装配式建筑如何“搭积木”？ 11个主流结构系统参数详解-兴业保险网

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装配式混凝土框架结构包括预制整体混凝土框架结构和其他装配式混凝土框架结构。 前者是指框架梁、柱全部或部分采用预制构件通过可靠连接组装而成。 后者主要指各类干连框架结构，主要与剪力墙、抗震支座等配合使用。

1.1主要预制构件

预制楼板（包括预制实心板、预制空心板等）、预制梁（包括预制实心梁、预制组合梁等）、预制墙体（包括预制实心剪力墙、预制空心墙等）、预制柱（包括预制实心柱、预制空心柱）、预制楼梯（预制楼梯段、预制休息平台）及其他复杂异型构件（预制凸窗、预制带凸窗墙、预制转角外墙等） ）。

预制楼梯

1.2 连接方法

湿式连接：将预制梁、柱或T型构件在接缝处用钢筋连接或锚固，通过现浇混凝土连接形成整体框架的连接方法。

干式连接：主要分为预应力连接和混合连接。 预应力连接通过张拉预应力筋施加预应力，将预制梁、柱连接成一个整体。 混合连接是在预应力连接中加入普通钢筋，利用其屈服耗散能量，形成预应力钢筋与普通钢筋的混合连接。

1.3 优点和缺点

装配式整体框架主要包括框架节点后浇铸和框架节点预制两大类。 前者的预制构件在梁柱节点处通过后浇混凝土连接，预制构件呈直线形； 后者的连接节点位于框架柱和框架梁处。 在中部地区，由于预制框架节点制作、运输、现场安装等困难，现阶段在住宅项目中应用较少。

装配式钢结构体系

装配式钢结构是由钢材组成的结构。 目前，高层装配式钢结构建筑传统的结构体系有纯框架和框支撑体系，而新型的有集装箱、钢管束、钢异型柱等。装配式钢结构主要由梁、钢柱、钢桁架等构件采用型钢、钢板制成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。

容器系统

2.1 主要预制构件

预制楼板、立面板、楼梯等。装配式钢结构建筑提倡采用非砌体墙体，采用工厂预制墙板。 装配式钢结构使用的楼板类型主要有钢筋桁架楼承板组合楼板和桁架钢筋混凝土组合楼板。 楼梯可采用预制钢楼梯或预制混凝土楼梯。

钢框架柱、钢梁等。“工业化住宅”体系主要采用钢框架结构配置主体建筑模型，需要结合“钢束组合”模型进行构件设计。

2.2 主要连接方式

焊接连接：主要采用电弧焊，即在构件的连接点处钢结构衬板，电弧产生的高温将放置在焊接部位的电极或焊丝金属熔化，将构件连接在一起。

螺栓连接：连接包括螺栓杆、螺母和垫圈。 对于高强度螺栓连接，应使用专用扳手拧紧高强度螺栓，并施加规定的预紧力。

铆接：除轻钢结构外基本不再使用。

2.3 优点和缺点

钢结构建筑具有工期短、节能环保的独特优势。 它们是理想的绿色建筑材料，因此在住宅建筑中具有很大的优势。 但现阶段钢结构住宅的比例还很低。 首先，由于尚未实现规模经济等多种原因，钢结构住宅的成本高于混凝土建筑结构； 其次，对于钢结构制造来说，处于钢结构制造产业链的中游，该行业处于分包的弱势地位，这导致钢结构企业至今还没有形成较大的规模。

木结构体系

装配式木结构建筑是指主要木结构承重构件、木构件及部件在工厂预制，现场安装的木结构建筑。 装配式木结构建筑应符合建筑全生命周期的可持续性原则，应满足装配式建筑标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装饰、信息化管理和智能化应用的“六化”。 “要求。

3.1 主要预制构件

预制梁柱和木桁架：预制木结构建筑中最灵活的构件，需要现场二次加工。 木桁架是指由木构件组成的桁架，是木屋顶、木塔的主要承重结构。

预制板构件（墙体、楼板、屋顶）：板式预制是将整个建筑的墙体、楼板、屋顶通过结构分解，分解为不同功能的平板，即分解为预制板构件，并预制后在工厂完成后，运输到现场并一起吊装。

