裝配式建築如何“搭積木”？11種主流結構體系參數詳解-工保網
1、PC框架體系
裝配式混凝土框架結構包括裝配整體式混凝土框架結構及其他裝配式混凝土框架結構。前者是指全部或部分框架梁、柱采用預制構件通過可靠的連接方式裝配而成。後者主要指各類幹式連接的框架結構，主要與剪力墻、抗震支撐等配合使用。
1.1主要預制構件
預制樓板（含預制實心板、預制空心板等）、預制梁（含預制實心梁、預制疊合梁等）、預制墻（含預制實心剪力墻、預制空心墻等）、預制柱（含預制實心柱、預制空心柱）、預制樓梯（預制樓梯段、預制休息平臺）、其他復雜異形構件（預制飄窗、預制帶飄窗外墻、預制轉角外墻等）。
預制樓梯
1.2連接方式
濕連接：預制梁、柱或T形構件在結合部利用鋼筋連接或錨固的同時，通過現澆混凝土連接成整體框架的連接方式。
幹連接：主要分為預應力連接和混合連接。預應力連接通過張拉預應力筋施加預應力把預制梁和柱連接成整體。混合連接在預應力連接的基礎上增加普通鋼筋，利用其屈服來耗能，形成了預應力鋼筋和普通鋼筋混合配筋的連接。
1.3優缺點
裝配整體式框架主要包括框架節點後澆和框架節點預制兩大類，前者的預制構件在梁柱節點處通過後澆混凝土連接，預制構件為壹字形；而後者的連接節點位於框架柱、框架梁中部，由於預制框架節點制作、運輸、現場安裝難度較大，現階段住宅工程較少采用。
2、裝配式鋼結構體系
裝配式鋼結構是由鋼制材料組成的結構。目前高層裝配式鋼結構建築的結構體系傳統的有純框架、框架-支撐體系，新型的有集裝箱、鋼管束、鋼異形柱等。裝配式鋼結構主要由型鋼和鋼板等制成的梁鋼、鋼柱、鋼桁架等構件組成，並采用矽烷化、純錳磷化、水洗烘幹、鍍鋅等除銹防銹工藝。
集裝箱體系
2.1主要預制構件
預制樓板、外墻板、樓梯等。裝配式鋼結構建築提倡采用非砌築墻體，采用工廠預制墻板。裝配式鋼結構中樓板所用的類型主要有鋼筋桁架樓承板組合樓板和桁架鋼筋混凝土疊合板等，樓梯可采用預制鋼樓梯或預制混凝土樓梯。
鋼框架柱、鋼梁等。“工業化住宅”體系主要采用鋼框架結構對建築主體模型進行配置，需結合“鋼管束組合”模式進行設計構件。
2.2主要連接方式
焊縫連接：主要采用電弧焊，即在構件連接處，借電弧產生的高溫，將置於焊縫部位的焊條或焊絲金屬熔化，而使構件連接在壹起。
螺栓連接：連接件包括螺栓桿、螺母和墊圈，高強度螺栓連接用特殊扳手擰緊高強度螺栓，對其施加規定的預拉力。
鉚接：除輕型鋼結構外，現在基本上已經不再采用。
2.3優缺點
鋼結構建築具有施工周期短、節能環保的獨特優勢，是理想的綠色建築用材，因此在住宅建築上具有很大的優越性。但現階段鋼結構住宅占比卻很低，壹是規模經濟尚未達到等種種原因造成鋼結構住宅的造價要高於混凝土建築結構；二是對於處在鋼結構制造行業產業鏈中間的鋼結構制造行業處於分包的弱勢地位，導致鋼結構企業至今沒有形成太大的規模。
3、木結構體系
裝配式木結構建築是指主要的木結構承重構件、木組件和部品在工廠預制生產，並通過現場安裝而成的木結構建築。裝配式木結構建築在建築全壽命周期中應符合可持續性原則，且應滿足裝配式建築標準化設計、工廠化制作、裝配化施工、壹體化裝修、信息化管理和智能化應用的“六化”要求。
3.1主要預制構件
預制梁柱式構件與木桁架：裝配式木結構建築中最靈活的組件，需要在現場進行二次加工。木桁架是指由木構件組成的桁架，是木屋蓋、木塔架的主要承重結構。
