1裝配式建築結構設計現狀
1.1某住宅工程，剪力墻結構，預制率20%，預制構件:樓板、空調板、女兒墻、兩層以上樓梯。本工程設計依據:《裝配式混凝土結構技術規程》(JGJ 1-2014)；《裝配式混凝土建築技術標準》(GBT 51231-20163)；鋼筋連接用灌漿套管(JG/T398-2012)；《鋼筋焊接網混凝土結構技術規程》(JGJ114-2014)。本工程采用的標準圖集:《裝配式混凝土結構連接節點構造》(g 310-1 ~ 2)；桁架鋼筋混凝土疊合板(15g 366-1)；預制鋼筋混凝土板樓梯(15g 367-1)；預制鋼筋混凝土陽臺板、空調板、女兒墻(15G368-1)。本工程設計活荷載:施工集中荷載:1.0 kn；；施工階段驗算(動力系數):脫模、翻轉、運輸、吊裝:1.5；施工階段驗算(脫模吸附力):1.5kN/m2。連接方式:樓板上下鋼筋錨入現澆梁內，與墻體連接；空調板上的上下鋼筋錨入現澆樓板內連接；樓梯踏步板通過預留孔與現澆梯梁的預埋鋼筋簡單連接；女兒墻的水平鋼筋錨固在現澆混凝土構件中。
1.2某住宅工程采用整體剪力墻結構，預制率40%。預制構件為:內外墻板、樓板、陽臺、飄窗、空調板、樓梯。設計方法:采用PKPM計算軟件，整體計算基於等效現澆原則；同壹樓層部分構件預制現澆，現澆構件地震力放大1.1倍(現澆墻肢彎矩和剪力乘以1.1)；接頭部分需要檢查；預制構件增加了各種工況(如拆模、運輸、吊裝)。
2預制建築和傳統建築
結構設計過程中的差異。通過上述工程設計項目，不難看出，在結構設計過程中，裝配式建築不同於傳統建築，設計師需要考慮的更多更深。
2.1整體計算中如何考慮預制構件的參與？
傳統建築是現澆的，在結構設計的過程中把所有的構件都內置到模型中，整體計算就可以了。如何考慮裝配式建築預制構件的整體計算，是裝配式建築結構設計的難點。前述項目的整體計算基於等效現澆原則；同壹樓層部分構件預制現澆，現澆構件地震力放大1.1倍(現澆墻肢彎矩和剪力乘以1.1)。基於這壹計算原則，預制構件之間以及預制構件與現澆構件之間的連接必須得到可靠保證。
2.2預制構件增加了各種工況(如拆模、運輸、吊裝)。
在傳統建築的設計中，只能考慮建造的可行性。裝配式建築在設計時要考慮方方面面，即在常規設計的基礎上進行深入設計。目前的深化設計多由預制構件生產廠家進行，需要跨專業的工藝協調和碰撞檢驗，也需要反饋到結構設計中。設計單位要結合深化設計、施工工藝、預制構件加工、運輸、安裝進行結構設計，這無疑增加了設計難度，也要求設計人員對裝配式建築的整個施工過程有深入的了解。
2.3裝配式建築需要bim技術系統。
從設計之初，到深化設計，到工藝協調和碰撞檢驗，到預制安裝，再到項目施工，裝配式建築需要全周期無縫銜接，需要精細化的壹體化設計來保證項目的順利實施。要達到這個要求，必須應用BIM技術。基於建設項目相關信息的模型為包括建設運營單位在內的設計人員和工程師共同工作提供了基礎。信息集成後，應用同壹個平臺，以其壹致性、可視性、協調性、仿真性、優化性等特點，使設計、施工、運營、維護等各個階段同時執行，從而保證裝配式建築順利完工。
3.裝配式建築結構設計的實施內容
3.1裝配式建築結構計算流程
結合某裝配式建築工程的結構設計部分，以PKPM結構設計軟件為例，其具體實施如下:首先PKPM建模與傳統方法壹致，然後導入PKPM-PC軟件，然後確定工程的預制率，確定工藝原則，進行拼合方案的初步設計和優化，然後進行裝配式整體計算生成施工圖，最後進行深化設計。
3.2結構設計師的基本要求
