预制装配式建筑结构设计

预制装配式建筑结构设计

发表时间：2018-08-13T13:14:26.833Z 来源：《建筑细部》2018年1月中作者：邱玲珠

[导读] 本文以预制装配式建筑为研究对象，对其结构设计要点及优化对策进行了重点探讨，希望全面确保预制装配式建筑结构设计质量。摘要：作为一种重要的建筑形式，预制装配式建筑结构的空间划分更加灵活，建设周期更短，同时环保性更强，具有很强的推广价值。本文以预制装配式建筑为研究对象，对其结构设计要点及优化对策进行了重点探讨，希望全面确保预制装配式建筑结构设计质量。

关键词：预制装配式建筑；结构设计要点；优化对策

为了满足新时期国内建筑结构设计需求，突破传统结构设计技术和施工技术的局限性，预制装配式等新型建筑形式得到了广泛推广和应用。相较于传统建筑形式，预制装配式建筑的空间划分更加灵活，施工周期更短，同时可以融入绿色环保理念等先进建设理念。为了更好地促进预制装配式建筑发展，就必须要高度重视其结构设计。

一、预制装配式建筑结构设计要点

1.1 预制装配式框架结构体系设计要点

相较于传统框架形式的建筑，预制装配式框架结构的自重更轻，相关构件运输难度也比较小，是当前国内建筑领域中普遍应用的一种建筑结构形式。在应用该种建筑结构形式期间，要注意将建筑构件先运送到建筑施工现场后来进行现浇施工，做好节点与梁端键槽处理，相应的柱构件等需要结合实际施工现场的情况来进行合理选择。为了确保该建筑形式结构体系设计的质量，需要着重做好如下设计要点工作：其一，在设计建筑基础接梁、预制框架柱底和柱混凝土的过程中，需要确保其强度等级保持在一个适宜的强度范围，一般以C30以上为宜。其二，要确保建筑结构平面具有一定规则性，具体就是要确保梁柱的中心线保持对齐，且位于同一竖向平面内；要对其纵向框架柱和横向框架柱，这是确保整体建筑结构稳定性的关键设计内容。其三，在对框架梁和框架柱交接部位的框架节点进行设计的过程中，设计人员必须要充分考虑各种刚节点，确保其满足设计标准和要求。其四，在预制梁柱接头部位处进行焊接施工时要全面确保焊接施工的质量，有效提升建筑构件连接的质量。其五，在建筑结构中，预埋件是非常关键的一个传力构件，是建筑连接构造中不可或缺的组成部分，所以在预制装配式框架结构设计期间要对各种连接构件中所涉及到的相关预埋件连接进行合理处理。比如，可以在设计预埋件的时候，考虑剪力、弯矩和轴力等最不利组合受力条件下的构件受力情况，增强设计结果的准确性，确保预埋件在增强框架结构稳定性方面的积极作用。

1.2 预制剪力墙框架结构体系设计要点

在该种形式的建筑结构体系中，相关结构构件主要包括梁结构、板结构以及剪力墙结构等组成部分，实际的结构设计中可以采用预制混凝土构件组成。比如，叠层梁、预制墙板与层合板等。在结构体系设计期间，需要结合建筑施工现场的实际情况，选择半预制或全预制等类型的剪力墙结构。为了确保建筑结构的整体设计质量，设计人员在设计工作中还要特别注意如下几个方面的设计要点工作，即：其一，在设计横墙结构的过程中，设计人员需要立足于建筑工程实际情况，采用预制的轻墙面板或承重墙板，确保可以满足结构部件实际需求或预制承重墙是否满足侧向力的计算结果。如此一来，就可以确保建筑横墙结构可以满足设计标准和要求。其二，在设计建筑竖向抗侧力的过程中，要注意以现浇混凝土的方式，将不同建筑部位结构中的竖向承重钢筋的连接进行连接，确保建筑结构整体的一致性；在抗震结构设计过程中，要强化连接构造设计来确保结构整体的连续性与整体性，同时需要确保建筑结构设计的可靠性以及传力的明确性。其三，建筑结构平面设计时要保持横向和竖向两个方向上动力特性尽量保持一致性，且在设计结构横墙过程中，要在两侧端部山墙位置处应用预制承重墙板。其四，在预制装配式建筑结构设计期间涉及到抗震设防要求，但是还没有达到抗震标准和要求的时候，设计人员在确定预制构件连接钢筋的强度和直径要大于该部位中所用不连续钢筋结构的对应尺寸。其五，在设计预制建筑结构构件期间，可以采用分块设计方式，期间需要对建筑的开间、拼缝位置和吊装条件等进行综合考虑。其六，在设计建筑墙板高度的过程中，要注意结合一层或两层楼的层高来进行划分，同时需要合理布置竖向接缝，避免其设置在暗柱位置处，且要尽量避免应用多种不同类别或型号的构件。其七，在设计预制构件配筋的过程中，设计人员需要严格按照规定设计要求，验算预制构件可能出现的受力情况和变形情况；在设计建筑顶层、楼层以及其他涉及到大开洞区域的建筑构件时，需要以现浇楼盖为主。

二、预制装配式建筑结构设计优化对策

2.1 优化建筑结构方案选择

在预制装配式建筑设计期间，选择建筑结构方案是非常重要的一个前提条件。或者说建筑结构设计具有许多“解”，如果选择了不同的“解”，那么势必会影响最终所设计建筑工程的质量和安全性。在确定建筑结构方案之前，结构设计人员需要基于建筑工程施工现场的水文条件和地质条件等实际施工情况，强化施工单位、勘察单位、设计单位等相关单位的沟通和交流，从经济效益、安全效益、环保效益、施工效率等方面入手，对比分析不同建筑结构设计方案的优劣，从中选出最适宜的建筑结构方案，确保可以全面增强建筑结构设计的社会效益和经济效益。比如，在设计预制墙板布局方案的时候，需要立足于美观性、经济性、合理性和实用性等设计原则，确保可以强化各专业和单位的联系性，选出最佳的方案来确保建筑结构设计质量。

2.2 优化建筑预制构件节点

不同于传统现浇式建筑结构形式，预制装配式建筑结构设计的要点在于“预制”二字，所以为了确保其设计质量，需要注意对建筑预制构件节点进行优化，确保其选型和设计的质量。通过确保建筑预制构件节点设计质量，可以充分发挥其衔接作用来更好进行内力传递，增强结构整体刚度特性。随着建筑行业的发展，钢筋连接技术越来越多，相应的连接形式也众多。考虑到施工需求的差异性和区域位置的不同，实际建筑结构连接件和形式也会有所不同。比如，当前建筑结构构件连接中主要采用灌浆套筒连接技术，可以有效增强构件连接的质量。此外，在进行建筑预制构件设计的过程中，无论是节点选型还是整体设计，为了确保设计的质量，可以引入和应用概念设计来确保结构连接质量，增强结构整体稳定性、刚性和承载性能，尤其是要注意增强高层建筑的抗震性和抗风性，避免因为建筑结构体系设计问题而造成连续倒塌问题。

在建筑结构设计中应用概念设计理念的核心目的在于提升建筑结构的抗震性，避免地震作用破坏建筑物，否则就容易造成重大安全事故和经济损失，所以必须要在结构设计中做好抗震优化设计。然而，由于地震发生的随意性，且不同区域地震等级和破坏情况也会有所不