摘要：本文简要介绍了历史地震中预制建筑物的震害，介绍了国内外预制建筑节点的研究现状和总体抗震性能，并对预制结构中的吸能减震技术的发展进行了预测。
关键词：预制；装配式；消能；减震
1 预制装配式结构简述
预制结构的地震问题是人们非常关心的问题。在历史地震灾害中，预制结构均遭受不同程度的破坏[1]。1988年苏联地震的预制混凝土结构受到严重破坏。1999年8月17日在土耳其Adapazari地震（里氏7.4级）和同年11月12日Duzce地震（里氏7.2级）中，预制建筑物遭受了不同程度的破坏或破坏，建筑物组件的整体崩溃和部分损坏（列中心和节点的故障等）。据统计，1999年科贾埃利地震后，481座预制混凝土结构中有14座受到部分损坏，17座严重受损。调查还发现，在一个单一的预制结构中，大部分节点被螺栓连接的房屋都被损坏。1994年Nothridge等地震震害调查表明，预震后混凝土墙结构受地震影响较小，部分大空间预制混凝土框架结构受到严重破坏，主要是由于各种构件的连接和破坏，导致整体结构破坏。
同济大学的研究团队在2003年“Seismic Behavior of Precast Concrete Structures with Respect to Eurocode 8”预制混凝土地震研究项目中，进行了现浇混凝土接头，后浇混凝土接头，钢纤维混凝土后掺杂关节和抗震性能对比试验。试验表明，整个现浇连接节点和现浇点节点具有相同的抗震性能；钢纤维混凝土有利于减少接缝处箍筋的数量，但对提高接缝的强度，延性和能耗没有明显的影响；性能与现场浇注和浇注后节点之间存在明显差异，表现出非线性弹性特性，较大的弹性变形范围和较低的能耗。研究小组还研究了具有挠性接头的预制混凝土框架结构的动力特性以及地震作用下的动力响应规律，并采用端部旋转弹簧的梁单元模型。1995年，新西兰的Restrepo对6个后浇式整体预制混凝土框架节点进行了迭代加载研究，发现这些节点的抗震性能达到或超过了相应的现浇连接节点。1995年，澳大利亚Loo公司对梁柱接头进行了18次重复加载试验。试验表明，浇注后整体节点的强度，延展性和能耗均优于现浇连接节点。
2 装配式建筑的方案设计
建筑设计的过程很复杂，涉及问题的各个方面，但建筑的一般作用只有一个，就是稳定。因此建筑设计的过程中首先需要明确设计任务，目前信息建设，尤其是项目的信息建设为详细设计软件提供统一的设计模板也是可取的。该模板可以是配置文件，也可以是数据库，并定义项目中应用的某些组件属性的限制值。例如，所用入口门的宽度不能小于梁柱数量，不能小于承载能力等。设计室的负责人将从设计师的草图中挑出比较好的想法，并通过各种绘图软件进行详细的绘制。
3 装配式建筑的详细设计与并行化
设计效果图的目的是进行详细的设计。数字模型工程师可以使用BIM软件将建筑模型从详细渲染转换为三维建筑信息模型。该模型包含各种基本建筑组件以及组件的物理属性，如尺寸，材料和强度。在预制建筑的详细设计过程中，涉及到建筑，结构和设备三个专业。
3.1构件的详细设计、分析与制造流程
预制建筑模型的建立是建筑信息模型。它应该包括与组件，子组件和单个设备有关的所有数据。它将与3D模型的数据相关联，并且包含在统一的建筑信息模型中。在设计预制建筑物的过程中，存在的部件包括建筑部件的设计，部件的生产过程，部件的装配过程以及后期部件的维护。在对BIM软件系统进行仿真之后，结果一直得到满足。
3.2设计领域的改变――并行化
并行工程在制造业中已经成熟。然而，在建筑行业，对并行工程的参考依然很少。并行技术是绿色建筑和市场竞争的必然选择。建筑设计的并行化在建筑领域被提倡，也是缩短成本，缩短时间的唯一捷径。
