裝配式混凝土建筑結構初探

李 鑫

（福州外語外貿學院， 福建 福州 350000）

0 引言

隨著時代的不斷發展和科學技術的不斷進步,人們對建筑工程的要求既有定性又有定量。傳統的建筑業逐漸退出人們的視野,主要是由于其低效、低水平的手工業生產方式。建筑工業化的發展在當今時代背景的襯托下愈演愈烈，它的基本途徑是建筑標準化、建設生產工業化、機械化施工、科學組織管理。逐步采用現代科技新成果,提高勞動生產率,加快建設,降低工程造價,提高工程效益。

建筑工業化的快速發展，不僅僅是主觀意識上的推動，在一定程度上也是因為受到物理客觀條件的要求。我國建筑工人的老齡化問題日益嚴重，而新生一代中又只有極少數人群愿意成為建筑行業的一線工作者。勞動力的嚴重短缺導致了勞動力成本的迅速增加，與此同時環境問題也接踵而來。傳統現場施工方式所造成的水資源浪費，產生大量的建筑垃圾，與近年來我國政府所提出的“四節一環保”相違背。 建筑工業化已迫在眉睫。

裝配式混凝土建筑從字面上來解釋我們可以因字而釋義，這是一種以裝配為主要生產過程，混凝土為生產材料的一種建筑形式。非常的淺顯易懂，那么既然有裝配式這一名詞，自然也就有其他的建筑類型，也就是我們所說的傳統手工式建筑。我國目前的建筑業大部分采用都是這兩種方式。那么孰優孰劣也不可避免被探討，被比較。本文主要是分析裝配式混凝土建筑的優缺點。以及簡單的探討裝配式混凝土建筑未來的發展趨勢。

1 裝配式建筑的發展歷程

最早期可以被記錄的裝配式建筑，應該是16世紀早期美洲移民所采用的簡易木質建筑。將人力物力集中起來，集體伐木，將所需的木材準備就緒后，便只需要少量的勞動力即可完成剩余的所有步驟，快速拼裝房屋。雖然當時所用的材料及各項工程的復雜度遠不如現今建筑發展的程度，但是其原理與宗旨是一致的。之后，在第二次世界大戰時期，由于戰爭的原因，大量房屋被破壞，百姓流離失所，住房荒的問題出現在了大部分被戰火蔓延的地區，短時間內大批量的建設成為了那時的主要要求，裝配式也在那時再一次被推廣，延續至今。在此期間各國的建筑學家可謂是百花齊放，例如日本的住宅公團研發了預制裝配式混凝土結構工法，以及預應力在預制混凝土結構中的應用研發,美國也在采用柔性連接節點的預制預應力抗震結構體系中取得了大量研究成果并成功應用到預制裝配混凝土建筑工程中，耳熟能詳的“構造邏輯系統” G5軟件系統則是在此期間由法國編制而成極大程度上輔助建筑工業化發展。

2 裝配式混凝土建筑的特點

2.1 建筑工業化生產

建筑工業化生產可以說是裝配式混凝土建筑最為突出的一個重點。各個構件可以由預制加工廠批量生產，避免了不良天氣， 惡劣環境等外界因素的影響。同時工業化的生產方式也確保了產品質量高而穩定(溫度,濕度,由專業人員使用標準化模板,熟練操作各項步驟使得產品的質量優于現場制作,構件質量得到保證，這將有效地確保工程質量的穩定，在一定程度上更是減少混凝土開裂、鼓脹、滲水等建筑質量缺陷。一經檢驗合格后，即可快速運到施工地點，只需在節點連接處采用現場澆筑，有效縮短了工期。而且，裝配式建筑的構件生產可以與現場施工同步進行， 如在施工地基與基礎時就可同時預制墻面、樓面等， 等到施工時只需要將已經預制好的建筑構件運輸到施工現場，通過少量的現場作業將各個構件拼裝起來即可。不僅有效避免了現場施工因天氣惡劣等原因而長期停工導致運營虧損的情況。此外,還可以縮短施工時間,加快施工進度，尤其在北方特別寒冷氣候地區這種優勢更為明顯。反觀傳統手工建筑，構件多為現場澆筑，延長了工期，遇到惡劣天氣更是只能停工，最關鍵的在質量方面雖有專門人員檢測，但很難面面俱到，尤其是在農村地區，更多的是憑借于老師傅的“工作經驗”。我們不可否認由實踐而得出的經驗是非常重要的存在，但粗糙的計算方式中蘊含了有太多的不可確定性，比如房間大小，樓層高低，缺乏精確的計算，導致在部分情況下影響個人生活的舒適性。裝配式混凝土建筑和傳統手工建筑由于構件所產生的不同遠不是這么簡單。因城市人口快速發展，房價高居不下，住房貴，住房難就成了一個社會問題，從而效率就顯得尤為重要。

