装配式建筑结构设计探讨

装配式建筑结构设计探讨

摘 要：装配式建筑以其高效率、高精度、设计体系完整等一系列的优势使得其在全球范围内收到各个国家的高度重视。前瞻产业研究院《2018-2023年中国装配式建筑行业战略规划和企业战略咨询报告》显示在各国装配式建筑试用发展的影响下，全球装配式建筑的市场规模不断增加，所以本文着重讨论关于装配式建筑结构设计一些相关问题。

关键词：房屋建筑；转配式混凝土；建筑技术

一、国内外技术现状

西方发达国家的装配式建筑已经发展到了比较成熟的阶段。比如日本、美国、澳大利亚、法国、瑞典、丹麦等典型性的发达国家。全面和系统的研究了预制混凝土的结构，并在工程设计中，制定了相应的规范，如日本的“JASS14 混凝土幕墙”以及“JASS10 預制混凝土工程”。发达国家和地区的装配式建筑大致经历了约三个阶段：第一阶段是工业化的初期阶段，重点是建立相关体系；第二阶段是工业化的发展期，表现为逐步提高的产品质量和性价比；第三阶段为工业化发展的相对成熟期，进一步降低了物耗和环境负担，大力发展资源循环型的建筑。发达国家的相关实践已经证明，利用工业化的生产手段是实现建设低能耗、低污染建筑，达到资源节约、提高品质和效率的根本途径。新加坡政府对于建筑行业发展的要求就是用技术来减少人力，并且也一直致力于减少人力中。

美国的住宅建筑市场发育比较完善，住宅构件和部件的商品化、集成化较高，各种机械和仪器业也很发达，各种技术服务的专业化、社会化程度很高。一般情况下，房屋构建在工厂制作成型以后，运到工地与其他各种建筑构建组成一个完整的住宅建筑。现场很少有湿作业，同样的工程建筑效率是国内目前建筑效率的数倍。并且由于美国的工业化住宅在管理机制上较为先进，能够把房屋作为一个最终产品来进行通盘的考虑和设计。所以，美国的装配式产业化住宅已经达到了一个相当高的程度和水平。

如果从1999年国务院办公厅发布《转发建设部等八部门关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》（国办发〔1999〕72号）开始算起，装配式建筑在我国开始引起重视并逐步推广的时间已有18年。但若从上世纪80年代曾推广的大板式建筑开始算起，这个时间则已经有30多年了。但大板式建筑与现在的装配式建筑相比，根本不可同日而语，与现浇建筑相比也没有优势，所以后来被淘汰了。因此，这表明我国发展装配式建筑的历史也只有18年时间，刚刚成年。

目前，我国在大力推动经济发展的同时，调整产业结构以及大力促进节能减排工作下，北京、上海、深圳等城市的地方政府也在为了保障性住房的建设开始发力，陆续出台了一些支持建筑发展的地方性政策。国内的一些大型房地产企业也纷纷开始行动，加大力度投入到建筑工业化进程中来。从全国范围来看，以新

型预制混凝土装配式结构为代表的，快速发展的建筑工业化，进入了新一轮的发展期。这个时期，是我国建筑企业进入全面推进的一个重要时期，工业化进程也在逐渐加快脚步，但是，总体上看与发达国家还是存在比较大的差距。

二、模块化发展的目的和必要性

相比于传统的建筑业，装配式建筑有着如下的突出优势：

（1）可以保证工程的质量率高

传统施工现场受限于工人素质良莠不齐，建筑质量事故频发，而装配式构件是在工厂中生产完成的，生产过程中温湿度是可以控制的，构件的质量便能够得到保证。

（2）降低危险系数

传统的施工工艺，大部分是要在露天作业环境中完成，存在比较大的安全隐患，装配式建筑构件，在运输到现场后，由专业队伍严格按照流程装配，有力的减低了公证质量隐患

（3）提高了工人的生产效率

装配式建筑构件，采用钢模由工厂批量生产，减少施工现场的脚手架和模板数量，进而生产成本得到了较低，特别是在生产形式相对较复杂的建筑构件，有着更明显的优势；同时也省掉了相关的施工流程，大大的提高了现场工人的时间。

（4）政策扶持

根据装配式建筑在各国的发展经验，在产业发展初期给予政策支持对于行业发展至关重要。在国务院作出大力发展装配式建筑的决定后，装配式建筑迎来政策大爆发的局面，装配式建筑进入政策性利好阶段。在国务院出台的《进一步发展装配式建筑的指导意见》（以下简称意见）中指出，要以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过 300 万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区。在推进的力度上，针对不同地区，意见区分了三种方式：分别是“重点推进”、“积极推进”和“鼓励推进”。

三、装配式建筑结构设计思路

1.在建筑设计的方案阶段，应着手协调建设单位、设计单位、制作单位和施单位各方之间的关系，共同对建筑的全方位进行全面的标准化设计，对项目运用装配式建筑结构进行可行性分析，然后同进行整体策划，提出最实际可行的方案。应全程把控预制构件的所有部位的拆分，项目中应该采取哪些构件预制，哪些构件应该拆分，应该根据不同项目的特点、预制装配效率率以及选定的结构类型体系等各方面确定。对装配式建筑，首先应考虑采用的是水平构件预制技术，避免

楼板在施工时采用满堂模板以及搭设脚手架，进而节约了造假；其次保温装饰一体的外墙应得到考虑，外墙脚手架的使用频率应该减少，其次再考虑承重和非承重内墙的预制2.在初期的设计时期，通过，对于结构框架、结构类型、建筑选材、设计类型以及基础构造等内容的多方案技术比较和论证，选出最优话方案，整体控制的土建造价。

四、装配式建筑结构构件设计要点

1.材料

实现建筑工业化的目标之一，是为了提高产品的质量。构件工厂化生产，有利于控制质量，比如采用预制混凝土的强度要高于现浇混凝土。混凝土、钢筋和钢材的指标参数应满足《装配式混凝土结构设计规程》JGJ1-2014的要求。

2.结构分析

装配式混凝土结构形式有：装配整体式框架结构、装配整体式现浇剪力墙结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式部分框支剪力墙结构。其最大适用高度、抗震等级、高宽比、规则性应按《装配式混凝土结构设计规程》JGJ1-2014、《建筑抗震设计规范》GB50011的规范确定。

五、展望

按照政策的普遍要求，未来十年内装配式建筑将占新建建筑面积30%的比例，新增房地产需求较多的地区也是装配式建筑推进力度较多的地区，预测新增住宅面积每年提高3%，以10年为周期，以现有的装配式建筑平均价格计算，2025年的市场规模将达到47000亿元。

参考文献

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[2] 宋安平等.土木工程制图.高等教育出版社.1999

[3] 何铭新等.建筑工程制图.高等教育出版社.2001

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[5] 王崇杰.房屋建筑学.中国建筑工业出版社.1997