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要实现并行工程，需要建立一个并行工程集成管理环境。主要方面包括以下内容：
1）建筑软件的信息化（包括建筑，结构和设备专业）。BIM软件的蓬勃发展为并行工程提供了一个统一的协同平台和数据管理平台。所有专业都可以方便地在数据层面充分表达他们的设计。
2）建筑的详细设计过程发生了变化。详细的设计过程变成了一个类似于敏捷开发的过程，其中迭代被逐一修改。一个项目由许多专业工程师在详细设计阶段参加。每个专业都会对模型进行更正。然而，对整体模型进行的每项修正可能并不总是正面的。当发生负面冲突时，相关专业人员需要反复讨论修订内容，并倾向于一起解决负面修订，以避免在施工过程中重新设计，产生设计冲突。
3）分布式管理，统一协调，持续跟踪。随着并行工程的进展，项目内部系统进一步加强，产生的问题也逐渐多样化。分布式管理有助于信息收集，统一协调和信息整理以及持续跟踪，以促进解决问题。随着BIM（建筑信息模型）技术的大力推广，并行工程必将被重用。
4 装配式建筑的全寿命周期中的BIM 与射频技术
预制建筑统一系统有利于BIM软件的管理。与此同时，预制建筑的大空间运动离不开BIM（建筑信息模型）技术和射频技术的强大支持。射频技术是来自虚拟三维计算机空间的BIM数据。实现出口的最短途径在于，它们是以组装为导向的建设到绿色生命周期建设的关键技术。
4.1 BIM技术
BIM技术是建设项目生命周期的核心管理技术，避免了在虚拟三维空间中产生阶段性信息孤岛。整个建筑生命周期的建筑设计和数据管理的多学科协作是BIM技术的优势。预制建筑物所需的管理系统以形式化的方式管理系统。BIM侧重于预制建筑物的生命周期数据，并继续管理与组件，子组件和单个设备相关的所有数据，同时提供通用的有限元分析软件界面，以便将数据轻松导入分析软件进行建模。计算也可以实现一些耦合软件来分析整个组件和组件。
4.2射频技术和物联网技术
射频技术可以随时随地记录组件的几何和物理信息。由于装配式建筑物在工厂生产并在项目现场进行组装，它们将涉及组件的生产，仓储，后勤，安装和验收。每个环节都需要能够随时识别组件的身份，从而避免产生分阶段的信息并减少手工信息输入错误的可能性，便于及时更新BIM模型信息。同时，射频技术有利于工程材料物联网的监测和管理，极大地方便了部件的动态运输。
4.3维护中的技术难点
在预制建筑的整个生命周期中，建筑物的维护和加固是一个不容忽视的问题。轻型装配式物流中心仓库已被实际项目所取代，但过多的预制建筑物尚未发挥这一优势。如何找到合理的“千斤顶”是更换预制建筑物如机器的关键。
结束语：
未来，预制装配技术的发展应充分发挥工厂预制件和现场装配的优势，将新材料和新工艺应用于建筑物，并使建筑和设备等专业密切配合 优化建筑性能和功能。随着低碳，节能，绿色，生态和可持续发展的理念深入人心，预制建筑将在中国具有广阔的发展前景。作为结构设计师，应该密切关注国家建筑业的政策，转变观念，积极推动新型装配结构体系的应用，促进中国建筑业的产业化发展。
参考文献：
[1]汪顺波. 预制装配式建筑施工技术研究与应用[J]. 建筑工程技术与设计，2016（34）.
[2]郭波. 关于预制装配式建筑施工技术的研究与应用分析[J]. 工程技术：文摘版：00260-00260.
[3]李世甫，席海江. 浅谈预制装配式建筑施工技术的研究与应用分析[J]. 工程技术：全文版，2016（10）：00042-00042.
论文作者:孟昊杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
标签：建筑论文; 节点论文; 组件论文; 模型论文; 建筑物论文; 技术论文; 混凝土论文; 《基层建设》2018年第13期论文;