近年来，与装配式建筑相关的新闻不断进入大家的视野。武汉火神山、雷神山医院因采用装配式集装箱结构快速建造而为大家所熟知。在大家的印象中，装配式建筑就像搭积木一样把房子搭在一起。那么，积木有多少种搭法？每块积木是什么样子的？积木之间如何连接？每一种建造方式又有哪些优缺点？为此，我们总结了装配式现有的11种主流结构体系，并对各体系的主要预制构件、连接方式、优缺点等做了通俗讲解。
PC框架系统
装配式混凝土框架结构包括装配式整体混凝土框架结构和其他装配式混凝土框架结构。前者是指采用预制构件通过可靠的连接方式组装而成的全部或部分框架梁、柱。后者主要指各类干连接框架结构，主要与剪力墙、抗震支撑等配合使用。
1.1 主要预制构件
预制楼板（包括预制实心板、预制空心板等）、预制梁（包括预制实心梁、预制组合梁等）、预制墙体（包括预制实心剪力墙、预制空心墙等）、预制柱（包括预制实心柱、预制空心柱）、预制楼梯（预制楼梯间、预制休息平台）、其他复杂异形构件（预制飘窗、预制飘窗外墙、预制转角外墙等）。
预制楼梯
1.2 连接方法
湿连接：将预制的梁、柱或T形构件在节点处用钢筋连接或锚固，通过现浇混凝土连接成整体框架。
干式连接：主要分为预应力连接和混合连接。预应力连接是通过张拉预应力筋施加预应力，将预制梁、柱连接成一个整体。混合连接是在预应力连接的基础上增加普通钢筋，利用其屈服来耗能，形成预应力钢筋与普通钢筋混合配筋的连接。
1.3 优点和缺点
预制整体框架主要包括后浇框架节点和预制框架节点两大类。前者的预制构件通过后浇混凝土在梁柱节点处连接，预制构件呈直线状；而后者的连接节点位于框架柱和框架梁的中间。由于预制框架节点制造、运输和现场安装难度较大，现阶段在住宅项目中较少采用。
预制钢结构体系
装配式钢结构是一种由钢材料制成的结构。目前高层装配式钢结构建筑传统的结构体系有纯框架、框架-支撑体系，新型结构体系有集装箱、钢管束、钢异形柱等。装配式钢结构主要由型钢、钢板制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。
容器系统
2.1 主要预制构件
预制楼板、外墙板、楼梯等。装配式钢结构建筑提倡采用非砌体墙体、工厂预制墙板。装配式钢结构所采用的楼板类型主要有钢筋桁架楼承板组合楼板、桁架钢筋混凝土组合楼板等。楼梯可以是预制钢楼梯，也可以是预制混凝土楼梯。
钢框架柱、钢梁等。“工业化住宅”体系主要采用钢框架结构配置主体建筑模型，并需结合“钢管束组合”模式来设计构件。
2.2 主要连接方式
焊接连接：主要采用电弧焊，即在构件的连接处，利用电弧产生的高温，将放置在焊缝位置的焊条或焊丝的金属熔化，从而将构件连接在一起。
螺栓连接：连接零件包括螺栓杆、螺母和垫圈。高强螺栓连接采用专用扳手拧紧高强螺栓，并对螺栓施加规定的预紧力。
铆接：除轻钢结构外，基本上不再采用。
2.3 优点和缺点
钢结构建筑具有施工周期短、节能环保等独特优势，是理想的绿色建筑材料，因此在住宅建筑中具有很大的优势。但现阶段钢结构住宅占比很低。一是钢结构住宅由于缺乏规模经济等多种原因，造价高于混凝土建筑结构；二是处于钢结构制造行业产业链中游的钢结构制造行业处于分包的弱势地位，导致钢结构企业还未形成规模。
木结构体系
装配式木结构建筑是指主要承重木结构构件、木组件及部品在工厂预制，现场安装的木结构建筑。装配式木结构建筑应在建筑全寿命周期内遵循可持续原则，满足装配式建筑标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用的“六大要求”。
