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多種裝配式結構體系?的施工技術工藝的與發(fā)展趨勢的研究與分析

隨著我國近年來社會經(jīng)濟的快速發(fā)展與改變，傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨以下嚴峻挑戰(zhàn)：勞力短缺、成本提升、業(yè)主對工期和質量提出更高要求，以及綠色環(huán)保安全等方面的嚴格規(guī)定。相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆型建筑，裝配式建筑作為以上各個問題的更優(yōu)解，得到了快速發(fā)展和廣泛認可。工程界采用裝配式技術取得良好效益，政府明確了建筑業(yè)未來方向在于“綠色、工業(yè)化、信息化”。進一步地，以上背景并不局限于國界，大體上逐步成為世界主流。

裝配式建筑工法的完善使結構的預制率不斷提升，目前己達到較高的水平，尤其是在歐洲出現(xiàn)了不少出色的全預制案例：在美國、日本和我國，在高烈度地震區(qū)采用較高預制率的結構，也有一系列成功經(jīng)驗。此外，裝配式混凝土結構在高層、大型、復雜的建設中得到不斷推廣。在這樣的行業(yè)背景下，預制構件所帶來的影響并不能通過對節(jié)點性能、連接性能的深入研究就得到全面的解答，學者與工程師們對裝配式混凝土結構有區(qū)別于現(xiàn)澆結構的體系性能、行為、機理日益關注，并針對以下方面進行了研究：

（1）高預制率、多個部件采用全預制的結構，傳統(tǒng)假設的適用性及其偏差程度，例如樓板面內剛性、次梁不引起主梁扭轉、非結構墻體對剛度的貢獻和對破壞模式的影響等等；

（2）等效現(xiàn)澆的裝配式節(jié)點，因其預制的精細以及高性能新材料等技術，能否形成高延性和構件承載力的合理梯度，從而保證體系在大震下實現(xiàn)合理的出鉸機制；

（3）非等效現(xiàn)澆的新型裝配式節(jié)點性能如何影響到體系行為，例如采用預應力和節(jié)段化降低殘余位移，再進一步結合體外耗能件和二次剛度技術實現(xiàn)全過程損傷可控與快速修復。

以上方面的研究是裝配式混凝土結構節(jié)點性能研究的必要延伸，節(jié)點性能的己有成果為其提供了堅實基礎，然而以下方面的研究則拓展了裝配式混凝土結構體系的前景：

（1）利用預制的便利在體系的局部形成復雜而性能卓越的子結構，或增加一道防線，如節(jié)段式耗能搖擺墻、框架結構中的軟鋼耗能跨等；

（2）總體而言，形成了鉆石型斜網(wǎng)格結構體系、網(wǎng)格盒式結構體系等難以通過現(xiàn)澆工法實現(xiàn)的結構系統(tǒng)，方便形成節(jié)段面和柔性層，拓寬減隔震裝置優(yōu)化布設的可行域。

這些新型體系的結構性能，帶來了設計計算的挑戰(zhàn)，現(xiàn)行規(guī)范和現(xiàn)有計算手段不可能全面涵蓋以上體系，一種觀點是通過判斷、簡化、歸并等效等前期處理將其合理納入現(xiàn)有計算設計流程，另一種觀點則認為應根據(jù)其本身特點設定不同的計算設計方法。

裝配式混凝土結構體系具有生產(chǎn)效率高、建設周期短、產(chǎn)品質量好、環(huán)境影響小和可持續(xù)發(fā)展能力強等優(yōu)點，符合我國產(chǎn)業(yè)升級和綠色發(fā)展的要求，己經(jīng)成為目前建筑業(yè)結構調整和轉型升級的必然途徑，但其現(xiàn)階段的發(fā)展應用也存在諸多問題，面臨很多挑戰(zhàn)。

針對現(xiàn)階段裝配式混凝土結構體系復雜繁多，發(fā)展應用緩慢等突出問題，本文選取裝配式混凝土框架結構、裝配式混凝土剪力墻結構、空間盒式結構與模塊建筑結構四類最具代表性的裝配式建筑結構體系，主要介紹論述其體系形式、優(yōu)缺點、試驗研究等內容，呈現(xiàn)裝配式結構體系方面最新研究進展的主流脈絡和理論思路，期望為我國今后裝配式混凝土結構體系的理論發(fā)展和工程應用提供一定的參考。