预制装配式建筑结构体系与设计论文_李成钢

预制装配式建筑结构体系与设计论文_李成钢

天津市港建建筑设计有限责任公司 天津市 300000

摘要:随着科学技术的快速发展随着科学技术的快速发展,人们对于建筑行业的要求越来越高。普通的建筑形式施工周期比较长,其安全性已经难以满足人们生活的需求以满足人们生活的需求。所以,这就需要对于建筑结构体系进行创新。这样就使得预制装配式建筑结构得到了广泛的应用,通过优化预制和装配两个过程优化预制和装配两个过程,实现了建筑构建方式的创新,很好地保证了建筑结构的稳定性和安全性。其优点主要是缩短了施工的周期周期,符合现代社会对于建筑结构的实际要求。

关键词:预制装配式建筑;结构体系;设计

引言

随着经济社会的发展,社会对于建筑业的要求也不断显现。预制装配式建筑应运而生,其提升建筑质量的同时也提升了建筑施工速度,是当今社会应用范围最广的施工技术。现而今,预制装配技术主要应用在高层楼房和小型别墅的建造领域,世界各国都在着力推动建筑工业化进程的步伐。本论文侧重分析了预制装配式建筑的结构体系并提出了相关的需要注意的设计要点,希望通过本论文能推动建筑业的发展。

1、预制装配式建筑的概念

预制装配式建筑一种新型的建筑形式,其所需要的主要构件基本上都在工厂内完成,之后在施工现场采用一些比较可靠的连接方式将这些构件拼装起来。一般常见的预制装配式建筑主要有三种:一,预制装配式混凝土结构。这类的建筑结构也可以被称为装配整体式钢筋混凝土结构,主要是由预制的混凝土构件组成的。其工作方式主要有三步,首先在工厂预制生产,然后在施工现场拼装,最后浇筑混凝土;二,预制装配式钢结构。这一结构主要由钢柱和钢梁组成的;三,预制集装箱式房屋。这一结构的基本单元是集装箱,它的工作方式和其他的预制装配式建筑结构的工作方式有所不同。这一结构的预制构件是在工厂的流水线上生产的,之后再施工现场拼接,但是拼接的时候样式较为多变,然后进行内部装修,装修风格也是各有特色。

2、预制装配式建筑结构体系

2.1预制装配式混凝土结构体系分类

从结构形式方面,可以将预制装配式混凝土结构分为装配式剪力墙结构、装配式框架-核心筒结构、装配式框架结构、装配式框架—剪力墙结构等等。从结构高度方面,可以将预制装配式混凝土结构分为装配式多层混凝土结构、装配式高层混凝土结构以及装配式低层混凝土结构。在我国保障房项目建设中,一般采用装配式剪力墙结构,在商场等地项目建设中,一般采用装配式框架结构。除此以外,还可以将装配式混凝土结构体系分为装配整体式剪力墙结构体系、预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系、整体预应力装配式板柱结构、NPC结构体系等等。

2.2预制装配式混凝土结构体系抗震性能

根据配化程度,还可以将预制装配式混凝土结构分为两大类,即全装配式和部分装配式,装配化程度高低不会对预制装配式混凝土结构整体刚度造成直接影响,结构刚度仅与受力构件刚度以及节点刚度密切相关。预制装配式混凝土结构节点可以被分为干式连接的铰接连接节点、湿式连接的刚性连接节点以及柔性连接节点。其中,干式连接的铰接连接节点没有转动刚度,一般被应用于没有抗震需要、风压较小的低层建筑设计中;湿式连接的刚性连接节点,其转动刚度接近现浇混凝土梁柱节点,其结构性能与现浇混凝土框架结构相似,适用于高层建筑结构设计中其连接节点包括中柱顶节点、中柱中节点、边柱端节点、边柱中节点。另外,柔性连接节点存在转动刚度。由此可见,预制装配式混凝土结构具有多种节点形式,因此不同结构的刚度也是不同的,其所具有的抗震性能也有一定的区别,因此,在建筑结构设计中,需要充分考虑实际需要进行选择。

