摘要：装配整体式混凝土结构有着近似于现浇混凝土结构的整体性，其施工图的计算分析与设计过程均与现浇结构有着相当大的雷同，很容易认为装配整体式设计就是改进的现浇式设计。然而，作为工业化产品的装配整体式结构在本质上与现浇式有着区别。本文介绍了装配整体式在设计过程和设计产品本身两方面体现出的有别于现浇结构的系统化特征，指出了装配式节点强于构件的接缝验算特点以及节点设计标准化的重要性，强调了预制构件在制作、运输、安装工况下的验算是不可或缺的。
关键词：装配整体式 系统 节点 运输 安装
前 言：装配式混凝土建筑正在我国大力推广，国家出版了指导性的行业标准和配套图集，一些地区也有相应的地方标准。目前的国家行业标准是《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）。规程主要针对装配整体式混凝土结构。所谓装配整体式混凝土结构是一种由预制混凝土构件、后浇混凝土、水泥基灌浆料组成并结合形成整体的结构体系。
与全装配式混凝土结构不同，装配整体式结构在设计内容、方法上与传统的现浇结构差别不大，构件的连接节点设计较少，比较容易被有经验的设计师接受。有一种比较普遍的认知，认为装配整体式结构与现浇结构在设计中的主要差别在于装配式多了预制构件的布置工序和预制构件连接节点体系的设计。
比较于全装配式，装配整体式结构因为在施工现场存在有比较多的现浇混凝土工作量，工业化程度更低一些，更加费工时。然而，正是这些后浇混凝土能与预制构件紧密结合，形成的整体性较强的叠合受力构件，使得装配整体式结构体系在整体性、抗震性方面与现浇混凝土结构近似，在计算、施工图绘制中也就可以延续大部分的传统现浇混凝土结构设计方法。
但是，装配整体式结构毕竟有别于现浇结构。首先，从整体的角度，现浇混凝土建筑是一种手工业产品，而装配式建筑是一种工业化产品。系统化是工业化产品的一个重要特征，所以系统化贯穿于整个装配式建筑设计的始终。再者，作为一种装配式结构，其连接的设计因为关系到结构体系是否能达到整体性和安全性要求以及关系到产品体系的标准化，受到不同于现浇结构的特别重视。另外，进行制作、安装、运输中等工况下的预制构件验算也是装配式结构设计中所特有的环节。
装配式建筑设计的系统化主要反应在设计产品的生产过程和产品自身的系统化两个方面。
装配式设计过程是不断将主体结构系统、建筑设备管线系统、建筑围护系统、建筑装修系统等不同的系统协调在一起的过程，而协同是一直贯穿其中的重要协调手段。在设计团队内部，对建筑、结构、机电设备、装饰装修各专业的协同要求远高于传统设计方式。从建筑功能、美学的实现，到结构构件、设备管线是否矛盾，都涉及到协同。在装配式建筑的施工现场已经不再像过去那样有调整余地，在以往设计中可以容忍的小瑕疵在装配式设计中有可能影响到全局。
设计公司需要有系列化的产品组成的产品系统。系统化的产品反应设计公司的实力。这个产品系统应该是模块、模数化的。设计师将沉淀的经验浓缩在这些系列产品的模块、模数中。
模块化的产品以系列尺寸标准化的建筑功能模块为特征。这些建筑功能模块经过建筑师的反复推敲和优化，可以实现功能上的多样性，是高效的功能模块。建筑的多样化是通过模块的不同组合来呈现的。
模数是工业化生产的基础，也是装配式建筑设计的基础，能达到构件尺寸系列化和通用化的目标，使得优化构件更加容易，并能协调建筑要素之间的相互关系。如果将节点模数化，就能在保证节点多样性的前提下，采用尽量少的模具。如果将结构的钢筋模数、施工运输用预埋件模数与设备管线安装模数实行模数错位，就能在构件设计中轻松避免这些预制元素的相互干扰问题。
同时，预制构件的制作、运输，设备的安装等也是装配式产品设计过程系统的重要环节。产品需要充分考虑施工、安装的可行性和便利性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆事实上，便于施工的设计产品一般都会取得良好的经济效益。
