装配式混凝土结构建筑设计原则有哪些

参见《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016

3 基本规定

3．0．1 装配式混凝土建筑应采用系统集成的方法统筹设计、生产运输、施工安装，实现全过程的协同。

3．0．2

装配式混凝土建筑设计应按照通用化、模数化、标准化的要求，以少规格、多组合的原则，实现建筑及部品部件的系列化和多样化。

3．0．3

部品部件的工厂化生产应建立完善的生产质量管理体系，设置产品标识，提高生产精度，保障产品质量。

3．0．4

装配式混凝土建筑应综合协调建筑、结构、设备和内装等专业，制定相互协同的施工组织方案，并应采用装配式施工，保证工程质量，提高劳动效率。

3．0．5

装配式混凝土建筑应实现全装修，内装系统应与结构系统、外围护系统、设备与管线系统一体化设计建造。

3．0．6

装配式混凝土建筑宜采用建筑信息模型(BIM)技术，实现全专业、全过程的信息化管理。

3．0．7

装配式混凝土建筑宜采用智能化技术，提升建筑使用的安全、便利、舒适和环保等性能。

3．0．8

装配式混凝土建筑应进行技术策划，对技术选型、技术经济可行性和可建造性进行评估，并应科学合理地确定建造目标与技术实施方案。

3．0．9

装配式混凝土建筑应满足适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能等要求，并应采用绿色建材和性能优良的部品部件。

大概有如下：

1、装配整体式建筑的平面布局应满足结构设计的要求，在建筑结构允许的条件下，宜优先选用大开间、大进深，满足建筑功能需求与其可变性。

2、装配整体式建筑的平面布置宜简单、规则，应考虑承重墙体、柱上下对应贯通，突出与挑出部分不宜过大，具体满足结构计算要求。平面体型除应符合建筑功能及结构设计要求外，尚应符合建筑节能体形系数的要求。

3、装配整体式建筑楼电梯间（核心筒）的布置应满足结构的安全性。采用剪力墙结构体系的楼梯间的四周墙体宜均为剪力墙。

4、装配整体式建筑墙体门窗洞口（尤其转角窗的开设）、端部实墙的长度应满足结构受力的要求。

5、装配整体式建筑平面设计应充分考虑设备管线与结构体系的关系。住宅厨房与卫生间平面功能分区宜合理，符合建筑模数要求。住宅厨房、卫生间上下宜相邻布置，便于集中设置竖向管线、竖向通风道或机械通风装置。

6、装配整体式住宅建筑平面设计应考虑卫生间、厨房的设备和家具产品及其管线布置合理性,宜优先采用标准化的预制盒子卫生间（整体卫浴）及标准化的厨房整体橱柜。

2）预制构件运输方案。包括：车辆型号，运输路线，现场装卸及堆放；

3）场地布置方案。包括：场内通道规划，吊装设备选性及布置，吊装方案，构件堆放位置等；

4）各专项施工方案。包括：构件安装施工方案，节点连接方案，防水施工方案，现浇混凝土施工方案及全过程的成品保护修补措施等；

5）安全管理方案。包括：构件安装时的安全措施，各专项施工的重点安全管理事项；

6）质量管理方案。包括：构件制造的质量管理，安装阶段的质量管理，各专项施工的质量管理重点科目；

7） 环境保护措施。

2、装配式结构施工前应按设计要求和施工方案进行必要的施工验算。施工验算应包括以下内容：

1）预制构件的运输、存放及吊装过程中预制构件与起吊装置的承载力验算；

2）预制构件安装过程中各种施工临时荷载作用下构件支架系统和临时固定装置的承载力验算。

3、预制构件在吊装、运输施工过程中，应符合下列规定：

1）预制构件的混凝土强度应符合设计要求。当设计无具体要求时，出厂运输、装配时预制构件的混凝土同条件立方体抗压强度不宜小于混凝土强度等级值的75%；

2）应根据预制构件形状、尺寸及重量要求选择适宜的吊具，尺寸较大的预制构件应选择设置分配梁或分配桁架的吊具吊装，在吊装过程中，吊索与构件水平夹角不宜小于60°，不应小于45°；并保证吊车主钩位置、吊具及构件重心在竖直方向重合；

