摘要：近年来，我国的装配式建筑有了很大进展，其对能源的消耗也在不断增加。为了提高装配式建筑围护结构的承载能力，需要进行结构低能耗设计，提出基于屈曲分析和承载应力评估的装配式建筑围护结构低能设计方法。根据装配式建筑围护结构的材料特性建立建筑结构力学承载模型，采用套筒灌浆连接和浆锚搭接连接方法进行装配式建筑围护结构的有效连接，分析装配式建筑围护结构的自振频率、振型和阻尼比等动力特性，根据结构的能耗特性确定维护结构模型的结构设计配筋比，采用屈曲分析方法进行能耗控制和承载应力评估，实现对装配式建筑围护结构低能耗优化设计。测试结果表明，设计的装配式建筑围护结构的能耗较低，强度较大，连接部位的强度和延性都较好。
关键词：装配式建筑；围护结构；低能耗；承载应力
引言
在建筑业迅猛发展的今天，人们对建筑工程的要求越来越高，尤其是建筑结构形式。现代建筑形式具有多样化的特点。最近几年来，装配式建筑工程越来越多，为了保证装配式建筑结构更为合理，做好结构设计工作特别关键，鉴于此，本文重点研究装配式建筑结构设计要点。
1装配式建筑相关概念简介
装配式建筑的结构形式主要包含装配式混凝土结构、装配式钢结构以及装配式木结构，本文以使用较为普遍的装配式混凝土结构为研究对象，其结构构件主要包括梁、板、柱、墙等，上述结构构件全部是在构件预制厂完成规模化生产，然后借助运输工具，将其运输到现场，各构件通过可靠方式进行连接，并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成完整的结构体。
2装配式建筑结构的特点分析
在常规的建筑工程当中，采用现场施工方式比较多，在工程项目建设施工环节，工业化水平比较低，会消耗大量的资源，产生很多废弃物，存在设计施工水平低下、装饰装修质量不达标等一系列问题。与常规的建筑工程项目相比，装配式建筑工程项目具备施工作业难度低、施工废弃物少、施工材料使用率高等特点，而且这一类型的建筑工程项目施工成本更加容易控制，施工周期也比较短，项目的运行维护管理更为简单。
3预制装配式结构体系的设计要点
3.1选择合理的装配技术
在设计装配式建筑的过程中，为了保证设计方案的合理性，必须要对设计方案的经济性和合理性进行综合性的考虑，充分分析施工现场的客观环境因素对于施工工作造成的影响，从而利用合理的技术来提升装配式建筑的质量。为此，在设计的过程中，可以使用BIM技术的来对设计方案进行优化，并且也能够使用相关软件来提时也能够构件的性能。比如可以使用Revit挼部件，能够对装配式建筑现有的设计进行二次开发，通过输入和修改参数，可以拆分和重组构件。通过使用BIM技术，可以比传统的技术更加直观形象地表现出建筑物的设计特点，而且也能够对配件进行碰撞分析，了解建筑物设计当中存在的不合理位置，通过调整类有效提升装配式建筑的质量，避免出现不合理的质量问题。而且，依靠BIM技术，不同的设计师也能够相互协调，了解各自的想法，迅速形成最佳的设计方案。
3.2设计结构构件节点分析
（1）套筒灌浆连接主要是向套筒中的环形空隙中填充水泥等灌浆材料，连接上下2根钢筋。套筒灌浆连接技术在装配式建筑中广泛应用在装配式结构竖向及水平接缝部分钢筋的连接，其连接强度高，连接可靠性强相比其他连接方式，有着显著的优势，但其操作较为复杂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实践中，套筒灌浆连接技术的应用，需严格按现行相关规定，注明灌浆料的性能指标，在此基础上，严格控制灌浆时间以及灌浆的饱满度，并保证套筒与灌浆料相匹配，保证连接的有效性。（2）螺栓连接方式主要以普通螺栓或高强度螺栓，在施工现场连接，以传递轴力、剪力等连接方式，将节点有效连接起来。