装配式整体式结构设计从开始就与传统的现浇结构设计不同。结构专业作为整个系统的一部分，应该从初始的装配式建筑方案阶段就充分参与。过去在方案阶段，结构往往只需要提供大致的结构体系上的意见就足够，在装配式设计中，结构对体系的支持需要细化到建筑功能模块的选用以及组合。
装配整体式结构采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析，是基于有效的连接。通过安全可靠的钢筋连接、预制构件连接、预制与现浇混凝土之间的连接，能够将由零散部件组装的结构体系结合成一个整体，使之有着近似现浇结构的整体性和抗震性。
装配整体式结构中的连接接缝主要指预制构件之间的接缝及预制构件与现浇及后浇混凝土之间的结合面，包括梁端接缝、柱顶底接缝、剪力墙的竖向接缝和水平接缝等。
在进行连接的节点设计时，通常会保证穿过接缝的钢筋不少于构件内钢筋并且满足受拉锚固要求，并且采用高于构件强度等级的后浇混凝土、灌浆料或坐浆材料，所以构造接缝的正截面受压、受拉及受弯承载力一般不低于构件，可不必进行承载力验算。这是装配整体式结构设计与现浇结构近似的地方。
连接设计要求在预制构件与后浇混凝土、灌浆料、坐浆材料结合面设置的粗糙面、键槽。这些抗剪构造措施能保证剪力墙的竖向接缝、叠合板的结合面等位置的受剪承载力不需要验算，但叠合梁端竖向接缝、预制柱底水平接缝、剪力墙水平接缝这三种接缝仍需进行不同于现浇结构的验算。
为了保证这三种接缝在重要部位的连接足够强，强于连接的预制构件强度，在梁、柱端部箍筋加密区及剪力墙底部加强部位需要保证的受剪承载力高于的斜截面受剪承载力，也就是 （ 为构件斜截面受剪承载力， 为接缝受剪承载力）。
从JGJ1-2014中关于这三种缝的受剪承载力设计值公式可以看出，穿过结合面所有钢筋的面积是决定计算值大小的关键因素。而对于构件来说，斜截面受剪承载力大小与箍筋关系密切。这时在装配式结构的设计中，纵筋与箍筋的匹配问题就需要特别关注，如果仍旧按现浇结构的设计习惯，根据计算结果配足钢筋即可，没有注意到比如柱的纵筋相比于箍筋过小的问题，那么很容易造成柱的斜截面承载力高于柱底接缝的受剪承载力。
对于装配整体式结构，节点设计的标准化在节省建造成本、提高设计效率方面的作用不言而喻。灵活使用模数来设计节点可以在保证结构、建筑等功能的前提下，尽量减少构件、模具的种类。成功的标准化节点设计不仅可以指导预制构件设计的顺利进行，还能在避免安装现场钢筋碰撞的问题上防患于未然。
在现浇结构的设计中极少有预制构件的制作、运输、安装阶段的验算，在装配整体式结构的设计中，易被习惯了现浇结构设计师所遗漏，但这些验算却是必须的。作为装配式结构，任何一种预制构件如果因为欠缺这方面的考虑而出现问题，都可能导致整体结构拼装不顺。比如某大型构件的重量没有验算，导致构件重量超标，现场的起重机械无法吊装，这样的问题解决起来就非常棘手。
表面上看，装配整体式混凝土结构与现浇混凝土结构在设计方面有着很大的相似性，然则无论从产品本身还是产品的设计过程来看，装配整体式都已经是有别于现浇式的，具有工业化、系统化特征。要保证装配整体式产品的质量和效率，需要有系列化、模块化的产品系统支持，从方案确立到现场的安装整个过程都应纳入到设计系统的考虑中；模数和协同是做好装配式产品的两个重要手段。
更重要的是要改变设计习惯，虽然是做结构设计，但要从整体的系统角度出发考虑问题，以标准化的方式进行设计。
参考文献：
[1]《装配式混凝土结构技术规程》 （JGJ1-2014）
[2]樊则森. 运用"系统工程"思维发展装配式建筑 《建筑》 2017（10）
论文作者:敖鸿斐
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/9
标签：结构论文; 现浇论文; 预制构件论文; 构件论文; 承载力论文; 整体式论文; 产品论文; 《基层建设》2018年第20期论文;