預制板式組件（墻體，樓蓋、屋蓋）：板式預制是通過結構分解，將整棟建築的墻體、樓面和屋面分解成不同功能的平面板塊，也就是分解成預制板式組件，並在工廠預制完成後運輸到現場吊裝組合而成。
預制空間模塊式組件：空間模塊式組件壹般都是三維單元，其中包括墻、樓蓋和屋蓋，是預制程度最高的組件，包括防水保溫、外飾內裝和水電穿管。
3.2連接方式
板銷連接：用板片狀硬木銷阻止被拼合構件的相對移動，板銷主要在順紋受彎條件下傳力，具有較高的承載能力，故應註意使其木紋垂直於拼合縫。
裂環連接：應用最早，連接點對木材受力面積削弱較小，具有較高的承載能力，但連接主要靠木材受剪傳力，韌性較差。
剪盤連接：用成對的鋼盤（剪盤和齒盤）分別嵌入連接縫兩側構件的環槽中，通過系緊螺栓受剪傳力，木構件主要受剪和承壓。
銷連接
3.3優缺點
由於國內木材缺乏且生長周期長，從設計深化、工業拆分到施工建設技術要求都相對較高，木結構單位造價遠高於混凝土。而且沒有大梁承重，木結構適合做壹些低層建築，因而國內木結構的住宅較少。
4、裝配式剪力墻高層住宅體系
裝配式剪力墻結構是將豎向結構主要受力構件剪刀墻、梁、板等由預制混凝土構件組成的裝配式混凝土結構。裝配式剪力墻結構是目前技術最成熟、應用最廣泛的壹種裝配式混凝土結構體系，是高層住宅建築的首選結構體系。
4.1主要預制構件
剪力墻：剪力墻命名來自於受力角度，可分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、內藏鋼板支撐剪力墻。剪力墻壹般為承重墻（承重墻是支撐上部樓層的墻體）。
疊合板：樓板指的是壹座建築物的承重結構，可根據使用材料的不同分為：木樓板、磚拱樓板、鋼筋混凝土樓板、鋼襯板樓板。
疊合梁：長度較短的梁采用現澆，其余梁采用預制。門窗上方的連梁與剪力墻壹起預制。預制梁與後澆混凝土疊合層之間的結合面應設置粗糙面，且梁的端面設置鍵槽以增加抗震強度。
4.2連接方式
幹式連接：在施工現場無需澆築混凝土，全部預制構件、預埋件、連接件都在工廠預制，通過螺栓或焊接等方式實現連接。
濕式連接：將兩個承重構件之間鋼筋互相連接後通過澆築節點實現結構的整體連接，以達到節點等同現澆。
4.3優缺點
混凝土剪力墻結構是目前高層住宅的主要結構形式，盡管裝配式混凝土剪力墻結構的鋼筋模板安裝工作量大，預制構件的成本相對較高，但由於其在高層住宅的應用和飽滿的建設求量，近幾年來，成為集房地產、工程設計、預制構件生產和施工體化綜合企業的研究與開發焦點。
5、全裝配式低層住宅體系
整個建築是由密柱支撐框架結構體系與集裝箱式模塊相結合，若幹個類似於集裝箱的模塊組合而成。首先在工廠預制集成，然後打包為集裝箱形式，采用標準車輛運送至施工現場，在現場以裝配化形式施工。
5.1主要構成體系
基礎體系：主要采用簡易樁基礎和基礎梁的基礎型式。樁基礎采用預制樁或鋼樁，基礎梁采用預制混凝土梁。以此來減少現場濕作業，提高裝配化程度，加快施工進度。
結構體系：采用方鋼、H型鋼、薄壁輕鋼龍骨等輕型鋼框架結構，板材之間、板梁之間連接采用全高強螺栓節點連接。
圍護體系：擬采用高分子發泡水泥板材、矽鎂輕質條板、GRC輕質條板等圍護墻板材料，外加保溫裝飾壹體化板的三明治結構形式。內墻采用壁紙、塗料和裝飾板等內裝材料。設備體系包括能源體系、排水系統、廚衛系統、新風系統、地暖系統（電暖、水暖）、太陽能系統、照明系統、汙水處理系統等。
5.2優缺點