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3、预制装配式建筑结构设计

3.1预制装配式框架结构体系的设计

该结构体系是现在应用力度相对较大的预制装配式结构形式,这是由于不同于预制装配形式的剪力墙结构,该结构体系比较轻,同时在构件的运输方面该结构体系的运输难度更小。另外,框架结构形式的预制装配式体系属于重要的高层框架结构,无论是国外还是国内,均已经应用在高层建筑项目中。在设计使用该类结构体系时,预制叠合板以及预制叠合梁等框架结构构件需要在工厂内进行生产,在运输到现场之后,还需要通过现浇的方式处理节点以及梁端键槽,对于框架结构中的柱构件,必须充分结合项目的实际情况以及需求来选择预制方式或是现浇措施。从该结构体系的受力机制上来看,在进行结构设计时该需要注意以下几个方面:柱混凝土、预制框架柱底以及基础固接梁结构的强度等级需要维持在C30以上;结构平面需保持规则,梁柱中心线不仅需要处于一个相同的竖向平面之中同时还需保持对齐状态,纵横向框架柱需保持对齐;在对梁柱交接部分的框架节点展开设计时需考虑使用刚节点;在对预制梁柱接头区域进行焊接施工时一定要保证焊接质量;在设计过程中需要注重处理连接构造之中的各个预埋件。预埋件是新型连接构造必不可少的传力构件之一,在将预埋件应用到连接构造中的不同区域时,其会起到承受轴力、弯矩或者剪力的作用。

3.2预制装配式剪力墙结构体系的设计

该结构形式所涉及到的受力构件主要有板结构、剪力墙结构以及梁结构,另外,其也可以全部由叠合板、预制墙板以及叠合梁等预制混凝土构件组成。在对该结构形式展开设计时,需要根据工厂化程度选择半预制或者是全预制形式的剪力墙结构。为了保证设计质量,需要考虑到以下内容:平面形状需保持规则,同时两个方向上的动力特性需尽可能的接近;在对结构横墙展开设计时,要求将预制承重墙板应用到两侧端部山墙,在对预制承重墙板结构或者是轻质填充墙板展开设计时,需要考虑到内力计算结果或者是结构抗侧力构件的实际需求;在对结构竖向抗侧力的各个构件展开设计时,需要确保可以通过现浇方式将竖向的各个主承力钢筋浆锚以及连接带结合在一起,同时在展开抗震设计的过程中需要注重连接构造的设计以保证其受力整体性以及连续性;为了确保预制构件间可以可靠连接,在展开设计时需要同时保证传力明确以及构造可靠,并且若结构存在抗震设防要求同时尚未达到该抗震要求时,应当确保预制构件间所使用的连接钢筋需超过该部位所应用的不连续钢筋结构的直径与其强度大小;在对预制结构构件展开设计时可以进行分块设计,并在设计过程中需要综合考虑分析现场吊装条件、房间的开间以及拼缝位置等。在对墙板高度进行设计时需要根据一层或者是两层楼的层高度进行划分,在对竖向接缝位置进行布置时应防止其应用到暗柱上,同时还需尽可能的避免应用过多的构件类型或者是不同型号的构建;在对预制构件配筋展开设计时不仅需遵守相关规定要求,还需要对施工阶段可能该预制构件配筋可能会出现的变形情况与其受力情况进行验算;在对建筑中的各个平面复杂楼层、顶层以及开月同区域展开设计时均需要考虑选取现浇楼盖结构。

结束语

从这整篇文章来看,目前我国的预制装配式建筑结构已经得到了迅速发展,而且这一结构也顺应了绿色发展的时代要求,因此推行预制装配式建筑结构逐渐发展成为我国建筑工程建设的主要形势,既提高了施工速度,又提高了建筑质量。更重要的是,发展预制装配式结构还能够保护环境,推动可持续发展。

参考文献:

[1]邵峰.预制装配式建筑结构体系与设计[J].江西建材.2017(17)

[2]张慧.框架剪力墙结构体系在预制装配式建筑中的应用研究[J].建筑施工,2014,37(3):293-295.

[3]王田青,吴银国.住宅产业化暨预制装配式住宅结构体系的发展与问题探索[J].建筑安全.2015(01)

论文作者:李成钢

论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/1

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