通過結構計算軟件的計算內容可以知道，設計人員需要具備裝配式建築的基礎知識。在傳統設計中，設計師可以通過掌握設計規範、圖集和基本施工條件來進行設計。但在裝配式建築的結構設計中，設計人員首先要掌握與裝配式建築相關的規範、圖集和標準。這些方面包括設計內容、連接節點、結構要求等，與傳統設計有所不同，需要重新學習和熟練運用。其次要了解深化設計的內容，這就要求設計師了解裝配式建築預制構件的加工工藝和安裝要求，以及裝配式建築的施工方法。在此基礎上，才能準確把握深化設計的要求，正確進行施工工藝、預制構件加工、運輸、安裝的結構設計。
3.3 BIM技術的掌握和應用
設計師要對BIM技術有深刻的理解。BIM技術近年來在國內開始發展，但在傳統設計單位尚未形成規模，僅在少數設計院和少數工程項目中得到應用，部分項目僅停留在模具周轉、碰撞檢驗等表面應用領域。深化設計部分，鋼筋端頭調整、水暖管道預埋預留、預埋件布置、安裝模擬、碰撞檢查、施工吊裝、重心檢查等。BIM技術的應用可以很好地解決這類裝配問題。對於裝配式建築來說，由於施工精度的提高，BIM技術的應用極為重要。後期的施工模擬、施工組織、工程計算都可以在BIM數據集的平臺上進行。
3.4裝配式建築結構設計內容
預制混凝土結構的設計部分應有專門的結構說明，應與主體結構的總說明結合使用，預制構件的圖紙應與主體結構的施工圖結合使用。必須明確給出施工的集中荷載和施工階段驗算的荷載值。設計圖紙需要包括以下內容:壹、預制混凝土結構設計總說明是整個工程的指導性文件，是預制構件加工安裝的指導性說明。二、預制構件平面圖，表達預制板的分布位置、板塊名稱、重量。三、剖面圖，與預制構件相關的建築各部位墻體的剖面圖，表達預制構件與主體結構的相對關系。第四，樓板預埋件分布圖顯示了預制構件組裝前需要提前預埋的金屬件位置。五、預制構件詳圖，構件廠生產預制構件所用的圖紙，表示構件的外形尺寸、配筋信息、相關連接件、金屬預埋件的定位和數量等。第六，節點圖，表達預制構件之間的節點構造，以及預制構件與現澆構件之間的連接。第七，金屬件加工圖，表達了PC生產建設中使用的所有金屬件的加工圖。
3.5裝配式建築結構設計對預制構件廠和施工單位的要求
目前，裝配式建築尚未形成真正的產業化和標準化，裝配式建築的結構設計受不同預制構件生產廠家的工藝流程和不同施工單位制定的施工方案的影響。因此，在結構設計部分，需要增加對預制構件廠和施工單位的要求。比如預制構件的加工單位要根據結構設計規定和施工單位的要求編制生產加工方案。所有構件加工前，必須與相關專業(建築、結構、給排水、電氣)核實後方可加工。總承包商應在裝配式混凝土結構施工前制定專項施工方案。施工方案應結合結構深化設計、構件制作、運輸、安裝全過程的驗算、施工提升及支撐系統的驗算進行規劃制定。應包括構件安裝和節點施工方案、構件安裝的質量管理和安全措施等。，並應充分體現裝配式結構施工的特點和工藝流程的特殊要求。工程施工總承包企業必須對預制構件吊裝定位、縱向鋼筋連接等關鍵工序的施工管理人員和操作人員進行技術培訓和崗位技術考核，施工人員應嚴格執行崗位操作標準；施工管理人員應對每道工序進行檢查和驗收，並如實做好施工記錄；工程監理單位、施工承包商、預制加工單位和深化設計單位，以及其他與工程有關的產品供應商，在工程設計中應嚴格執行本規定。
4結論
裝配式建築並不是壹個新生事物，在各國都取得了很大的進步。而我國早期的磚混結構采用預制板，但連接方式不好，抗震性能差，後期都改為現澆結構。直到近幾年，裝配式建築開始普及，這對於設計師乃至整個建築行業來說，都是壹個巨大的變化。
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