预制空间模块化构件：空间模块化构件一般是三维单元，包括墙体、地板和屋顶。 它们是预制最多的构件，包括防水保温、外装饰和内装饰、水电管道等。

3.2 连接方法

板销连接：采用板状硬木销，防止被拼接部件的相对移动。 板销在弯曲条件下主要沿纹理传递力，具有较高的承载能力。 因此，应注意使木纹与拼接处垂直。

开口环连接：最早应用。 连接点削弱木材受力面积较小，具有较高的承载能力。 但其连接主要依靠木材的剪力传递，韧性较差。

剪力盘连接：将成对的钢盘（剪力盘和齿形盘）分别镶嵌在连接接头两侧构件的环槽中，通过紧固螺栓传递剪力。 木质构件主要承受剪切力和压力。

插针连接

3.3 优点和缺点

由于国内木材短缺且生长周期长，对设计深化、工业分割和施工的技术要求较高，木结构的单位造价远高于混凝土。 而且，由于没有承重梁，木结构适合一些低层建筑，所以国内木结构建筑相对较少。

装配式剪力墙高层住宅系统

装配式剪力墙结构是由剪力墙、梁、板等预制混凝土构件组成的预制混凝土结构，是竖向结构的主要受力构件。 装配式剪力墙结构是目前最成熟、应用最广泛的装配式混凝土结构体系，是高层住宅建筑的首选结构体系。

4.1 主要预制构件

剪力墙：剪力墙的名称来源于应力角度。 可分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙和内置钢板支撑剪力墙。 剪力墙一般都是承重墙（承重墙是支撑上层楼层的墙）。

叠合板：楼板是指建筑物的承重结构，根据所用材料的不同可分为：木楼板、砖拱楼板、钢筋混凝土楼板、钢衬楼板。

组合梁：较短的梁是现浇的，其余的梁是预制的。 门窗上方的连梁与剪力墙一起预制。 预制梁与后浇混凝土组合层的结合面应设置粗糙面，梁端面应设置键槽，以增加抗震强度。

4.2 连接方法

干接：施工现场无需浇筑混凝土。 所有预制构件、预埋件、连接件均在工厂预制钢结构衬板，并通过螺栓或焊接连接。

湿式连接：将两个承重构件之间的钢筋相互连接后，通过浇注节点实现结构的整体连接，使节点相当于现浇。

4.3 优点和缺点

混凝土剪力墙结构是目前高层住宅的主要结构形式。 虽然装配式混凝土剪力墙结构的钢模板安装重量大，预制构件成本较高，但由于其在高层住宅建筑中的应用，且施工全面，近年来已成为研究和应用的重点。集房地产、工程设计、预制构件生产、施工于一体的综合性企业发展。

完全组装的低层住宅系统

整个建筑由密集的柱支撑框架结构体系和集装箱式模块组成，由多个类似集装箱的模块组成。 首先，它们在工厂预制和集成，然后包装成集装箱，并使用标准车辆运输到施工现场，以组装形式进行施工。

5.1 系统主要组成

基础体系：主要采用简桩基础、基础梁的基础型式。 桩基础采用预制桩或钢桩，基础梁采用预制混凝土梁。 这将减少现场湿作业，提高装配化程度，加快施工进度。

结构体系：采用方钢、H型钢、薄壁轻钢龙骨等轻钢框架结构，板与板梁之间的连接采用全高强螺栓节点连接。

围护系统：拟采用聚合物泡沫水泥板、硅镁轻质条、GRC轻质条等围护墙板材料，加保温装饰一体板夹芯结构。 内墙使用壁纸、油漆和装饰板等室内材料。 设备系统包括能源系统、排水系统、厨卫系统、新风系统、地暖系统（电采暖、热水）、太阳能系统、照明系统、污水处理系统等。

5.2 优点和缺点

由于农村地价相对便宜、交通不便，轻质、易于安装的全装配式低层住宅系统在农村和郊区更受欢迎。

预应力结构体系

预应力混凝土结构是在结构构件承受外荷载之前人为施加压力的。 由此产生的预应力状态用于减少或抵消外荷载引起的拉应力，即借助混凝土较高的抗压强度来弥补抗拉强度的不足，从而延缓混凝土的开裂在张力区。