2.2 環境負荷低

在PM2.5大范圍肆虐的情況下，環境問題越發被人們所重視，這同樣也是傳統手工建筑被人們所詬病的地方。即使有相關法律規定但效果依舊不顯著，簡單的灑水隔音，所產生的效果只能稱之為聊勝于無。在這樣的情況下，裝配式混凝土建筑與之對比就顯得采用62年建筑學家梁思成在人民日報發表文章所用的一個形容詞，干凈利索。因工作方式都不同裝配式混凝土建筑減少大部分不必要的環境污染，就是從工程步驟上減少的也是與傳統手工建筑根本上的不同。同樣采用小天城的數據，在二氧化碳排放問題上與同體積大小的建筑相比，減少了 12000噸。至于塵土方面的話，其中的差距更是難以計量，由于裝配式混凝土建筑所用的大部分預制構件都可以在工廠內完成生產，減少了現場作業的工作量，使得生產過程中的建筑垃圾大量減少，與此同時，在建筑材料的運輸、裝卸以及堆放等過程中，裝配式混凝土建筑可以大量地減少揚塵污染。

另外一個問題，噪音問題。在裝配式建筑上也得到了很大的改善。傳統建筑中使用的大多為空心樓板，而裝配式建筑中更多的則是疊合老板。它是在預制樓板的基礎上再現澆一層混凝土樓板，從而形成實心的裝配整體式樓板。在隔音標準上，不僅與現澆樓板一致，而且平整度好、節約模板、方便施工。在內隔墻方面，通常的話是采用輕質條板，輕質條板本身就具有非常優越的隔音性。可以看出，在環境保護方面裝配式混凝土建筑依舊是遠勝于傳統手工建筑。

2.3 抗震性能好

關于抗震方面可能是普通大眾最為擔心的一點。大部分情況下，我們的建筑物需要達到抗八級地震的程度，在組裝接頭連接不分，合理的設計是關鍵,如預制柱與柱連接,梁柱連接,采用錨栓連接的梁板連接,端板焊接、套筒連接,所以對裝配式混凝土建筑的抗震性能可以等同于現澆建筑物。甚至某些性能指標可超過現澆混凝土建筑結構。如果想進一步改善提高整體結構的抗震性能，可在預制裝配混凝土結構中布置減震裝置，如設置相應的阻尼器或直接設置隔震層。

2.4 可應用建筑信息化模型設計施工一體化建造

從一定意義上可以這么說真正讓裝配式混凝土施工走入人們生活的是第五次信息技術革命的推動。加入科技力量的裝配式建筑，更顯得如虎添翼,BIM（建筑信息化模型）的可視化技術更是將偌大的一棟樓解剖于人們的眼前。將三維數字技術作為基礎，在此之上增加時間參數，可以模擬一個工程的施工進度。同時，BIM的協同設計可以在極大程度上解決了以往難以避免的問題，比如因圖紙寬泛、現場施工不明確等問題。將傳統的線條繪圖轉向構件布置，從單純的幾何表現轉向全信息模型集成，這樣的改變帶來的利處是顯而易見的。通過BIM的參數化設計可以實現在圖紙與模型一處更新，處處更新。最大程度上避免了人為失誤，視覺協同和碰撞協調更是增強了設計項目的可施工性。

3 總結

裝配式混凝土建筑的特點和優點都比較突出，工業化生產方式確保了工程的質量，極大程度的縮短了建設工期，在環保節能和勞動生產率方面也具有明顯的優勢，相比于傳統手工建筑方式，更加適應現在新型城鎮化的發展。但由于發展時間較短，技術不完善，規范標準的不統一，相關專業的人才較少，導致現階段成本較高。在未來，結合 BIM 等最新技術利用工業化管理的方式對建筑全生命周期進行管理，可有效推動裝配式建筑全產業鏈發展。從而促進裝配式建筑在我國快速發展，在我國能夠得到廣泛使用。

[1]王愛蘭, 宋萍萍, 楊震卿, 張強. BIM 技術在裝配式混凝土結構工程中的應用[J]. 建筑技術, 2015, 46(3): 228-229

[2]王爽, 王春艷. 裝配式建筑與傳統現澆建筑造價對比淺析[J]. 建筑與預算,2014, (7): 25-27