方式。在质量控制、节能环保、施工工期及管理等方面都具有较大优势。该类建筑形式在建造过程中涉及到的关键步骤包括设计、构件制作、节点处理和现场施工等。随着建筑工业化技术的发展，特别是最近几年BIM技术的应用和推广，促使装配式建筑愈发趋向标准化、模块化和通用化，建筑技术从粗放型向精细化转型，逐渐实现建筑产业化的目标。按照所采用的结构材料分，装配式建筑可分为木结构、钢结构和预制装配式混凝土结构体系。随着社会和建筑科技的发展，在原有结构的基础上不断涌现出新的建筑材料和建筑形式，实现了性能和功能的改进和突破。
3 预制装配式建筑构件的主要优点
在预制装配式建筑的实际施工中受诸多因素的影响，如建筑施工的技术水平和管理水平、施工地的运输条件和生产工艺、建设的周期等。同时预制装配式建筑施工是一项复杂系统的工程，其实际施工过程中需要施工单位、生产部门、设计单位、建设管理部门等所有相关的建筑工程单位通力协作与全力配合。预制装配式建筑结构将建筑施工的综合质量提升到一个新的台阶，与常规施工技术相比，其优势主要表现在以下几个层面：(1)与以往施工建设相比，预制装配式技术中轻质墙板的比例更大，使得施工过程更加简单，快捷，节约了大量人力与物力，对于控制施工成本具有重要作用，同时使建筑施工更具有灵活性；(2)在保证施工质量的基础上，提升了建筑施工的速度，有效缩短工程周期。将施工中对环境、交通等方面的影响性降至最低，对于提升建筑企业的综合经济效益更具有关键性作用；(3)在预制装配式建筑结构的施工中，对施工人员的数量及技术要求较低，有助于对施工质量进行有效控制。同时与以往施工技术相比，预制装配式建筑结构的原材料在种类以及数量上均较低，保障了现场施工中的安全性，更符合绿色发展理念。
4 预制装配式建筑结构设计核心关键
4.1 预制装配式剪力墙结构的研究
剪力墙结构是目前住宅建筑的主要结构形式，装配整体式混凝土剪力墙结构虽然按等同现浇混凝土结构进行设计，但其实际抗震性能要稍微弱于现浇钢筋混凝土剪力墙结构。因此可采用双连梁和多连梁结构体系，提高预制装配式剪力墙结构的抗震性能和延性。现浇装配式剪力墙结构关键技术包括：①结构体系研究；②预制剪力墙节点接缝连接设计技术研究；③装配式混凝土剪力墙结构体系的抗震性能研究；④多层预制装配式大板结构体系研究。其中预制装配式混凝土结构的连接设计研究最为关键。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.2 预制装配式混凝土连接设计研究
预制装配式混凝土结构依靠节点及拼缝将预制构件连接成为整体，连接节点的选型和设计应注重结构概念，通过连接节点和构造，保证构件的连续性和结构的整体稳定性。预制装配式混凝土结构中，节点及接缝处的钢筋连接宜采用套筒浆锚连接、机械连接及焊接连接，也可采用搭接浆锚连接，连接节点处应采取可靠的防腐蚀措施，以保证其对耐久性满足工程设计使用年限要求。
4.3 预制装配式框架结构的研究
预制装配式框架结构是指框架梁采用预制叠合梁，框架柱全部采用预制柱，楼板采用预制叠合楼板的结构体系。为方便生产、运输及吊装，梁、板、柱截面宜采用矩形截面预制构件。预制装配式框架具有和现浇混凝土结构等同的受力性能，除结构的适用高度偏低外，结构的抗震等级和设计方法与现浇结构基本相同。结合预制外柱墙板的应用，可以实现主要构件接近 100% 的预制化率，从而尽量减少施工现场的湿作业。
4.4 专业协同设计要点
预制建筑的规模、布局和建设应符合抗震设计的要求和原则。为了满足工业生产的要求，预制构件的设计原则应包括以下几个原则：组合多，施工方便，连接简化，规格减少。建筑物立柱的垂直构件，连接孔的墙面应上下直，从上到下排列在一排角窗上不能使用。预制施工时应考虑实际空间、公共区域和竖向威尔斯的尺寸，威尔斯位置尽可能垂直，便于维护，水平管线设置应相对集中，减少交叉、横向布置。设置控制阀等控制元件的公共区域的加热管井，室内加热管应独立设置循环。居室的分体式空调设备的使用，客厅预留的安装位置，设置预埋件，并确定空调设备及风管的位置和方向，排气管应在住宅厨房和卫生间的大小和位置的确定来确定配电箱的位置，电气设备，如果家庭是位于暗转在墙的两侧不应设置连接，预制设计应考虑电话线接口、网络接口、插座、灯具的安装位置，电器开关，插座，接线盒，在预制墙体连接线应预留预埋。
5 预制装配式建筑结构发展分析
作为建筑工业化建设的主要内容，在实际设计过程中需要充分考虑不同区域抗震烈度的不同，以及建筑节能上的需求、结构特点开发适用性更强的预制装配式结构。在不断提升预制率的同时，保障工程的整体质量，持续提升专业化水平。紧紧围绕由简单到复杂，由低级到高级的方式，逐步推动预制叠合构件以及非受力构件的发展。充分发挥预制装配式建筑结构的各方面特点，实现对当前施工技术的全面提升，彻底改变以往长周期、大劳动力的建设方式。在不断完善设计理念的过程中，实现预制构件的自动化生产。需要注意的是，与常规建筑构件设计相比，预制装配式建筑结构的设计要求更高，为此必要要求设计师熟练的掌握各个建筑结构的特点以及力学知识，并持续关注建筑行业的发展动向，使得预制装配式构件更加具有安全性、稳定性，贴合社会发展的实际需求。
6 结束语
预制装配式结构的发展迎来了良好的机遇：国家政策支持，符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求；采用预制装配式结构可缩短总工期，加快资金周转速度，提高资金使用效率，提高建筑性能和工程质量，提高建筑的科技含量，大幅减少现场施工中的模板、钢筋、混凝土工程量和劳动力用量，减少建筑垃圾，降低噪声污染，节约用水，改善劳动条件，降低了劳动强度。
参考文献：
[1] 刘红梁,高洁,吴志平,曲兆隆.预制装配式建筑结构体系与设计[J].上海应用技术学院学报(自然科学版),2015,04:357-361.
[2] 宋竹.预制装配式建筑的设计要点分析[J].住宅与房地产,2016,06:68.
[3] 范桂清.预制装配式建筑设计实践及相关问题的探讨[J].低碳世界,2016,20:136-139.
[4] 赵中宇,郑姣.预制装配式建筑设计要点解析[J].住宅产业,2015,09:10-16.
[5] 骆雅琳.浅议预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点[J].建设科技,2014,19:102-103.
论文作者:曹绍江1,曹绍辽2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月下
论文发表时间:2017/7/13
标签：建筑论文; 结构论文; 构件论文; 建筑结构论文; 体系论文; 混凝土结构论文; 节点论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月下论文;