摘要：装配式建筑具有工业化水平高、便于冬期施工、减小施工现场湿作业量、减少材料消耗、减少工地扬尘和建筑垃圾等优点，它有利于实现提高建筑质量、提高生产效率、降低成本、实现节能减排和保护环境的目的。装配式建筑在许多国家和地区，如欧洲、新加坡，以及美国、日本、新西兰等处于高烈度地震区的国家都得到了广泛的应用。在我国，近年来，由于节能减排要求的提高，以及劳动力价格大幅度上涨等因素，预制混凝土构件的应用开始摆脱低谷，呈现迅速上升的趋势。基于此，本文主要对装配整体式混凝土结构设计进行分析。
关键词：装配整体式混凝土结构；结构设计；预制混凝土构件
一、前言
装配式混凝土结构是由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。在建筑工程中，简称装配式建筑；在结构工程中，简称装配式结构。装配式结构的设计，应注重概念设计和结构分析模型的建立，以及预制构件的连接设计。预制构件的连接包括钢筋套筒灌浆连接和钢筋浆锚搭接连接等。预制构件包括预制梁、预制柱、预制剪力墙、叠合板、预制阳台板、预制空调板、预制女儿墙、预制楼梯和预制混凝土夹心保温外墙板等。
二、装配整体式混凝土结构设计的要点
1、预制率、装配率的统计。其中北京市的规定如下：
（1）预制率
单体建筑±0.000标高以上，结构构件采用预制混凝土构件的混凝土用量占全部混凝土用量的体积比，按公式一计算：
预制率= V1/（V1+V2）×100%（公式一）
式中：V1── 建筑±0.000标高以上，结构构件采用预制混凝土构件的混凝土体积；计入V1计算的预制混凝土构件类型包括：剪力墙、柱、支撑、梁、桁架、屋架、楼板、楼梯、阳台板、空调板、女儿墙、雨棚等；
V2── 建筑±0.000标高以上，结构构件采用现浇混凝土构件的混凝土体积。
（2）装配率
单体建筑±0.000标高以上，围护和分隔墙体、装修与设备管线等采用预制部品部件的综合比例，按公式二计算：
装配率=
（公式二）
式中：Qi──各指标实际得分值，具体要求见“装配式建筑装配率评分表”；
q──单体建筑中缺少的评价内容的分值总和（如：若公共建筑中无厨房和采暖管线，则q=8+4=12）。
（3）装配式混凝土结构单体建筑应同时满足预制率和装配率的要求；钢结构单体建筑应满足装配率的要求。
（4）水平构件采用预制（叠合）构件或免支模的应用比例应≥70%。
（5）对于主楼带有裙房的建筑项目，当裙房规模较大时，主楼和裙房可分别按不同的单体建筑进行计算和评价，主楼与裙房可按主楼标准层正投影范围确认分界。
2、应注意规范中需要采用现浇混凝土的部分：地下室宜现浇；抗震等级为一级时，高层建筑底部加强部位及相邻上一层应采用现浇剪力墙，抗震等级为二、三级时，高层建筑底部加强部位及相邻上一层宜采用现浇剪力墙；框架结构的首层柱宜现浇；框支层及相邻一层应采用现浇结构；电梯筒等部位宜布置现浇剪力墙；转换梁、转换柱宜现浇；结构转换层、平面复杂或开洞较大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层、屋面层宜采用现浇楼盖，当屋面层采用叠合楼板时，楼板的后浇混凝土叠合层厚度不应小于100mm，且后浇层内应采用双向通长钢筋。考虑国内的研究基础，装配整体式框架-剪力墙结构中，建议剪力墙采用现浇结构，以保证结构整体的抗震性能。
3、在各种设计状况下，装配整体式结构可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析。抗震设计中，对同一层内既有现浇墙肢也有预制墙肢的装配整体式剪力墙结构，现浇墙肢水平地震作用弯矩、剪力宜乘以不小于1.1的增大系数。
4、预制构件宜符合模数协调原则，优化预制构件的尺寸，减少预制构件的种类；预制构件应满足制作、存储、运输、施工吊装等要求，且应便于施工安装和进行质量控制。
5、预制构件的拼接应符合下列规定：预制构件拼接部位的混凝土强度等级不应低于预制构件的混凝土强度等级；预制构件的拼接部位宜设置在受力较小部位；预制构件的拼接应考虑温度作用和混凝土收缩徐变的不利影响，宜适当增加构造配筋。
6、装配整体式结构房屋的最大适用高度应满足相关规范的要求。其中装配整体式剪力墙结构和装配整体式部分框支剪力墙结构，在规定的水平力作用下，当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的50%时，其最大适用高度应适当降低；当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的80%时，最大适用高度应取规范表格中括号内的数值；当剪力墙边缘构件竖向钢筋采用浆锚搭接连接时，房屋最大适用高度应比规范表中数值降低10m。
三、装配整体式混凝土结构的整体计算
装配整体式混凝土结构的整体计算采用盈建科软件进行设计分析，需要注意以下几点：
1、参数设置，在前处理中勾选“装配式结构”选项，只有勾选该项，软件在设计时才会去识别、统计预制构件，并按照装配式相关规范进行设计，软件自动判断本层内是否有预制墙肢，有则自动对现浇墙地震内力乘以该参数设置的放大系数1.1。
2、夹心保温外墙板的外叶墙板不应作为受力构件考虑，外叶墙板和保温层应按荷载加到外墙上。
3、抗震设防烈度为7度和8度、高宽比分别大于5.0和4.0时，应补充结构在设防烈度水平地震作用下的内力分析，并宜避免预制墙板出现小偏心受拉。预制墙板构件出现小偏心受拉时，可能会出现水平通缝而严重削弱其水平接缝的抗剪承载力，抗侧刚度也会严重退化。分析时，可采用弹性假定进行计算，荷载分项系数可取1.0；如出现小偏心受拉，预制墙板构件平均拉应力不应大于预制墙板构件混凝土抗拉强度标准值。
4、后浇混凝土、灌浆料或坐浆材料与预制构件结合面的粘结抗剪强度往往低于预制构件本身混凝土的抗剪强度。因此，预制构件的接缝一般都需要进行受剪承载力的计算。预制墙板底部水平接缝为抗震薄弱环节，计算需要特别重视。在盈建科软件中定义预制墙板，程序会自动进行接缝验算，若验算不通过，需要增加该预制墙板的竖向钢筋。
5、根据楼板板块尺寸、预制板尺寸及现浇段构造，叠合楼板可按照单向叠合板或者双向叠合板进行设计。单向板布置时，叠合板按两端支撑板计算叠合板钢筋和其上现浇部分的支座配筋，另外方向的支座配筋仍按实际情况的双向板或单向板计算配筋；双向叠合板的配筋计算同普通双向现浇楼板，但是当板缝宽度不够时，叠合板侧向配筋为满足板之间钢筋搭接长度的需要而将选择较小直径的钢筋。
四、结束语
综上所述，装配整体式混凝土结构尚处于发展和完善阶段，且实际工程结构的性能各异，与现浇结构相比，设计者可根据具体情况适当提高设计的安全储备，加强连接设计，实现强接缝，避免拼缝对结构整体性能的影响。
参考文献：
[1]装配式混凝土建筑技术标准 GB/T 51231-2016[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[2]装配式混凝土结构技术规程 JGJ 1-2014[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]装配式剪力墙结构设计规程 DB11/1003-2013[S].北京：北京城乡规划标准化办公室，2013.
论文作者:刘俊梅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：混凝土论文; 预制构件论文; 构件论文; 结构论文; 叠合论文; 现浇论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第6期论文;