3）装配式结构的施工全过程宜对预制构件及其上的建筑附件、预埋件、预埋吊件等采取施工保护措施，避免出现破损或污染现象；

4、施工中使用的吊具应符合国家现行相关标准的有关规定。

自制、改造、修复和新购置的吊具，应按国家现行相关标准的有关规定进行设计验算或试验检验，并经认定合格后方可投入使用。

2、装配整体式建筑设计应做到基本单元、连接构造、构件、配件及设备管线的标准化与系列化，采用少规格、多组合的原则，组合多样化的建筑形式。

3、装配整体式建筑设计所选用的各类预制构配件的规格与类型、室内装修系统与设备管线系统等，应符合建造标准和建筑功能的需求，并适应建筑主要功能空间的灵活可变性。

4、对有抗震设计要求的装配整体式建筑，其建筑的体型、平面布置及构造应符合抗震设计的原则。

5、装配整体式建筑宜采用土建与装修、设备一体化设计。同时将室内装修与设备安装的施工组织计划与主体结构施工计划有效结合，做到同步设计、同步施 工，以缩短施工周期。

6、装配整体式建筑的施工图设计文件应完整，预制构件的加工图纸应全面准确反映预制构件的规格、类型、加工尺寸、连接形式、预埋设备管线种类与定位尺寸。

一、预制构件的科学拆分

建筑产业化的核心是生产工业化，生产工业化的关键是设计标准化，最核心的环节是建立一整套具有适应性的模数以及模数协调原则。设计中据此优化各功能模块的尺寸和种类，使建筑部品实现通用性和互换性，保证房屋在建设过程中，在功能、质量、技术和经济等方面获得最优的方案，促进建造方式从粗放型向集约型转变。

实现标准化的关键点则是体现在对构件的科学拆分上。预制构件科学拆分对建筑功能、建筑平立面、结构受力状况、预制构件承载能力、工程造价等都会产生影响。根据功能与受力的不同，构件主要分为垂直构件、水平构件及非受力构件。垂直构件主要是预制剪力墙等。水平构件主要包括预制楼板、预制阳台空调板、预制楼梯等。非受力构件包括PCF外墙板及丰富建筑外立面、提升建筑整体美观性的装饰构件等。

对构件的拆分主要考虑五个因素：一是受力合理二是制作、运输和吊装的要求三是预制构件配筋构造的要求四是连接和安装施工的要求五是预制构件标准化设计的要求，最终达到“少规格、多组合”的目的。

二、连接节点的处理

连接节点的设计与施工是装配式结构的重点和难点。保证连接节点的性能是保证装配式结构性能的关键。装配式结构连接节点在施工现场完成是最容易出现质量问题的环节，而连接节点的施工质量又是整个结构施工质量的核心。因此，所采用的节点形式应便于施工，并能保证施工质量。

预制构件竖向受力钢筋的连接方式是美国和日本等地震多发国家普遍应用的钢筋套筒连接技术。通过我国科研技术人员大量的理论、试验分析，证明了该技术的安全可靠性，并纳入我国行业标准《装配式混凝土结构技术规程》。灌浆套筒连接技术是通过向内外套筒间的环形间隙填充水泥基等灌浆料的方式连接上下两根钢筋，实现传力合理、明确，使计算分析与节点实际受力情况相符合。

从建筑专业的角度来讲，节点处理的重点包括外保温及防水措施。“三明治”式的夹芯外墙板，内侧是混凝土受力层、中间是保温层、外侧是混凝土保护层，通过连接件将内外层混凝土连接成整体，既保证了外墙稳定的保温性能传热系数，也提高了防火等级。防水措施主要体现在板缝交接处，竖向板缝采用结构防水与材料防水结合的两道防水构造，水平板缝采用构造防水与材料防水结合的两道防水构造。

三、BIM全产业链应用

将BIM与产业化住宅体系结合，既能提升项目的精细化管理和集约化经营，又能提高资源使用效率、降低成本、提升工程设计与施工质量水平。

BIM软件可全面检测管线之间与土建之间的所有碰撞问题，并提供给各专业设计人员进行调整，理论上可消除所有管线碰撞问题。Revit

MEP通过数据驱动的系统建模和设计来优化管道桥架设计，可以最大限度地减少管道桥架系统设计中管道桥架之间、管道桥架与结构构件之间的碰撞。

设计院应具备在产业化项目中进行全产业链、全生命周期的BIM应用策划能力，确定BIM信息化应用目标与各阶段BIM应用标准和移交接口，建立BIM信息化技术应用协同平台并进行维护更新，在产业化项目的前期策划阶段、设计阶段、构件生产阶段、施工阶段、拆除阶段实现全生命周期运用BIM技术，帮助业主实现对项目的质量、进度和成本的全方位、实时控制。

住宅产业化是我国建筑行业的一次深刻革命，是建筑行业发展必然趋势之一。与欧美、日本等发达国家相比，我国住宅产业化发展仍然处于初级阶段，面临管理体制滞后、技术体系不完善和建造成本高企等不利局面。在不断完善技术体系、建设住宅产业化推进激励机制的同时，要重点推行设计、施工、管理一体化，从项目策划、规划设计、建筑设计、生产加工、运输施工、设备设施安装、装饰装修及运营管理全过程统筹协调，形成完整的一体化运营模式。