3.1 主要预制构件
预制梁柱构件及木桁架：预制木结构中最灵活的构件，需在现场进行二次加工。木桁架是指由木质构件组成的桁架，是木屋顶、木塔等的主要承重结构。
预制板构件（墙体、楼面、屋面）：板预制是将整栋建筑的墙体、楼面、屋面通过结构分解的方式武汉钢结构楼梯，分解成具有不同功能的平板，也就是分解成预制的板构件，在工厂预制完成后，运输到现场进行吊装组装。
预制空间模块构件：空间模块构件一般为三维单元，包括墙体、楼板、屋面等，是预制最多的构件，包括防水保温、外装饰、内装饰、水电管道等。
3.2 连接方法
板销连接：采用板状硬木销，防止组装构件的相对移动。板销主要在弯曲条件下沿木纹传力，承载能力较高。因此，应注意使木纹垂直于接头。
开口环连接：是最早应用的，连接点对木材受力面积影响较小，承载力较高，但该连接主要依靠木材的剪切力，韧性较差。
剪力板连接：用一对钢板（剪力板、齿板）预埋于连接缝两侧构件环形槽内，通过拉紧螺栓传递剪力，木构件主要受到剪切和压力的作用。
引脚连接
3.3 优点和缺点
由于国内木材匮乏，且其生长周期长，从设计深化、工业劈裂到施工建设的技术要求较高，木结构的单位造价比混凝土高出很多。加之没有梁柱承受重量，木结构只适用于一些低层建筑，因此国内木屋较少。
装配式剪力墙高层住宅体系
装配式剪力墙结构是一种装配式混凝土结构，其中竖向结构的主要承重构件如剪力墙、梁、板等均由预制混凝土构件组成。装配式剪力墙结构是目前最为成熟、应用最为广泛的装配式混凝土结构体系，是高层住宅建筑的首选结构体系。
4.1 主要预制构件
剪力墙：剪力墙名称来源于受力角度，可分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、内置钢板支撑剪力墙。剪力墙一般为承重墙（承重墙即支撑上部楼板的墙体）。
组合楼板：楼板是指建筑物的承重结构，按所用材料的不同可分为木地板、砖拱形楼板、钢筋混凝土楼板、钢衬楼板等。
组合梁：较短的梁采用现浇，其余采用预制。门窗上方的连接梁与剪力墙一起预制。预制梁与后浇混凝土组合层结合面应做毛化处理，并在梁端面设置键槽，以增加抗震强度。
4.2 连接方法
干连接：施工现场无须浇注混凝土，所有预制构件、预埋件、连接件均在工厂预制，通过螺栓或焊接连接。
湿连接：两个承重构件之间的钢筋连接完成后，通过浇注节点实现结构的整体连接，使节点相当于现浇。
4.3 优点和缺点
混凝土剪力墙结构是目前高层住宅的主要结构形式，虽然装配式混凝土剪力墙结构钢模板安装工作量大、预制构件成本较高，但由于其在高层住宅中的应用及施工需求充分，近年来已成为集房地产、工程设计、预制构件生产及施工为一体的综合性企业的研发重点。
全装配式低层住宅系统
整个建筑采用密集柱支框架结构体系与集装箱式模块组合，集装箱式模块由若干个类似集装箱的模块组成，先在工厂预制、集成武汉钢结构楼梯，再装入集装箱，通过标准车辆运输至施工现场，在现场以装配形式施工。
5.1 主要组成体系
基础系统：主要采用简易桩基础及基础梁。桩基础采用预制桩或钢桩，基础梁采用预制混凝土梁。可减少现场湿作业，提高装配化程度，加快施工进度。
结构体系：采用方钢、H型钢、薄壁轻钢龙骨等轻钢框架结构，板与板梁连接采用全高强度螺栓节点连接。
围护系统：拟采用聚合物发泡水泥板、硅镁轻条板、GRC轻条板等围护墙板材料，加保温装饰一体板夹层结构，内墙采用壁纸、涂料、装饰板。设备系统包括能源系统、排水系统、厨卫系统、新风系统、地暖系统（电暖、水暖）、太阳能系统、照明系统、污水处理系统等。
