近年来，随着中国城市化进程的不断推进，建筑业也得到了快速发展。然而，长期以来，由于中国建筑业始终保持着较为广阔的发展阶段，生产模式仍以现场单一铸造模式为主，对设备的依赖性较高，整体生产效率较差，对能耗和环境污染的损害也较大。因此，在未来的工程设计中，我们需要更加重视工艺的设计效率，积极推动预组装工艺的发展，不断扩大其应用范围，以提高生产效率，促进安全设计，减少对能耗和环境的影响。

1预制装配式建筑概述

预先准备的安装工作主要包括连接和组装各种预制件，这些预制件通常由专业制造商预先生产。在将预制件运输到施工现场后，使用简单安全的连接方法将预制件连接和组装在一起。目前，我国常用的预制安装构件主要有预制钢板构件、预制箱屋、预制混凝土构件等。其中，钢结构装配式房屋通常使用钢板、钢梁等板材，成为房屋的主要承重构件；预制集装箱房屋的主要基础模块是集装箱。公司通过初步设计完成每个房屋模块的设计和施工，然后将完成的预制组件模块运输到施工现场进行生产和组装，进而进行了房屋的安装。

2新型预制装配式建筑的功能与特点

2.1设计多样化

装配式住宅，采取大开间灵活划分的形式，按照住宅的要求，一般划分为门厅小卧室或小厅大卧室。居室的灵活大开间，其关键之一便是要具有相应的轻质隔墙，而轻钢龙骨配以纸面石膏板等其他轻质板材，恰恰是隔墙与顶棚之间的最佳选择。

2.2功能现代化

节能，建筑外墙采用保温板材，可以最大限度地最大限度地减少冬天采暖和夏季空调的热功率；抗噪声，通过增加建筑墙面与窗户之间的密封系统，室内保温材料可以增加吸音功能，从而减少对外界噪声的影响；防震，大量采用较轻建筑材料，以减轻结构自重，并提高装配式的柔性结构；耐火采用不燃及容易发生爆炸保温材料，以避免火势的扩散或波及。

2.3制造工厂化

装配式的地下室及外墙面均采用模具，以农业生产喷涂、蒸养等方式进行加工生产；屋架结构、轻钢龙骨、各类金属挂落及焊接件加工等均采用工业机械化产品；厂房在生产制造过程中，对产品的特性如硬度，抗火性能，抗冻融性能，耐火防潮，隔热保温等技术指标，均可随时加以控制。

2.4施工装配化

因为装配式建筑物的重要比一般建筑的降低一半，所以，建筑物就简单了。工厂制造出来的建筑材料构件运出来后，由现场施工人员们按图纸安装，建筑物上再也不会发生过去那样的和水泥、抹灰施工、砌筑外墙的湿情况了。

3预制装配式建筑分类

3.1半装配式建筑

所谓预制半混凝土预制房屋，是指建筑结构主体中的各种构件在生产厂房内提前浇筑预制，运至土建施工安装现场的一种新型建筑结构。预制完成后，与钢筋梁段、剪力墙柱段、剪力墙钢筋等竖向主要承重主要构件一起浇筑，形成结构的整体应力。与后文所述形式的预制全钢预制混凝土建筑结构生产厂相比，这三类混凝土结构产品的预制材料加工厂一般规模较小，运输条件方便。它们可以同时或在一定程度上大大缩短工期，实现半流水作业，具有良好的建筑结构整体性能，具有一定的经济效益。

3.2.全装配式建筑

顾名思义，整个集合中所谓的预制、完全组装和集成组装建筑系统，是指几乎所有的建筑以及组装建筑系统施工中使用的所有墙体材料和构件材料都应事先统一预制，并在集中预制厂的基础上集中预制，在每个项目的整个施工或安装完成后，形成一个完整的运输系统。因此，适用于这些类型的预制建筑结构板框对工业化大规模生产、快速施工机械化生产工艺有较高的要求，能够可靠地保证现场有效施工，保证各种构件或构件的质量，施工现场环境不受其他环境条件的干扰或影响。对于其他施工条件，一些工程基础条件对施工时间和技术工作量有特殊要求，各构件的组成性能和质量要求应相对一致，一些要求较高的特殊类型建筑结构工程尤其值得广泛应用。