可以参考GB/T 51231-2016《装配式混凝土建筑技术标准》和JGJ 1-2014 《装配式混凝土结构技术规程》

连接形式一般竖向采用灌浆套筒连接或者浆锚连接，水平采用现浇连接节点，当然这只是常规情况还要根据项目具体情况而定。

比如多层建筑的连接形式就有更多选择——除了湿连接，还有更多的干连接做法，只不过现在没有推广起来。

注意区分一下什么地区、什么高度、采用什么结构形式吧，可以参考下表

不过有一点目前国内的装配式混凝土结构一再强调“等同现浇”，可以说也是思维一种束缚，装配式混凝土结构肯定还会继续往前走，但还有很长的路要走。有一股力量一直推着它，不仅仅是政策的力量，还有经济和民生！加油吧！

一、装配整体式建筑的外围护结构应按建筑围护结构热工设计要求确定保温隔热措施和建筑体形系数。外墙、屋顶、门窗、楼板、分户墙等围护结构传热系数、窗墙面积比、遮阳系数以及外墙外饰面材料的色彩等要求应符合我国现行的建筑节能设计规范、标准。二、预制外墙板的保温材料及其厚度应按工程项目所在地的气候条件和建筑围护结构热工设计要求确定,并应符合下列要求：

1、选用轻骨料混凝土可有效提高预制混凝土外墙板的保温隔热性能。

2、采暖居住建筑采用复合外墙板时，除门窗洞口周边允许有贯通的混凝土肋外，宜采用连续式保温层，保温层厚度应满足所在地区建筑围护结构节能设计要求。

3、宜采用轻质高效的保温材料，安装时保温材料重量含水率不应大于10%。预制外墙板内采用的高效的保温材料可为：阻燃型容重大于16/m3膨胀聚苯乙烯（EPS）、挤塑聚苯乙烯（XPS）、岩棉、玻璃棉等。

4、无肋复合板中，穿过保温层的连接件，应采取与结构耐久性相当的防腐蚀措施，如采用铁件连接时宜优先选用不锈钢材料并考虑连接铁件对保温性能的影响。

5、预制混凝土外墙板有产生结露倾向的部位，应采取提高保温性能或在板内设置排除湿气的孔槽。

6、装配式混凝土构件的热工参数与其生产和养护过程有关，生产企业应提供不同构建件材料的导热系数，带有门窗的装配式混凝土外墙板，应分别提供墙板和玻璃的传热系数，选用装配式混凝土构件用于建筑外围护结构时，应按照相关节能标准验算复合保温层厚度及相关热工参数。无复合保温层的装饰外挂板除外。

三、带混凝土边肋或窗肋的装配式混凝土外墙板，其平均热阻应分别计算主断面和混凝土边肋热阻，可按面积加权平均。

四、采用夹心外墙板时应充分考虑连接钢筋所产生的热桥对复合外墙板传热系数的影响，应根据当地节能设计要求选择带肋或无肋构造。穿透保温材料的连接件，宜采用非金属材料。当采用钢筋（丝）桁架来连接内外两层混凝土板时，其计算平均传热系数应乘以1.2～1.3的修正系数。

五、结构性热桥部位的传热阻可采用基本传热计算方法，其结果不应小于《民用建筑热工设计规范（GB50176-93）》规定的最小传热阻（Ro,min）。

六、装配式混凝土外墙板与梁、板、柱相连时，其连结处宜采取措施保持墙体保温的连续性，连接处的保温材料应选用不燃材料。

七、带有门窗的装配式混凝土外墙板，其门窗洞口与门窗框间的密闭性不应低于门窗的密闭性。

八、预制筑外墙板接缝处（包括勒脚、檐口等处的竖缝及水平缝）做法应满足《民用建筑热工设计规范（GB50176-93）》中最小热阻的要求。

2、应根据设防烈度、建筑高度及抗震等级选择适当的节点连接方式和构造措施。重要且复杂的节点与连接的受力性能应通过试验确定，试验方法应符合相应规定。

3、装配式结构的节点和连接应同时满足使用和施工阶段的承载力、稳定性和变形的要求；在保证结构整体受力性能的前提下，应力求连接构造简单，传力直接，受力明确；所有构件承受的荷载和作用，应有可靠的传向基础的连续的传递路径。

4、承重结构中节点和连接的承载能力和延性不宜低于同类现浇结构，亦不宜低于预制构件本身，应满足强剪弱弯，更强节点设计理念。

5、宜采取可靠的构造措施及施工方法，使装配式结构中预制构件之间或者预制构件与现浇构件之间的节点或接缝的承载力、刚度和延性不低于现浇结构，使装配式结构成为等同现浇装配式结构。

当节点连接构造不能使装配式结构成为等同现浇型混凝土结构时，应根据结构体系的受力性能、节点和连接的特点采取合理准确的计算模型，并应考虑连接和节点刚度对结构内力分布和整体刚度的影响。

6、预制构件的连接部位应满足建筑物理性能的功能要求。预制外墙及其连接部位的保温、隔热和防潮性能应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176和国家现行相关建筑节能设计标准的规定。必要时，应通过相关的试验。