必须强调：PC建筑的结构设计绝不是按现浇混凝土结构设计完后，进行延伸与深化；绝不仅仅是结构拆分与预制构件设计；也绝不能任由拆分设计机构或PC构件厂家自行其是。

PC建筑的结构设计虽然不是另起炉灶自成体系，基本上也须按照现浇混凝土结构进行设计计算，以现行国家和行业标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（以下简称《混规》）、《高规》和《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（以下简称《抗规》）等结构设计标准为基本依据，但装配式混凝土结构有自身的结构特点，国家标准《装标》和行业标准《装规》有一些不同于现浇混凝土结构的规定，这些特点和规定，必须从结构设计一开始就贯彻落实，并贯穿整个结构设计过程，而不是“事后”延伸或深化设计所能解决的。

（1）PC设计的主要内容

PC结构设计主要包括：

1）根据建筑功能需要、项目环境条件、装配式国家标准、行业标准或地方标准的规定和装配式结构的特点，选定适宜的结构体系，即确定该建筑是框架结构、框-剪结构、筒体结构还是剪力墙结构。

2）根据已经选定的结构体系，确定建筑最大适用高度和最大高宽比。

3）根据建筑功能需要、项目约束条件（如政府对装配率、预制率的刚性要求）、装配式国家标准、行业标准或地方标准的规定和所选定的结构体系的特点，确定装配式范围，哪一层哪一部位哪些构件需要预制。

4）在进行结构分析、荷载与作用组合和结构计算时，根据装配式国家标准、行业标准或地方标准的要求，将不同于现浇混凝土结构的有关规定，如抗震的有关规定、附加的承载力计算、有关系数的调整等，输入计算过程或程序，体现到结构设计的结果上。

5）进行结构拆分设计，选定可靠的结构连接方式，进行连接节点和后浇混凝土区的结构构造设计，设计结构构件装配图。

6）对需要进行局部加强的部位进行结构构造设计。

7）与建筑专业确定哪些部件实行一体化，对一体化构件进行结构设计。

8）进行独立预制构件设计，如楼梯板、阳台板、遮阳板等构件。

9）进行拆分后的预制构件结构设计，将建筑、装饰、水暖电等专业需要在预制构件中埋设的管线、预埋件、预埋物、预留沟槽，连接需要的粗糙面和键槽要求，制作、施工环节需要的预埋件等，都无一遗漏地汇集到构件制作图中。

10）当建筑、结构、保温、装饰一体化时，在结构图上表达其他专业的内容。例如，夹心保温板的结构图不仅有结构内容，还要有保温层、窗框、装饰面层、避雷引下线等内容。

11）对预制构件制作、脱模、翻转、存放、运输、吊装、临时支撑等各个环节进行结构复核，设计相关的构造等。

（2）方案设计阶段结构设计内容

在方案设计阶段，结构设计师需根据PC结构的特点和有关规范的规定确定方案。方案设计阶段关于装配式的设计内容包括：

1）在确定建筑风格、造型、质感时分析判断装配式的影响和实现可能性。例如，PC建筑不适宜造型复杂且没有规律性的立面；无法提供连续的无缝建筑表皮。

2）在确定建筑高度时考虑装配式的影响。

3）在确定形体时考虑装配式的影响。

4）一些地方政府在土地招拍挂时设定了预制率的刚性要求，建筑师和结构设计师在方案设计时须考虑实现这些要求的做法。

（3）施工图设计

施工图设计阶段，结构设计关于装配式的内容包括：

1）与建筑师确定预制范围，哪一层、哪个部分预制。

2）因装配式而附加或变化的作用与作用分析。

3）对构件接缝处水平抗剪能力进行计算。

4）因装配式所需要进行的结构加强或改变。

5）因装配式所需要进行的构造设计。

6）依据等同原则和规范确定拆分原则。

7）确定连接方式，进行连接节点设计，选定连接材料。

8）对夹心保温构件进行拉结节点布置、外叶板结构设计和拉结件结构计算，选择拉结件。

9）对预制构件承载力和变形进行验算。

10）将建筑和其他专业对预制构件的要求集成到构件制作图中。

（4）结构拆分设计

1）拆分原则。装配整体式结构拆分是设计的关键环节。拆分基于多方面因素：建筑功能性和艺术性、结构合理性、制作运输安装环节的可行性和便利性等。拆分不仅是技术工作，也包含对约束条件的调查和经济分析。拆分应当由建筑、结构、预算、工厂、运输和安装各个环节技术人员协作完成。

建筑外立面构件拆分以建筑艺术和建筑功能需求为主，同时满足结构、制作、运输、施工条件和成本因素。建筑外立面以外部位结构的拆分，主要从结构的合理性、实现的可能性和成本因素考虑。

拆分工作包括：

①确定现浇与预制的范围、边界。

②确定结构构件在哪个部位拆分。

③确定后浇区与预制构件之间的关系，包括相关预制构件的关系。例如，确定楼盖为叠合板，由于叠合板钢筋需要伸到支座中锚固，支座梁相应地也必须有叠合层。

④确定构件之间的拆分位置，如柱、梁、墙、板构件的分缝处。

2）从结构角度考虑拆分。从结构合理性考虑，拆分原则如下：

①结构拆分应考虑结构的合理性。如四边支承的叠合楼板，板块拆分的方向（板缝）应垂直于长边。

②构件接缝选在应力小的部位。

③高层建筑柱梁结构体系套筒连接节点应避开塑性铰位置。具体地说，柱、梁结构一层柱脚、最高层柱顶、梁端部和受拉边柱，这些部位不应做套筒连接。日本鹿岛的装配式设计规程特别强调这一点。我国现行行业标准规定装配式建筑一层宜现浇，顶层楼盖现浇，如此已经避免了柱的塑性铰位置有装配式连接节点。避开梁端塑性铰位置，梁的连接节点不应设在距离梁端h范围内（h为梁高），如图2-1所示。