由於農村地價相對便宜，且交通不便，因而輕便、安裝便捷的全裝配式低層住宅體系在農村和郊區比較流行。
6、預應力結構體系
預應力混凝土結構是在結構構件受外力荷載作用前，先人為地對它施加壓力，由此產生的預應力狀態用以減小或抵消外荷載所引起的拉應力，即借助於混凝土較高的抗壓強度來彌補其抗拉強度的不足，達到推遲受拉區混凝土開裂的目的。
6.1預應力技術類型
先張法：在構件的混凝土澆築之前將預應力筋張拉到設計控制應力，待混凝土強度達到壹定程度後，將預應力筋釋放，使得預應力施加到混凝土構架上。
後張法：在構件的混凝土澆築之前，在預應力筋相應的位置上預先埋設孔道或埋設無粘結預應力筋，待混凝土強度達到壹定程度後，將預應力筋張拉到設計張拉應力，並利用專用錨具將預應力筋固定在混凝土構件端部，有粘結預應力筋需要在預留孔道中灌入灌漿材料使預應力筋與混凝土粘結成整體。
體外預應力技術：預應力筋位於構件的外部，或者說結構構件是由預應力筋與由其它材料形成的構件***同組成。
6.2優缺點
預應力混凝土的制作工藝較復雜，對產品本身質量、制作人員及機器的要求較高，且價格比較昂貴，我國現階段住宅項目使用較少。
7、鋼混結構體系
裝配式鋼和混凝土組合結構是指采用工廠生產的型鋼梁和混凝土預制構件通過某種構造方式，在現場組合成為整體，兼具鋼結構和混凝土結構的特性，***同承受荷載的壹種結構。
7.1主要構件
組合梁：由鋼梁、連接件和鋼筋混凝土板組成。組合梁的上翼緣有截面面積較大的鋼筋混凝土板承受壓力，致使鋼梁上翼緣截面減小，從而節約鋼材，鋼梁下翼緣則承受拉力，這是組合梁的受力特點。
工字鋼
組合板：在壓型鋼板上先焊接連接件，後灌築鋼筋混凝土板而形成組合板結構。連接件采用帶頭栓釘或鋼筋。
組合桁架：在鋼桁架上先焊接鋼筋或帶頭栓釘的柔性連接件，然後灌築鋼筋混凝土板。
組合柱：在薄壁鋼管內灌註混凝土而成，也稱鋼管混凝土柱。截面形式有圓形和方形。
7.2鋼筋與型鋼連接方式
鋼筋接駁器連接：此做法是將接駁器在構件制作時焊接於鋼構件上，安裝時將鋼筋套上與接駁器擰緊。
鋼筋連接板連接：鋼筋搭接板在允許的情況下需要盡量焊於鋼構件上，安裝時再在搭接板上焊接鋼筋。
型鋼穿孔連接：此種方法是工廠在鋼構件上預先開設穿筋孔，現場施工時將鋼筋穿過。
7.3優缺點
輕鋼輕混凝土結構體系可以改進低層輕型鋼住宅在農村地區應用時暴露出的成本較高、舒適感欠佳等缺點。型鋼混凝土組合結構技術應用還處於探索階段，在我國的運用還不是很廣泛，施工技術上還不是很成熟，可借鑒的施工經驗相對較少。
8、模塊化結構體系
模塊化建築即將傳統房屋以單個房間或壹定的三維建築空間為建築模塊單元進行劃分，並在工廠對模塊單元樓板、天花板、墻體進行提前預制安裝，完成後將這些建築模塊單元輸至現場，使用起重裝備像“搭建積木”壹樣將其堆疊、連接在壹起，組成壹個完整的建築。
模塊化組件示意圖（木結構）
8.1連接方式
模塊內連接：模塊化組件的單榀桁架與傳統桁架做法壹致，各構件通過齒板連接或接長。
與外墻連接：屋架組件運輸到施工現場後，經吊裝到位後通過金屬連接件將桁架固定在建築墻體的雙層頂梁板或墻骨柱上。
8.2優缺點
優點：施工速度快，同搭板建築相比可縮短施工周期。節約人力物力裝配化程度高，修建的大部分工作，包括水、暖、電、衛等設施安裝和房屋裝修都移到工廠完成，施工現場只余下構件吊裝、節點處理，接通管線就能使用。對環境汙染極少，施工過程綠色環保。方便後期擴建。
