预制装配式建筑结构体系与设计鲍利

预制装配式建筑结构体系与设计鲍利

江苏龙腾工程设计股份有限公司江苏南京210000

摘要:预制装配式建筑结构在最近几年得到推广,在很大程度上提升了施工速度,也逐步取代传统施工技术,促进了建筑行业发展。文章分析了预制装配式结构设计要点,并提出了相关的需要注意的措施,希望通过本论文能推动建筑业的发展。

关键词:预制装配式;建筑结构;体系设计

预制式的建筑结构,由于其施工速度快,效率高,质量好等特点,其结构、经济、环保等方面的优势逐渐体现出来。但是,目前行业内外对于预制装配建筑结构的了解还远远不能满足技术推广的要求。因此,想要推广发展预制装配式结构建筑,必须对预制装配式建筑结构进行详细的研究和分析,提高设计人员的设计能力。

一、预制装配式建筑体系概论

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。[1]

2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。在我国保障房及住宅项目建设中,一般采用装配式剪力墙结构,在商场办公等公建项目建设中,一般采用装配式框架结构或装配式框架剪力墙结构。

3预制装配式建筑结构抗震性能分析

根据装配,可以将预制混凝土结构分为整体装配和零件装配两类,装配中刚度不只受结构刚度影响,而是受预制混凝土结构的刚度和结构刚度的共同影响。预制混凝土结构节点可分为三类:干连接铰节点、湿连接刚性节点和柔性节点。其中干连接铰节点刚度低、抗地震和风的性能较低;湿连接,其刚度接近于现浇混凝土梁柱接头,其结构和性能和设计与现浇钢筋混凝土框架结构类似,可以等同现浇;柔性节点抗弯刚度介于干连接铰节点和湿连接刚性节点之间。因此,预制混凝土结构有多种节点,节点不同,结构的刚度也不同,其抗震性能也有一定差异。在建筑结构设计中,需要充分考虑实际需要的选择。

二、预制装配式建筑结构设计

1设计标准与设计思想

2014年,我国政府正式颁布了《装配式混凝土结构技术规程》。在该规程中,我国对装配式和装配整体式的框架结构、剪力墙结构及框架--剪力墙结构从建筑材料--建筑设计--结构设计--安装施工--工程验收这几个方面都做了规定,规程对装配式和装配整体式的框架结构、剪力墙结构及框架--剪力墙结构设计做了详细规定,内容涵盖计算分析方法和构造设计。但是在具体实施时,还应该注意三个问题:一、《装配式混凝土结构技术规程》只是规定了装配式和装配整体式的框架结构、剪力墙结构以及框架-剪力墙结构设计要点,具体预制率和预制装配率的确定需要考虑相关规范规程标准以及政府政策要求,所以,在决定建筑设计方案时,既要考虑预制装配式建筑结构的优势,又要考虑施工成本和技术因素,力求发挥预制装配式建筑结构的优势,同时也要避免过高的成本;二、预制装配式建筑结构发展的前提是我国经济的迅速发展,以提高建筑质量和保护环境为目标。观察单体造价,其实预制装配式建筑结构远远高于混凝土浇筑。但是,结构设计师如果能够打破传统思路,把追求结构性能和先进技术作为指导理念,这样就可以得到更好的经济性能;三、预制装配式建筑结构的对于设计技术的要求十分高,设计师不仅要充分了解预制装配式建筑结构的结构概念和力学知识,还要知道预制装配式建筑结构的技术要点。[2]

2预制装配式框架结构体系的设计

预制装配式建筑框架结构体系较轻,所以构件运输的难度也就较小。因此,相比于预制装配形式的剪力墙结构,该体系更容易得到广泛应用。除此之外,预制装配式框架结构在国内外大都应用在高层建筑项目中,属于高层框架结构。预制装配式框架结构体系在应用时,在把梁柱等预制构件运输到施工现场后,需要进行现浇,处理节点和梁端键槽。另外,框架结构中的柱构件也需要根据施工的实际情况和需求进行选择。

关于受力机理,在从结构的角度来分析,需要注意以下内容:①预制混凝土框架柱、梁以及楼板楼梯混凝土强度需要保持在C30以上;②预制柱、预制(叠合)梁内的纵向受力钢筋布置在同等情况下,宜采用较少根数、较大直径;③进行框架梁柱节点的设计时,相交部分应符合刚性连接的使用要求;④节点现浇区域钢筋相互交叉打架现象比较严重,是最为关键的环节,设计时需要考虑构件安装时钢筋连接和避让;⑤在设计、生产过程中,需要注意连接各种结构构件及钢筋连接件设计合理、加工准确。[3]

3预制装配式剪力墙结构体系的设计

结构构件的主要组成部分为梁、板、剪力墙,它可以由预制的混凝土构件组成,如叠合板、预制墙板和叠层梁等。在预制装配式剪力墙结构设计中,须根据实际情况选择是采用半预制还是采用全预制剪力墙结构。通过竖缝节点区后浇混凝土和水平缝节点区后浇混凝土带或圈梁实现结构的整体连接。为了保证结构质量,设计过程中还需要考虑以下几点:①在剪力墙板结构设计时,通常采用边缘构件部位现浇其余墙体预制,实现等同现浇;②剪力墙板竖向受力钢筋通过灌浆套筒连接或浆锚搭接连接等连接方式;③平面尽量规则化、标准化、模数化,少规格多组合;④在连接结构设计时,要确保构件及钢筋的连接可靠性。

4预制装配式框架-现浇剪力墙体系的设计

鉴于目前对装配式框架-剪力墙的试验研究工作还较少,《装配式混凝土结构技术规程》仅限于使用框架预制,剪力墙现浇的做法。

5装配整体式混凝土结构中预制构件的连接是通过后浇混凝土、灌浆料和座浆材料、钢筋及连接件等实现构件间的接缝以及预制构件与现浇混凝土间结合面的连续,满足设计需要的内力传递和变形协调能力及其他结构性能要求。预制构件的连接设计需要特别注意。同时,装配整体式混凝土结构中,节点和接缝处的纵向钢筋连接宜根据接头受力、施工工艺等要求选用机械连接、套筒灌浆连接、浆锚搭接连接、焊接连接、绑扎搭接连接等连接方式,并应符合国家现行有关标准的规定。

结束语

通过上述内容我们详细分析了关于预制装配式建筑结构体系及其设计要点,预制装配式结构不但能提升工程质量同时也能缩短工程施工时间,是我国建筑业经历长时间发展后的突出进步,未来的建筑业要与时俱进,将新材料、新技术不断引入到建筑过程中,推动专业技术的参与,大力推进环保、节能、生态的理念。

参考文献

[1]陈耀钢,郭正兴,董年才.全预制装配整体式剪力墙结构构件工厂化生产技术[J].施工技术,2011(11).

[2]陈建伟,苏幼坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].世界地震工程,2013(01).

[3]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.

标签:;  ;  ;  

预制装配式建筑结构体系与设计鲍利
下载Doc文档

猜你喜欢