6.1 预应力技术的类型

预张法：在构件浇筑混凝土前，将预应力筋张拉至设计控制应力。 当混凝土强度达到一定水平后，释放预应力筋，使预应力作用于混凝土框架。

后张法：在构件浇筑混凝土前，在预应力筋相应位置预埋槽钢或埋设无粘结预应力筋。 当混凝土强度达到一定水平后，将预应力筋拉伸至设计拉应力。 ，并采用专用锚栓固定混凝土构件端部的预应力筋。 对于粘结预应力筋，需要将灌浆材料注入预留通道中，使预应力筋与混凝土粘结为一体。

外部预应力技术：预应力筋位于构件外部，或结构构件由预应力筋与其他材料制成的构件组成。

6.2 优点和缺点

预应力混凝土的生产工艺复杂，对产品本身质量、生产人员和机器要求较高，且价格相对较高。 现阶段我国住宅项目中很少使用。

钢-混凝土结构体系

装配式钢混凝土组合结构是指采用工厂生产的钢梁和混凝土预制构件，通过一定的施工方法在现场组合形成整体的结构。 它兼有钢结构和混凝土结构的特点，可以共同承受荷载。

7.1主要部件

组合梁：由钢梁、连接件和钢筋混凝土板组成。 组合梁上翼缘有一块截面积较大的钢筋混凝土板来承受压力，导致钢梁上翼缘截面减少，从而节省钢材，而钢梁下翼缘承受压力拉力，是组合梁的应力特性。

工字钢

复合板：先将连接件焊接在压型钢板上，然后浇筑钢筋混凝土板，形成复合板结构。 连接器使用带头螺柱或钢筋。

组合桁架：将钢筋或有头螺柱的柔性连接件焊接到钢桁架上，然后浇筑钢筋混凝土板。

组合柱：由薄壁钢管浇筑混凝土而成，又称钢管混凝土柱。 断面形状有圆形和方形。

7.2 钢筋与型钢的连接方法

钢筋连接件连接：这种方法是在构件制作时将连接件焊接到钢构件上，安装时将钢筋紧固到连接件上。

钢筋连接板连接：钢筋搭接板在可能的情况下需要尽可能地与钢构件焊接，安装时将钢筋焊接在搭接板上。

分段钢筋穿孔连接：这种方法是在工厂预先开好钢筋孔，现场施工时将钢筋穿过。

7.3 优点和缺点

轻钢、轻混凝土结构体系可以改善农村低层轻钢住宅造价较高、舒适度差等缺点。 钢-混凝土组合结构技术的应用尚处于探索阶段。 在我国应用还不广泛，施工技术还不是很成熟，可供借鉴的施工经验相对较少。

模块化结构系统

模块化建筑是将传统房屋划分为单个房间或某个三维建筑空间内的建筑模块单元，并在工厂内预制和安装模块单元的地板、天花板、墙体。 完工后，这些建筑模块单元被运至现场。 使用像“积木”一样的起重设备将它们堆叠并连接在一起，形成完整的建筑物。

模块化构件示意图（木结构）

8.1 连接方法

模块内连接：模块化构件的单桁架与传统桁架相同，各构件通过齿板连接或延伸。

与外墙连接：屋架构件运至施工现场后吊装就位，通过金属连接件固定于建筑墙体双层屋面梁板或墙柱柱上。

8.2 优点和缺点

优点：施工速度快，与板式施工相比可缩短工期。 节省人力、物力，组装程度高。 大部分建设工作，包括水、暖、电、卫生等设施的安装以及房屋装修均在工厂内完成。 施工现场只剩下构件吊装和节点处理，管道即可使用。 。 环境污染极少，施工过程绿色环保。 方便后期扩展。

