预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点

预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点

赵鹏

中建二局第一建筑工程有限公司山西太原030021

摘要：随着新建筑技术和材料的不断发展与进步，预制装配式建筑得到了广泛的应用。在许多建筑工业化发达的国家，预制装配式建筑经历了长期的实验和应用，现代化的预制装配式建筑产品已经可以高度集成建筑的各种功能，而且建筑的形式和构件非常精致。我国建设需求量大、建设速度快，很有必要发展预制装配式建筑，本文就预制装配式建筑的发展前景及结构设计要点进行分析。

关键词：预制装配式建筑；发展前景；结构设计；要点

前言：近些年随着我国城市化进程的不断加快，建筑行业的发展如火如荼。然而长期以来，我国建筑业始终保持粗放型的发展模式，生产方式仍以传统的现浇模式为主，劳动依赖性强，生产效率低，资源能耗和环境影响较大。因此，在未来建设中应该更加注重建筑的优质性，促进预制装配式建筑发展，不断扩大其实际应用范围，从而提高生产效率，促进绿色施工，降低资源能耗和环境影响。

1预制装配式建筑概述

预制装配建筑主要由各类预制件组合装配而成，其预制件有工厂事先加工完成。将预制件运送至施工现场后，通过可靠的连接方式将预制件连接拼装在一起。目前我国常见的预制装配结构主要有预制装配钢结构、预制装箱房屋、预制混凝土结构等。其中预制装配钢结构主要利用钢梁、钢柱等作为建筑的承重结构；预制集装箱房屋的基本单元为集装箱，通过预先在工厂进行房屋各模块的生产建造，而后将完成的预制结构模块运送至施工现场进行组装，继而完成建筑内部装修。

2预制装配式建筑的设计要点

2.1方案设计

在充分考虑预制装配式建筑技术策划的基础上，对其平面设计和立面设计进行适当的优化；在基本使用性能得以正常发挥的前提下，坚持少规格、多组合的预制构件设计原则，使预制装配式建筑设计的标准化和系统化程度得到切实的提高。立面设计时应该对生产制造各种结构构件的可行性进行重点分析，充分参考预制装配式建筑结构方式及其特点，实现立面设计的个性化和多样化。

2.2初步设计

专业不同，其技术要点也不尽相同，这就对协同设计提出了更高的要求。对各种专业设备和管线的预埋预留位置应进行充分考虑，根据实际情况的客观需求选择合适的预制构件，对经济性、可靠性进行评估，对诸多可能影响施工质量、进度和成本的要素进行分析，并根据客观需求采取切实可行的技术措施。

2.3施工图设计

在初步设计阶段，会根据不同专业来结合预制构件、内装部品、设施设备等设计参数采取一系列技术措施。在预制装配式建筑结构施工图设计过程中，专业不同，其预留及预埋的要求就不同，在设计中应该充分考虑到这一点。预制装配式结构的平面布置宜更加规则、均匀，并应具有良好的整体性。平面长宽比不宜过大，局部突出或凹入部分的尺度也不宜过大。结构竖向布置宜规则、均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力竖向突变，承重构件宜上下对齐，结构侧向刚度宜下大上小。此外，对预制装配式建筑连接节点的防水设计、防火设计和隔声设计也应进行优化。

2.4构件加工图设计

预制构件的设计单位与加工厂之间要保持一定频率的交流和沟通。建筑单位可以对项目建设的实际需求进行充分考虑，并将预制构件的尺寸和类型提供给相关设计单位。除了需要对预制构件门窗洞口和机电管线进行精确定位之外，亦要对其生产及运输过程引起足够的重视，对其施工现场涉及到在各种临时、固定设施上安装吊钩、孔的预埋预留情况进行充分考虑。

2.5预制构件设计

在预制装配式建筑构件设计的过程中，确保标准化、模数化原则得以贯彻落实，在构件使用中尽可能的避免其出现较多的类型，其目的是提高构件的标准化和精确化程度，同时使工程造价控制在合理范围内。在预制装配式建筑中可以采用现浇的施工方式来处理开洞多、异形、降板等部位，并对当地构件加工生产及运输的能力进行充分考虑。值得注意的是，其所制作的预制构件务必保证其具有较强的耐久性和耐火性，在设计预制构件时注重提高产品的便利性、生产可行性和安全性，构件脱模及预埋吊点的数量要根据预制构件尺寸的大小进行适当的增减，严格遵守当地隔热保温的相关要求。在预制外墙板设计中，要使其满足空调和散热器的安装要求。在建筑结构中选择非承重墙的隔墙板最好秉持其自重轻、安装方便、隔音性好等原则，在不影响其使用功能发挥的基础上，提高非承重隔板与主体结构的安全性和可靠性。

3新型预制装配式建筑的功能与特点

3.1设计多样化

装配式房屋，采用大开间灵活分割的方式，根据住户的需要，可分割成大厅小居室或小厅大居室。住宅采用灵活大开间，其核心问题之一就是要具备配套的轻质隔墙，而轻钢龙骨配以石膏板或其它轻板恰恰是隔墙和吊顶的最好材料。

3.2功能现代化

节能，外墙有保温层，最大限度地降低冬季采暖和夏季空调的能耗；隔声，提高墙体和门窗的密封功能，保温材料具有吸声功能，避免外来噪音的干扰；抗震，大量使用轻质材料，降低建筑物重量，增加装配式的柔性连接；防火使用不燃或难燃材料，防止火灾的蔓延或波及。

3.3制造工厂化

装配式建筑外墙板通过模具，机械化喷涂、蒸养工艺进行制造；屋架、轻钢龙骨、各种金属吊挂及连接件等等都是机械化生产；工厂在生产过程中，材料的性能诸如强度，耐火性，抗冻融性，防火防潮，隔声保温等性能指标，都可随时进行控制。

3.4施工装配化

由于装配化建筑的自重要比传统建房自重减轻一半，因此，地基也简化了。工厂预制好的建筑构件运来后，在现场工人们按图组装，工地上再也不会出现过去那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作用了。

4未来中国的预制装配式建筑发展趋势

展望预制装配式建筑的未来发展，大到整体空间布局，小到建筑细部的每一个预制构件，将建筑群与环境雕琢的如此细腻。在我国，预制装配式建筑的发展正处于向工业化发达国家学习的起步阶段，设计、生产、运输、安装各环节的技术是实践过程中首要攻克的难题，对于预制装配式建筑在环境、功能及美观等建筑设计方面的因素并无有针对性的深入探讨。

由于我国经济发展起步晚，建设量极大时间又非常集中，建筑工业化还处于比较落后的状态，虽然目前在预制建筑在住宅的发展上有了一些新气象，但是还没有形成规模和气候，产业链也不是很完善，还需要进一步的支持和推动。随着我国经济的发展，各种公共建筑开始在各个城市中不断出现，很多建筑由于功能和形式的需求采用了异形的结构形式，无法用传统的建造方法实现，也在不同程度上采用了预制构件装配的方法。

结束语：

未来预制装配式技术的发展，应充分发挥工厂预制件和现场装配的优势，将新材料、新工艺不断应用到建筑上，使结构与建筑及设备等专业密切配合，充分优化建筑性能与功能。随着低碳、节能、绿色、生态和可持续发展等理念的深入人心，预制装配式建筑会在我国有广阔的发展前景。

参考文献：

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[2]严薇.曹永红.李国荣.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].重庆建筑大学学报.2004（05）.

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