5.2 优点和缺点
由于农村地价相对便宜、交通不便，重量轻、安装方便的全装配式低层住宅体系在农村和城郊地区更受欢迎。
预应力结构体系
预应力混凝土结构是在结构构件受到外荷载之前，人为地施加压力，利用所形成的预应力状态，来减少或抵消外荷载引起的拉应力，即利用混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，从而延缓混凝土在受拉区开裂的结构。
6.1 预应力技术类型
先张法：在构件混凝土浇筑前将预应力筋张拉至设计的控制应力，待混凝土强度达到一定程度后，释放预应力筋，使混凝土框架承受预应力。
后张法：在构件浇筑混凝土前，在预应力筋相应位置预埋预应力孔或埋设无粘结预应力筋，待混凝土强度达到一定程度后，将预应力筋张拉至设计张拉应力，并用专用锚具将其固定在混凝土构件端部。对于有粘结预应力筋，需在预留孔内灌注灌浆材料，使预应力筋与混凝土整体粘结。
体外预应力技术：预应力筋位于构件外部，或者说结构构件由预应力筋与其他材料形成的构件组合而成。
6.2 优点和缺点
预应力混凝土生产工艺相对复杂，对产品本身的质量、生产人员、机器设备的要求较高，且价格相对较高，现阶段在我国住宅项目中较少采用。
钢-混凝土结构体系
装配式钢与混凝土组合结构是指采用工厂生产的钢梁与预制的混凝土构件，通过一定的施工方法在现场组合成整体的结构，兼具钢结构和混凝土结构的特点，能共同承受荷载。
7.1 主要部件
组合梁：由钢梁、连接件和钢筋混凝土板组成。组合梁的上翼缘有较大截面积的钢筋混凝土板承受压力，减小了钢梁上翼缘的截面积，从而节省钢材，钢梁下翼缘承受拉力。这是组合梁的受力特点。
工字钢
组合板：组合板结构是在波形钢板上焊接连接件，再浇筑钢筋混凝土板而成，连接件为栓钉或钢筋。
组合桁架：先在钢桁架上焊上钢筋或带头栓的软连接件，然后浇铸钢筋混凝土板。
组合柱：将混凝土浇筑在薄壁钢管内，又称钢管混凝土柱。截面为圆形或方形。
7.2 钢筋与型钢连接方法
钢筋连接件连接：这种方式是在钢构件制作时将连接件焊接在钢构件上，安装时再套上钢筋并用连接件紧固。
钢筋搭接板连接：在允许的情况下，应尽可能将钢筋搭接板焊接在钢结构上，安装时再将钢筋焊接在搭接板上。
型钢穿孔连接：此种方式是在工厂预先在钢结构上开好钢筋孔，现场施工时将钢筋穿过。
7.3 优点和缺点
轻钢、轻混凝土结构体系可以改善农村低层轻钢住宅造价高、舒适度差等缺点。钢-混凝土组合结构技术的应用尚处于探索阶段，在我国应用还不广泛，施工技术还不成熟，可供借鉴的施工经验相对较少。
模块化结构体系
模块化建筑是将传统房屋划分为单个房间或者某个立体的建筑空间作为建筑模块单元，在工厂中预制并安装模块单元的楼板、天花板、墙面等，完工后再运输到施工现场，利用起重设备像“积木”一样堆放、连接在一起，形成完整的建筑。
模块化构件示意图（木结构）
8.1 连接方法
模块内连接：模块组件单体桁架与传统桁架方式一致，各组件间采用齿板连接或延长。
与外墙连接：屋架构件运至施工现场后，经吊装就位后通过金属连接件固定于建筑墙体的双层顶梁或墙柱上。
8.2 优点和缺点
优点：施工速度快，与楼板施工相比可缩短工期。节省人力、物力。装配化程度高，水、暖、电、卫等设施安装及房屋装修等大部分施工工作都转移到工厂完成，施工现场只需吊装构件、处理节点、连接管线即可使用，对环境污染极小，施工过程绿色环保，后期扩建方便。
缺点：模块化构件预制厂投资大，运输、安装需大型设备，成本高，单个模块面积有限，建筑适用范围受限。
