摘要：随着我国装配式混凝土结构研究的不断深入,实际工程运用也在不断推广。作为工程设计人员,需加强相关方面知识的学习,结合工程实践,不断总结经验。本文章主要对预制装配式混凝土结构设计进行了简要分析,以供参考。
关键词：预制装配式；混凝土结构；设计
引言
预制装配式建筑结构分为钢结构和预制混凝土结构。预制混凝土结构在我国起步较早,由于上个世纪我国的经济、技术等条件发展尚不成熟,同时由于建筑业属于粗放发展模式,强调“万丈高楼平地起”,忽略了建筑的多样性、精细化,因此预制装配式混凝土结构在我国发展迟缓。近年来随着设计、施工技术的发展,相关工厂产能的增加,该结构迎来了发展的新契机。预制装配式混凝土结构有诸多优点,比如,该结构能有效加快项目建设、有效缩短施工工期、更容易对施工材料进行把控和监督、有效避免施工中的扬尘等。基于以上种种优点,预制装配式混凝土结构在现行项目中,日益增多。我国在“十三五”规划中明确提出,将大力推广以装配式建筑为核心的建筑产业现代化。
目前,房地产业是市场经济发展的重要支柱,而建筑业在房地产业中又起着决定性作用。现行建筑多数采用现浇混凝土结构,但现浇混凝土结构具有工期长、施工条件差、模板用量大及工程质量不易保证等缺点。因此,采用以预制装配式技术为核心的混凝土结构是今后建筑业发展的一个方向。预制装配式混凝土结构可以有效提高劳动效率、缩短工期、降低人力资源消耗和能源消耗,提高建筑产品整体质量。
1概述
预制装配式混凝土“Precast Concrete(PC)”结构,是指将预制混凝土构件通过可靠地连接方式装配而成的混凝土结构。我国预制装配技术在上世纪50年代开始起步。但由于缺乏熟练的技术人员,以及当时建造成本较高等原因,我国预制装配式建筑的发展缓慢。进入21世纪后,国民经济有了显著发展,技术人员素质逐渐提升,同时劳动力减少,推广预制装配式建筑的条件逐渐成熟。
2预制装配式建筑结构体系
结合当前该结构体系的运用情况可见,其主要可分为两类即专用型结构体系与通用型结构体系。其中以通用型最为广泛应用,在结构组成上基本与现浇结构相似,包括剪力墙结构体系、框架结构体系以及混合体系。而专用结构体系则建立在通用型结构体系的基础上,主要满足不同建筑物在功能与性能上的需求。当前,专用型结构体系运用相对较少,国内主要存在与住宅用大板以及单层工业厂房等,国外则有预应力装配框架体系、预制装配停车楼体系、预应力空心模板墙体系等。最近几年,国内对于预制装配式建筑结构体系的开发也在不断推进,并逐步在实际工程建设中得到试用,诸如预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系以及预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系等。从发展层面上讲,各结构体系的不断创新是推动预制装配式建筑结构不断发展的核心环节。就现场施工来看,以主体结构竖向构件的预制施工技术难度最大,其包括剪力墙、框架柱及各类型梁等。同时采用各类建筑技术有机组合的方式使得预制装配式结构的优势进一步体现出来,其中主要有降减震技术结合的预制装配整体式结构以及集保温功能与施工构造一体的预制技术等。
3预制装配式混凝土结构设计特点
可以将装配式住宅的结构设计分为三个主要部分,分别为构件制图、装配节点设计、构件拆分。在进行装配式住宅的结构设计时先要进行结构的拆分,这也直接决定了构件安装的难易、构件标准化程度、构件质量、构件数量等,要保障后期项目的顺利实施,就要提高构件拆分的合理性。然后设计装配节点,装配节点可以连接现浇结构和装配构件,装配构件之间也要使用装配节点进行连接。在设计节点和细部时要对结构的性能、安全和施工的便利进行考虑。预制装配式结构与传统结构形式的设计特点的区别体现在如下方面：①设计流程。装配式结构先要进行设计前置,然后进行二次设计和材料部品,设计立面排砖分色图和室内装修,并提前设计管线预留；②前期总体设计。装配式结构的前期总体设计应该使用标准化设计手段,对其成本、施工、存放、运输、加工等方面进行综合考虑。而传统的结构形式只需以策划定位为基础进行设计；③平面设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与传统结构形式相比,装配式结构的平面设计中要尽可能的进行标准化设计,为了便利的布置装配式构件,应该保持户型轮廓的规整；④立面设计。考虑到施工安装的便利性以及成本控制的需要,应该对构件的数量和类型进行严格的控制。传统结构形式则能够以风格需要为依据进行设计,具有更高的灵活性；⑤构件节点设计。要对装配式构件的临时固定、吊装、运输等节点,隔声、保温、防水等构造节点等进行设计。而传统结构形式的设计只需将楼梯梯段作为预制构件,并对其进行设计,无需对其他装配式构件的设计进行考虑；⑥节能设计,主要是对构件的外保温和内保温进行设计。
4预制装配式混凝土结构设计要点?
