劉巖

（合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站 安徽合肥 230001）

引言

傳統(tǒng)粗放型的建筑行業(yè)會帶來環(huán)境問題與能源過度消耗問題，而人們不斷提升的生活品質(zhì)要求也給建筑產(chǎn)品的質(zhì)量帶來了嚴峻考驗。基于這一矛盾，世界各國都在推動建筑工業(yè)化進程的發(fā)展。而預(yù)制裝配式建筑能夠促進傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)型，具有顯著的現(xiàn)實意義，也是本文主要的研究方向。

1 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系

1.1 結(jié)構(gòu)類型

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系在20世紀70年代起采用的是混凝土結(jié)構(gòu)裝配式大板住宅體系，但由于這些結(jié)構(gòu)在抗震性能、建筑功能和結(jié)構(gòu)受力等方面存在著一些缺陷，在近年來已經(jīng)逐漸地被取代。目前針對于建筑的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)模型類型眾多，根據(jù)建筑性質(zhì)與功能的不同可以進行分層規(guī)劃。例如一般的民用住宅建筑可以采用輕鋼-混凝土結(jié)構(gòu)、新型普通鋼結(jié)構(gòu)等；商業(yè)建筑和別墅中有時會選用鋼木建筑。而開發(fā)商考慮到實際施工要求與成本問題，更傾向于選擇預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)[1]。例如同濟大學(xué)針對于鋼混凝土結(jié)構(gòu)展開了研究，探究其結(jié)構(gòu)住宅體系，可以看到該技術(shù)具有顯著的工業(yè)化特征。

1.2 結(jié)構(gòu)體系與性能

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的體系可以采用框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等體系。實際上，預(yù)制裝配式混凝土建筑和一般的現(xiàn)澆混凝土建筑在本質(zhì)上并沒有差異，但預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在構(gòu)建連接方面采用了更加精密的技術(shù)，在結(jié)構(gòu)力學(xué)和性能上有所區(qū)別。它的節(jié)點型式具有不同的剛度性能，所以可供選擇的節(jié)點較多。目前剪力墻結(jié)構(gòu)也是我國住宅建筑的主要結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配式剪力墻可以用于傳統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)，也能用于預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)之中。相比而言，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)中具有更大的豎向與水平接縫，接縫性能直接影響到結(jié)構(gòu)整體性能，因此在接縫設(shè)計方案需要進行針對性的技術(shù)研討[2]。

1.3 結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計思路

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的主要特點在于構(gòu)件質(zhì)量高、施工簡便。但如果過分地使用現(xiàn)澆剛性節(jié)點，必然會影響想到結(jié)構(gòu)的性能和優(yōu)勢。因此，在設(shè)計思路方面，如果是低層結(jié)構(gòu)，可以選擇全鉸接框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要增加抗震結(jié)構(gòu)時也可以選擇混合連接結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計模式可以充分發(fā)揮預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的特點，也保障了結(jié)構(gòu)具有顯著的抗震性能。對于一些高層建筑的要求，可以選擇部分采取預(yù)制裝配式，另外的主要抗側(cè)力構(gòu)建仍然選擇現(xiàn)澆混凝土。所以在設(shè)計方案的選擇方面應(yīng)該考慮到過度使用的缺陷，并同時考慮到結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。從預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢來看，其大量選用輕質(zhì)墻板，可以靈活地對房間進行分隔，在施工上更加簡便。另外，施工現(xiàn)場的濕作業(yè)數(shù)量降低，減少了施工材料的過度消耗，在短時間內(nèi)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。而其工業(yè)化的勞動效率高，進一步提升了產(chǎn)品質(zhì)量，也能對材料充分循環(huán)利用。

2 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計

2.1 框架結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須要與圍護系統(tǒng)配合緊密。例如常見的辦公樓建筑當(dāng)中就是一種完善的框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，室內(nèi)可以看見梁與墻角柱的存在。而框架結(jié)構(gòu)體系是常用的結(jié)構(gòu)形式。相比于預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)更加輕便，在構(gòu)建的運輸和安裝環(huán)節(jié)中具有一定的優(yōu)勢，常用于高層框架結(jié)構(gòu)體系。目前在國內(nèi)外的研究當(dāng)中，也有預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的使用。實際施工環(huán)節(jié)中可以在施工現(xiàn)場現(xiàn)澆節(jié)點。結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)該保持平整，梁祝中心線需要對齊，保持在同一豎向平面之內(nèi)。交界處框架節(jié)點宜選擇剛節(jié)點，柱混凝土強度要保持在合理的范圍內(nèi)。而焊接質(zhì)量、預(yù)埋件設(shè)計應(yīng)該成為結(jié)構(gòu)設(shè)計中重點關(guān)注的質(zhì)量部分。尤其是在新型的連接構(gòu)造當(dāng)中，預(yù)埋件作為傳力構(gòu)件，在不同的結(jié)構(gòu)部位會承受不同的彎矩和剪力作用，設(shè)計時也需要考慮可能出現(xiàn)的不利局面，對數(shù)據(jù)進行詳細計算[3]。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計

預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的受力構(gòu)件包括剪力墻、板梁部分，并全部由混凝土構(gòu)件組成。在施工現(xiàn)場拼裝完畢之后選擇墻板間豎向連接縫現(xiàn)澆的方式。根據(jù)工業(yè)化水平的差異可以分為全預(yù)制與半預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在設(shè)計時應(yīng)該滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（BG50011-2010）與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）的相關(guān)要求，此外，還需要考慮一些細節(jié)方面的問題。

在結(jié)構(gòu)橫墻布置時，需要結(jié)合內(nèi)力計算的結(jié)構(gòu)來考慮是否要布置預(yù)制承重墻板，并根據(jù)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)建的需求決定內(nèi)、外縱墻的布置方式。結(jié)構(gòu)豎向的抗側(cè)力構(gòu)建在設(shè)計是要加強設(shè)計驗算工作與連接構(gòu)造，以具備一定的抗震要求。對于一些有抗震要求的建筑結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件間的鋼筋不低于預(yù)制構(gòu)件部位連續(xù)鋼筋強度的等級。此時可以進行構(gòu)造的設(shè)計和驗算工作。另外，如果是建筑結(jié)構(gòu)的頂層，或是平面復(fù)雜樓層，那么上部結(jié)構(gòu)嵌固端的地下室頂板建議采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的構(gòu)建需要分層設(shè)計，考慮到建筑方面的洞口位置、屏風(fēng)位置、吊裝條件、墻板高度等。而豎向接縫位置要避開暗柱位置，減少可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險。

3 結(jié)語

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)勢，可以提升工程質(zhì)量，并滿足節(jié)能和環(huán)保的需求。在未來的預(yù)制裝配式技術(shù)當(dāng)中，還應(yīng)該發(fā)揮現(xiàn)場裝配與工廠預(yù)制的特點，將各種新型材料與先進技術(shù)運用于建筑施工當(dāng)中，發(fā)揮建筑功能，讓結(jié)構(gòu)和建筑專業(yè)相互配合，積極推動裝配式結(jié)構(gòu)體系的廣泛運用，為建筑工業(yè)化提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。