3.3木结构式建筑

木结构建筑构件预制混凝土的基本施工原理和现代预制建筑体系中的主要建筑材料结构是指建筑以各种建筑木构件体系为基础，由受力构件支撑的体系。木结构也是中国建筑中具有传统和实用功能的重要基础建筑材料。它在国内外建筑业中具有许多独特的技术优势，如保温、隔热、抗震、节能、运输方便经济等。它已经被我们广泛研究和应用，包括国外一些大型高层和低层建筑设计。当时，由于中国城乡人口密度差距较大，对住房的需求相对较大。目前，由于我国各地森林资源严重短缺，一些以优质森林木材为重要建筑原材料和生产工具的现代新型房屋建筑技术现阶段不适合在我国大区域城市推广。近年来，为了更好地满足部分高端消费者对新型现代化、优质建材日益增长的需求，国内市场逐渐出现了一种具有一定木结构风格特点的别墅住宅。

4预制装配式建筑的设计要点

4.1方案设计

在充分考虑装配式建筑技术规划的基础上，对平面设计和立面设计进行了相应优化；假设使用的基本性能可以投入到正常游戏中，则应遵循更少规格和更多预制组件组合的设计原则，从而有效提高预制建筑设计的标准化和系统化。在设计立面时，必须果断分析生产各种建筑结构元素的可行性，并充分参考建筑的预制施工模式及其特点，以实现建筑立面设计的个性化和差异化。

4.2施工图设计

在初始设计阶段，将根据预制组件、内置组件、室内设备和设备的设计参数，根据各专业采取多项技术措施。在绘制预制建筑结构设计图的过程中，根据设计中应充分考虑的不同专业，预留空间和嵌入区域的要求有所不同。预制结构的平面布置应更加规则和统一，并应具有良好的空间完整性。结构平面的各方面的比例不应太大，局部凸出或凹入部分的空间比例不应过大。结构的垂直布局应更加规则和统一。垂直抗侧向力元件的横截面尺寸和材料应从下到上逐渐减小，以避免横向刚度和抗侧向力结构承载能力的垂直突变。支撑元件应上下对齐，结构的横向刚度也应越大越小。此外，应相应优化预制结构或预制建筑连接处的防水设计、防火设计和隔音设计。

4.3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信息交流和沟通。建筑单位还可以对项目建设的实际需求进行充分考虑，并将预制构件的具体尺寸和类型提供给相关设计单位。同时，除了需要对预制构件门窗洞口和机电管线等进行精确定位之外，亦要对其生产及运输过程引起足够的重视，并对其施工现场中涉及在各种临时、固定设施上安装吊钩、孔的预埋预留情况进行了充分考虑。

4.4预制构件设计

在预制装配式建筑施工架构设计的实施中，应保证用标准化、数字信息的方法完成施工并认真落实，在架构设计中尽可能地少使用其种类过多的建筑形式，其目的就是提高施工技术的标准化和精确性程度，从而使建筑工程的造价控制在合理范围内。在预制装配式节点施工结构的设计中应采用水泥现浇的施工技术，以处理开缝量过大、异形、降板较难的地方，还需要根据当地结构的建造技术条件和实际施工的技术水平进行统一考评。值得注意的是，在新设计的预制结构中务必保证其具有较高的耐久性和防火性，在选用预制结构时应重视其施工的便利性、施工可行性和安全系数，而基础结构的手动脱模部分以及预埋设备的吊装构件的重量，也要根据预制结构重量的多少而进行适当的增减，同时遵守了当地有关建筑隔火性与保温设计要求的相关规范规定。在预先的地下室外墙板设置中，还必须保证其满足中央空调和暖气片的设置要求。在室内结构上，选用非承重墙时的隔墙板设计应尽量按照该墙自重小、施工简单、隔音性好的设计原则，在不影响其应用热特性能力的基础上，提高非承重隔板与基础结构之间的安全系数和耐久性。

5预制装配式建筑形式的结构设计方法

5.1预制装配式框架结构体系的设计

结构体系也属于一些特殊的预制装配式结构形式，在我国应用推广技术较多，技术难度较大。这可能主要意味着它是一种轻型剪力墙结构，与国内传统的预制或装配式结构形式体系完全不同。这种结构体系明显比主体结构轻，同时，与结构体系的整体运输相比，其主要承重构件材料的整体运输方式等技术方面难度相对较小。此外，高层框架结构形式体系中的预制体和装配式体系也应属于目前最重要的高层框架结构之一。无论是引进国外还是引进国内发展，他们都成功地将这种新型建筑结构体系的应用推广到了我国各种大中型高层建筑工程的建设中。考虑到所有这些设计、制造和实际使用的建筑结构体系，预制层合板构件、预制层合梁构件和其他框架结构构件通常需要先存放在预制厂的设备间，然后在实际预制后才能生产，需要通过预制、现浇等多种方法进行考虑和后处理的接缝和接缝梁端部键槽构件通常会运输或安装到施工现场，对于框架结构体系工程中使用的节点柱构件，也需要同时考虑，并根据整个工程施工和使用系统构件的实际使用需求以及未来工程的需求进行综合分析，以选择是采用预制结构施工还是只采取现浇措施。