4.1结构设计要点
当建筑采用预制装配式混凝土结构时,为保证结构性能,一般在地下室或结构不规则处、在高层剪力墙结构底部加强部位处、建筑顶层楼盖处等采用现浇结构,保证整体结构的稳定性；剪力墙开洞位置应上下对齐；剪力墙转角不设置开洞。当房屋平面形状存在不规则变形时,需要采用现浇结构。
4.2建筑设计要点
预制装配式混凝土强调模块化,因此在建筑设计中,应保证柱网尺寸和层高的规律性和可复制性,使预制梁柱构件一致,避免不必要的尺寸变化带来的不经济。同时在内隔墙和外幕墙的设计上,也应保持一定的规律,通过二、三种模数的组合,既能保证了设计的灵活多变,也保证了构件预制的可行。
4.3构件规格设计要点
预制构件在设计过程中需进行规整,减少构件的规格。在设计过程中,应提前进行多方面比对,与不同的预制构件生产厂家进行沟通,了解尺寸规格与现场拼装、施工条件,避免构件过大造成的生产、运输及施工困难。
4.4构件连接设计要点
预制混凝土结构构件连接方式分为干式连接和湿式连接两种。干式连接为通过预埋件焊接或螺栓进行连接等方式。湿式连接为通过预留的钢筋进行后续捆绑,后浇混凝土使其形成整体的连接方式。在连接模型的选择上,干式连接工序简单,主要应用于承受以竖向荷载为主的预制墙体、预制柱等构件的连接。干式连接的连接件通常需要预埋在预制构件内,但是由于连接件尺寸较小不易固定,在构件制备时常常发生错位,或在浇筑、振捣混凝土时被损坏,降低了预制构件的成品率。湿式连接工序相对复杂,通过后浇及灌浆,可以使其成为一个整体,达到与现浇结构相同的性能。无论哪种连接方式,都需要满足结构计算的要求。
5预制装配式混凝土结构前景?
预制装配式混凝土结构有着设计施工快速化、规范化、集约化、环保化的特点,近年来得到了政策的鼎力支持,尤其在以“北上广深”为代表的大城市,政府强力推进装配式建筑的发展,取得了积极成效,目前预制装配式建筑产业链一体化日渐成熟,设计、生成、安装服务一条龙。相信随着设计、生成施工技术的不断发展,预制装配式混凝土结构,将成为建筑行业的一个重要分支。
6结束语
预制装配式建筑结构是当前建筑行业发展的主要方式,能使得建设施工以及工程总体质量上升至新的台阶。而在实际发展过程中依旧存在需要注意并不断完善的地方,需要持续对设计进行完善,并鼓励各个建设单位积极运用,才能促使该结构体系更好的服务于建筑行业。
参考文献：
[1]刘晓艳,张以庆.探讨预制装配式建筑结构体系与设计[J].住宅与房地产.2016(06).
[2]薛明凯.浅谈预制装配式建筑的发展状况[J].四川建材,2016(08).
[3]高懿凤.浅析预制装配式建筑发展过程中的问题与对策[J].四川水泥,2016(12).
论文作者:李建东
论文发表刊物:《城镇建设》2020年 1期
论文发表时间:2020/3/17
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