主次框架结构体系
9.1 框架结构及连接方式
又称巨型框架结构。主次框架结构是由巨型梁、巨型柱等大型构件组成的主体结构与常规梁、柱组成的次结构共同作用的结构体系。主框架为巨型框架，结构截面的几何尺度、面积、惯性矩等都很大；次框架为普通框架，构件截面的几何尺度、面积、惯性矩等相对较小，二者不属于同一数量级。巨柱通常由楼层、电梯井或大截面实心柱组成。一般每隔几层或几十层设置一个巨梁，梁高一般为一层或几层楼高。
当主框架梁、柱为混凝土结构，次框架为钢结构时，主、次框架的连接方式主要有刚接、半刚接和铰接。刚接是指构件为一个整体，破坏后，梁、柱间夹角为零，内力全部由柱子传给巨梁。铰接是指结构受力后，梁、柱可以自由转动，不受其它任何约束，各节点相互独立，梁不能把上部弯矩传递给柱。半刚接是介于钢结构连接和铰接之间的一种新型连接方式。
9.2 优点和缺点
主次框架结构可增加建筑空间和高度，比较适用于展览馆等大空间建筑，在国内居住建筑中较少采用。
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交错桁架结构体系
指由预制钢筋混凝土柱或钢柱、钢桁架、预制楼板等预制构件组成的大跨度空间结构的建筑，主体结构采用装配式交错桁架结构，并设有外墙、内隔墙和楼面体系。
在建筑物的各水平轴线上，平面桁架分层布置，相邻轴线上错开布置。相邻桁架之间，楼板的一端支撑在下一层的平面桁架的上弦杆上，另一端支撑在上一层桁架的下弦杆上，实现少支撑甚至无支撑施工。
10.1 主要零部件及连接方法
主要构件：柱、桁架、楼板、斜拉杆
桁架与柱的连接方法：先将钢桁架安放在牛腿上，铺放预制楼板，并拧紧节点板和柱的螺栓。此时牛腿承受全部竖向剪力。然后现场浇筑混凝土。附加荷载产生的竖向剪力由牛腿和节点板共同承担，水平拉力由节点板螺栓传递。
交错桁架和预制楼板
10.2 优点和缺点
交错桁架结构主要由木结构和钢结构组成，目前在我国公共建筑中应用较多，在住宅项目中应用较少。
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双面组合剪力墙结构体系
双面组合剪力墙结构是一种新型装配式结构体系，由双面组合剪力墙、预制组合梁、预制组合楼板、预制外飘窗、预制带飘窗非承重墙、预制楼梯、预制阳台、轻质板条等预制构件和现浇剪力墙、现浇混凝土节点、现浇楼板等现浇部品组成。
11.1 主要零部件及连接方法
双面组合剪力墙是一种内部设有空腔的预制剪力墙板，由两块工厂生产的预制混凝土墙板经桁架钢筋连接而成，在形成的空腔内现场浇注混凝土，形成整体受力的结构构件。
普通装配式剪力墙是在工厂预制，现场将混凝土灌注到预留的灌浆孔中，相当于用“粘合剂”将已建成的墙体与工厂预制的墙体固定在一起。而复合板剪力墙竖向则是在空腔内插入钢筋，再在空腔内灌注混凝土，使上下层墙体连为一个整体，结合面较大。由于复合墙体的空腔尺寸远大于钢筋所需空间，因此在安装过程中，复合墙体施工较为方便。由于普通装配式墙体的套筒直径较小，因此调整空间相对有限。
组合剪力墙无需套筒或灌浆锚固连接，组合剪力墙的上下、左右连接均采用现浇层、现浇边缘构件等，采用插入式钢筋连接，施工方便，不存在钢筋和套筒准确定位的困难，施工质量容易保证；同时也避免了专用套筒和灌浆材料的高昂成本。
11.2 优点和缺点
双面组合墙厚度规格不同，由于存在空腔，相同宽度和高度的墙体重量比普通墙体轻一半左右。由于普通装配式剪力墙竖向钢筋连接施工速度较慢，组合墙体能发挥独特作用，但国内可供借鉴的工程经验不多。