5.2预先准备装配式剪力墙框架系统的建筑

剪力墙结构的设计不可避免地涉及各种类型的混凝土构件在主要受力部位的同时考虑。主要类型可以包括预制板结构、剪力墙结构和各种预制板梁结构，也就是说，该结构可以看作是由各种预制件组成的预应力混凝土构件类型，如叠合板、预制穿墙板梁和各种预制叠合梁板柱。当我们按照这种剪力墙结构的要求进行结构设计或施工过程时，我们通常只需要特别注意选择半全预制和部分预制剪力墙结构，或根据其良好的工业化程度要求，选择可设计为半预制或全预制结构的剪力墙结构。平面形状的设计方法需要在垂直于水平方向的任意两个组件轴上，就每个组件轴的几何静态或动态特性而言，保持基本的、一定的规则，并尽可能保持至少一对相对的、密切的关系；同时，我们在进行混凝土砌体结构中填充梁墙板结构的理论研究和设计时，要求将构件的轻质预制承重骨架结构充分应用于墙板结构，同时考虑构件两侧的山墙和端部的山墙，在进行构件轻预制后承重框架－墙板结构的设计研究时，尤其是对轻预制填充梁－墙板结构的膨胀结构设计进行理论分析和论证时，还应特别注意需要考虑到理论计算和构件内力分析计算结果，甚至是工程或经验中抗剪抗侧力构件优化设计在承重梁结构体系中的实际研究和需求；当我们考虑需要分析和研究预应力混凝土结构的垂直支撑和抗混凝土横向侧滚力构件的纵向支撑的结构部署和抗震设计时，需要考虑通过使用预应力现浇方法，确保混凝土结构可以直接与位于结构垂直支架上的结构立柱连接，如对主支架施加力钢筋泥浆锚索和力钢筋混凝土连接系带，同时，混凝土结构也正在完成其整体开发设计和结构抗震分析工作。

6未来中国的预制装配式建筑发展趋势

展望着预制装配式建筑主体结构的未来空间，大到整个空间布局，小至建筑细部的每一块预制构件，把整个建筑群的内部环境打磨得如此细致。在中国，由于预制装配式节点建筑的开发尚处在向工业化国家学习的探索时期，设计、制造、运输、施工等方面的复杂工艺都是在实施工程中必须突破的问题，因此针对预制装配式节点设计的技术条件、性能和美观等建筑设计方面的重要因素，还无具体针对性的探讨。

随着中国的建设起步晚，施工量很大事件都比较集中，房屋产业化还处在比较落后的阶段，尽管目前的预制工程在商品房的开发方面出现了一些新气象，不过尚不能形成模式和气候，产业链还没有很健全，还需进一步地扶持与促进。由于中国市场经济的发达，各类公共建筑也在不同城市中大量产生，不少建筑因为结构与形态的需要采取了异形的构造方式，不能采用常规的施工手段进行，还在不同层面上使用了预制构件安装的技术。

7结束语

未来随着预先准备装配式施工设计技术的快速发展，将进一步充分发挥工程预制件材料和施工设计技术方面的人才等资源优势，将新材料、新工艺有效地应用于工程设施中，使设计与施工以及装备和工艺之间的密切配合，全方位改善工程设计施工质量与效益。随着低碳、节俭、绿化、环保和可持续发展等理念的广泛应用，钢筋预制结构装配式住宅将在我国获得长足的发展。

参考文献：

[1]栗新.工业化预制装配式（PC）住宅建筑的设计研究与应用[J].建筑施工.2008（03）.

[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）.

[3]殷寿成.基于建筑结构设计的工程造价控制[J].信息化建设，2013（2）：113-114，118.

[4]章立鹰；朗金权；孙有聚；钱阮富；徐华刚；预制装配式基础及其在通信基站中的应用[J]；特种结构；2010年06期
　　[5]武川川；朱筱俊；梁书亭；庞瑞；刘杰；新型预制装配式混凝土楼盖平面内受力性能非线性有限元分析[A]；第四届全国建筑结构技术交流会论文集（上）[C];2013年