缺点：模块化构件预制工厂投资较高。 运输和安装需要大型设备。 成本较高。 单个模块面积有限，建筑适用范围低。

主次框架结构体系

9.1 框架结构及连接方式

又称巨型框架结构。 主次框架结构是由大型构件、巨梁、巨柱等组成的主体结构与常规梁、柱构件组成的次结构共同作用的结构体系。 主框架为巨型框架，结构截面的几何规模、面积、转动惯量都很大； 副框架为普通框架，构件截面的几何尺寸、面积、转动惯量都比较小，两者不是一个数量级。 巨型柱通常由建筑物、电梯井或大断面实心柱组成。 一般每隔几层或十几层就架设一根巨梁，梁高一般占一层或几层。

主框架的梁、柱采用混凝土，次框架采用钢结构时，主次框架的连接方式主要有刚性连接、半刚性连接和铰接连接。 刚性连接意味着部件是一个整体。 破坏后，梁与柱之间的夹角为零，所有内力都从柱传递到巨梁上。 铰链是指结构受力后，梁、柱可以自由转动，不受其他约束。 各节点相互独立，梁不能将上部弯矩传递给柱。 半刚性连接是介于钢连接和铰连接之间的一种新型连接方式。

9.2 优点和缺点

主次框架结构可以增加建筑的空间和高度，更适合展览馆等大空间建筑。 我国住宅建筑中很少使用。

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交错桁架结构体系

是指由预制钢筋混凝土柱或钢柱、钢桁架、预制楼板等预制构件组成的大跨度空间结构。 主体结构采用预制交错桁架结构，设有外墙、内隔墙和楼板系统。

在建筑的各横轴上，平面桁架间隔排列，并在相邻轴上交错排列。 相邻桁架之间，楼板一端支撑在下一层平面桁架的上弦上，另一端支撑在上层平面桁架的下弦上，实现少支撑或无支撑施工。

10.1 主要部件及连接方法

主要构件：柱、桁架、楼板、斜杆

桁架与柱的连接方法：首先将钢桁架放置在牛腿上，铺设预制楼板，拧紧节点板与柱之间的螺栓。 此阶段，牛腿承受全部竖向剪力； 然后就地浇筑混凝土，加上新荷载产生的竖向剪力。 方向剪力由牛腿和节点板承受，水平拉力由节点板螺栓传递。

交错桁架和预制楼板

10.2 优点和缺点

交错桁架结构主要有木结构和钢结构。 目前我国在公共建筑中使用较多，在住宅项目中使用较少。

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双面复合剪力墙结构体系

双面组合剪力墙结构是一种新型的装配式结构体系，由双面组合剪力墙、预制组合梁、预制组合楼板、预制外飘窗、预制带开间非承重墙等组成。窗户、预制楼梯、由预制阳台、轻质板条等预制构件，以及现浇剪力墙、现浇混凝土接缝、现浇构件等现浇构件组成。 -放置楼板。

11.1 主要部件及连接方法

双面叠合剪力墙是由两块工厂生产的预制混凝土墙板通过桁架钢筋连接而成的具有内腔的预制剪力墙板。 混凝土在成型的空腔中现场浇注，形成整体受力结构。 成员。

普通预制剪力墙是在工厂预制好，在现场预留的注浆孔中浇注混凝土，相当于用“粘合剂”将已经建好的墙体和工厂预制墙体固定在一起。 组合板剪力墙的垂直方向是在空腔内插入钢筋，然后在空腔内灌注混凝土，将上下墙体连接成一个整体，具有较大的结合面。 由于叠合墙的空腔尺寸远大于插入筋材所需的空间，因此叠合墙在安装过程中更容易施工。 由于普通预制墙体套筒直径较小，调节空间相对有限。

叠合剪力墙不需要套筒或灌浆锚栓连接。 叠合剪力墙的上下、左右连接均采用现浇层和现浇边缘构件。 采用插筋连接，施工方便、精确，无需钢筋、套筒。 消除定位困难，保证施工质量； 同时也避免了专用套管和灌浆材料的高成本。

11.2 优点和缺点

双面层压墙有不同的厚度规格。 由于空腔的存在，相同宽度和高度的墙体重量比普通墙体轻一半左右。 由于普通预制剪力墙竖向钢连接施工速度较慢，叠合墙可以发挥独特的作用，但目前国内可借鉴的工程经验并不多。