④尽可能统一和减少构件规格。

⑤应当与相邻的相关构件拆分协调一致。如叠合板的拆分与支座梁的拆分需要协调一致。

3）制作、运输、安装条件对拆分的限制。从安装效率和便利性考虑，构件越大越好，但必须考虑工厂起重机能力、模台或生产线尺寸、运输限高限宽限重约束、道路路况限制、施工现场起重机能力限制等。

①重量限制。(www.daowen.com)

A.工厂起重机起重能力（工厂航吊一般为12～24t）。

图2-1 结构梁连接点避开塑性铰位置

B.施工塔式起重机起重能力（施工塔式起重机一般为10t以内）。

C.运输车辆限重一般为20～30t。

此外，还需要了解工厂到现场的道路、桥梁的限重要求等。

数量不多的大吨位PC构件可以考虑大型轮式起重机，但轮式起重机的起吊高度受到限制。

表2-1给出了工厂及工地常用起重设备对构件质量限制。

表2-1 工厂及工地常用起重设备对构件质量限制

（续）

注：本表数据可作为设计大多数构件时参考，如果有个别构件大于此表重量，工厂可以临时用大吨位轮式起重机；对于工地，当吊装高度在轮式起重机高度限值内时，也可以考虑轮式起重机。塔式起重机以本系列中最大臂长型号作为参考，制作该表，以塔式起重机实际布置为准。本表剪力墙板以住宅为例。

②尺寸限制。

A.运输对尺寸的限制。表1-4给出了运输对装配式建筑部品部件尺寸的限制。

除了车辆限制外，还需要调查道路转弯半径、途中隧道或过道电线通信线路的限高等。

B.工厂模台尺寸对尺寸的限制。表2-2给出了工厂模台尺寸对PC构件的尺寸限制。

表2-2 工厂模台尺寸对PC构件尺寸限制

注：本表数据可作为设计大多数构件时的参考，如果有个别构件大于此表的最大尺寸，可以采用独立模具或其他模具制作。但构件规格还要受吊装能力、运输规定的限制。

③形状限制。一维线性构件和二维平面构件比较容易制作和运输，三维立体构件制作和运输都会麻烦一些。

（5）构件制作图

1）PC制作图设计内容。PC构件制作图设计内容包括：

①各专业设计汇集。PC构件设计须汇集建筑、结构、装饰、水电暖、设备等各个专业和制作、堆放、运输、安装各个环节对预制构件的全部要求，在构件制作图上无遗漏地表示出来。

②制作、堆放、运输、安装环节的结构与构造设计。与现浇混凝土结构不同，装配式结构预制构件需要对构件制作环节的脱模、翻转、堆放，运输环节的装卸、支承，安装环节的吊装、定位、临时支承等，进行荷载分析和承载力与变形的验算。还需要设计吊点、支承点位置，进行吊点结构与构造设计。这部分工作需要对原有结构设计计算过程了解，必须由结构设计师进行或在结构设计师的指导下进行。

现行行业标准《装规》要求：对制作、运输和堆放、安装等短暂设计状况下的预制构件验算，应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规定。制作施工环节结构与构造设计内容包括：

A.脱模吊点位置设计、结构计算与设计。

B.翻转吊点位置设计、结构计算与设计。

C.吊运验算及吊点设计。

D.堆放支承点位置设计及验算。

E.易开裂敞口构件运输拉杆设计。

F.运输支撑点位置设计。

G.安装定位装置设计。

H.安装临时支撑设计等。

③设计调整。在构件制作图设计过程中，可能会发现一些问题，需要对原设计进行调整，例如：

A.预埋件、埋设物设计位置与钢筋“打架”，距离过近，影响混凝土浇筑和振捣时，需要对设计进行调整。或移动预埋件位置，或调整钢筋间距。

B.造型设计有无法脱模或不易脱模的地方。

C.构件拆分导致无法安装或安装困难的设计。

D.后浇区空间过小导致施工不便。

E.当钢筋保护层厚度大于50mm时，需要采取加钢筋网片等防裂措施。

F.当预埋螺母或螺栓附近没有钢筋时，须在预埋件附近增加钢丝网或玻纤网防止裂缝。

G.对于跨度较大的楼板或梁，确定制作时是否需要做成反拱。

2）“一图通”原则。所谓“一图通”，就是对每种构件提供该构件完整齐全的图样，让工厂技术人员从不同图样去寻找汇集构件信息，不仅不方便，最主要的是容易出错。

例如，一个构件在结构体系中的位置从平面拆分图中可以查到，但按照“一图通”原则，就应当不怕麻烦再把该构件在平面中的位置画出示意图“放”在构件图中。

“一图通”原则对设计者而言当然不只是鼠标单击一下“复制”图样数量会增加那么简单。但对制作工厂而言，却会带来极大的方便，也会避免遗漏和错误。PC构件一旦有遗漏和错误，到现场安装时才发现，就无法补救了，会造成很大的损失。

之所以强调“一图通”，还因为PC工厂不是施工企业，许多工厂技术人员对混凝土在行，对制作工艺精通，但不熟悉施工图，容易遗漏。

把所有设计要求都反映到构件制作图上，并尽可能实行一图通，是保证不出错误的关键原则。汇集过程也是复核设计的过程，会发现“不说话”和“撞车”现象。

每种构件的设计，任何细微差别都应当表示出来。一类构件一个编号。