螺栓连接方法广泛应用在钢结构的梁、柱等节点连接中，在装配式建筑混凝土结构中的应用，集中体现在预制楼梯安装连接中。（3）结合面构造。结合面的设计，通常通过设置粗糙面，或者设置键槽来保证后浇混凝土与预制构件的紧密结合。粗糙面的面积不宜小于结合面的80%，预制板粗糙面凹凸深度不应小于4mm，预制梁端、预制柱端、预制墙端粗糙面凹凸深度不应少于6mm。（4）浆锚钢筋搭接。这种节点连接方式在装配式建筑结构竖向连接中应用也较为广泛，并且相比其他连接方式其操作较简单，但其运用的范围有一定限制。实践操作具体为：在混凝土中预埋波纹管，并在混凝土硬化达到一定相应的硬度指标之后，将钢筋插入波纹管中，待完成上述操作之后，紧接着需要在波纹管中注入灌浆料，通常以高强度的收缩灌浆料为主，待灌浆完成之后，需做好相应的养护工作，才能保证锚固钢筋效果，进而可发挥出锚固钢筋的既有作用。除此之外，这种节点连接方式在实践应用中，对钢筋有着一定的要求，通常情况下，钢筋直径超过20mm不宜采用金属波纹管浆锚搭接连接方式。同时，这种节点连接方式在直接承受动力荷载构件的纵向钢筋中不具备实用性。
3.3装配式建筑立面设计
其一，立面拆分设计。装配式建筑立面设计要按照平面功能的整体规划，然后对外墙板等一系列构件，以单元式拆分设计加以拆分。其二，预制外墙单元的拆分设计。预制外墙单元拆分要着眼于整个建筑形式，墙板按照结构柱和剪力墙的界限来实施拆分。为了运输便利，可在拆分时，以各个房間的预制墙板单位，从而完成拆分这项工作。其三，预制阳台拆分设计。预制阳台可按照平面内楼板实施拆分，和相邻两个横向定位墙体间的楼板划分为一个整体。其四，标准构件的使用。随着建筑工业化水平越来越高，由此也开始增加了对非标准构件的应用。经过对标准构件形象的创造和认真的设计，能够赋予立面更多的美感。其五，非标准构件的应用。在装配式建筑过程中，在预制剪力墙等构件时，基本上经常使用，可以大规模生产。立面构件和内部装修基本采取非标准构件，可以小规模定制。
3.4无热桥处理
在被动式超低能耗装配式建筑中，热桥对建筑能耗的影响较为显著，因此被动式超低能耗装配式建筑必须对建筑围护结构进行无热桥设计处理。在被动式超低能耗装配式建筑中热桥主要来自于外露连接件、穿墙管道、外墙板板间缝、外门窗与墙体结合缝隙、阳台、外挑构件、女儿墙连接处等，对于这些热桥部位应进行加强保温处理，并尽量减少使用附加构件，一般利用装配式断热支撑件固定技术，板缝保温条填充，穿墙管道、外挑构件保温包裹技术，外门窗无热桥内嵌式安装技术等。通过无热桥结构设计处理，使被动式超低能耗装配式建筑的气密层连续并包围整个建筑外围护结构。
结语
综上所述，对装配式建筑围护结构的优化设计，构建装配式建筑围护结构的承载力学分析模型，采用弹性模量特征分析方法，进行装配式建筑围护结构的能耗特性分析，本文提出基于屈曲分析和承载应力评估的装配式建筑围护结构低能耗设计方法。根据装配式建筑围护结构的材料特性建立建筑结构力学承载模型，进行装配式建筑围护结构的有效连接，根据结构的能耗特性确定维护结构模型的结构设计配筋比，采用屈曲分析方法进行能耗控制和承载应力评估，实现对装配式建筑围护结构低能耗优化设计。研究表明，设计的装配式建筑围护结构的能耗较低，强度较大，连接部位的强度和延性都较好，在装配式建筑围护结构的低能耗设计中具有很好的应用价值。
参考文献
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论文作者:李赋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/15
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