缺點：模塊化構件的預制工廠投資大。運輸、安裝需要大型設備。造價較高。單模塊面積受限，建築適用範圍低。
9、主次框架結構體系
9.1框架結構和連接方式
亦稱為巨型框架結構。主次框架結構是由大型構件巨型梁、巨型柱等組成的主結構與由常規梁、柱構件組成的次結構***同工作的結構體系。主框架為巨型框架，結構截面幾何尺度、面積、慣性矩等很大；次框架為普通框架，構件截面幾何尺度、面積、慣性矩等相對很小，兩者不是同壹數量級。巨柱通常由樓、電梯井或大截面實體柱組成，巨梁壹般每隔幾個或者十幾個樓層設置壹道，梁高壹般占壹個或者幾個樓層高。
主框架梁柱材料為混凝土，而次框架采用鋼結構時，主次框架的連接方式主要有剛接、半剛性連接和鉸接。剛接是指構件之間是壹個整體，在破壞以後，梁柱之間的夾角為零，所受的內力全部有柱子傳給巨型梁。鉸接是指在結構受力以後，梁柱之間可以自由的轉動，不受其他約束，各節點相互獨立，梁不能將上部彎矩傳遞到柱上。半剛性連接是介於鋼接和鉸接之間的壹種新型連接方式。
9.2優缺點
主次框架結構可以加大建築物的空間和高度，更適用於展廳等大空間建築，在國內很少應用於住宅。
10、交錯桁架結構體系
是指以預制鋼筋混凝土柱或鋼柱、鋼桁架、預制樓板等預制構件組成的大跨度空間結構，主體結構采用裝配式交錯桁架結構，配置外墻、內隔墻和樓蓋系統的建築。
建築物橫向的每個軸線上，平面桁架隔層設置，而在相鄰軸線上交錯布置。在相鄰桁架間，樓層板壹端支撐在下壹層平面桁架的上弦上，另壹端支撐在上壹層桁架的下弦上，實現施工少支撐甚至免支撐。
10.1主要構件及連接方式
主要構件：柱子、桁架、樓板、斜桿
桁架與柱連接方式：先將鋼桁架置於牛腿上，鋪設預制樓板，擰緊節點板與柱子的螺栓，此階段牛腿承擔全部豎向剪力；然後現澆混凝土，新增荷載產生的豎向剪力由牛腿和節點板***同承擔，水平拉力由節點板螺栓傳遞。
交錯桁架和預制樓板
10.2優缺點
交錯桁架結構以木結構、鋼結構為主，我國目前用於較多用於公***建築，住宅項目較少。
11、雙面疊合剪力墻結構體系
雙面疊合剪力墻結構是新型裝配式結構體系，由雙面疊合剪力墻、預制疊合梁、預制疊合樓板、預制外掛凸窗、預制帶凸窗非承重墻、預制樓梯、預制陽臺、輕質條板等預制構件，以及現澆剪力墻、現澆混凝土節點、現澆樓板等現澆部分***同組成。
11.1主要構件和連接方式
雙面疊合剪力墻是由工廠化生產的兩片預制混凝土墻板通過桁架鋼筋連接成內部帶空腔的預制剪力墻板，在形成的空腔中現場澆築混凝土形成整體受力的結構構件。
普通預制剪力墻是在工廠預制好墻體，現場通過向預留的註漿孔灌註混凝土，相當於用“粘合劑”將已經建好的墻體和工廠預制的墻體固定在壹起。而疊合板式剪力墻的豎向則是通過在空腔內插筋，然後向空腔內澆築混凝土，將上下墻體連接成整體，結合面更大。疊合墻由於其空腔的尺寸比插筋所需要的空間尺寸大很多，因此在安裝過程中，疊合墻更便於施工。由於普通預制墻體的套筒直徑較小，調整空間相對有限。
疊合剪力墻不需要套筒或漿錨連接，疊合剪力墻上下、左右連接均為利用現澆層和現澆邊緣構件等，采用插筋連接，施工便捷，無鋼筋與套筒精準定位的困難，施工質量便於保證；同時也規避了專用套筒和灌漿料的高額成本。
11.2優缺點
雙面疊合墻有不同的厚度規格，由於有空腔的存在，同樣寬度和高度的墻體重量要比普通墻輕壹半左右。由於普通預制剪力墻豎向鋼筋連接的施工速度較慢，因而疊合墻能發揮獨特作用，但目前國內可借鑒的工程經驗不多。