試論房屋建筑裝配式混凝土結構設計及建造工藝

文/李邱冀 遼寧大建筑設計有限公司 遼寧沈陽 110000

目前，國內的建筑行業基本上都采取水泥澆筑的形式建設，但是國外的建筑房屋等基本上都是采取大工廠預制建造的形式建設。使用工廠預制的形式建設可以節省大量的材料資源與能源，同時還可以提高生產的效率，但是國內關于房屋建筑裝配式混凝土結構設計方案的理論研究還比較少。在建筑行業不斷興起的情況下，需對裝配式混凝土結構設計進行研究，以對促進國內建筑行業的良性發展和理論參考提供一定的依據。

1、裝配式混凝土結構設計類型

1.1 結構類型

裝配式混凝土結構包括配裝整體式以及全裝配混凝土結構，我國傳統建筑中使用的預制構件中，預制圓孔板和大型屋面板等都屬于裝配式混凝土結構，但是總體而言，工業上使用這種方式比較多。傳統的構件中使用的材料和工藝存在一定的問題，故構件抗震性能差且保溫隔熱等性能等都較低。目前房屋設計中，裝配式混凝土結構有剪力墻結構和框架結構等，這些構件都具備很好的適用性、安全性以及強度。

1.2 框架結構

裝配式混凝土框架結構中的組成部分有預制柱、預制板、墻板等。框架結構存在一些優點，這些優點與裝配式混凝土結構設計有一定的共同點，如傳力路徑和配裝效率高等等。根據梁柱節點連接方式，連接方式分為柔性連接和剛性連接，在設計方式結構性能上，剛性連接方式與現澆結構類似。按照預制構建的拼裝和拆分方式把梁柱進行相關的區分，可分為型構件、二維預制構件和三維構件。

1.3 裝配式剪力墻

裝配整體式剪力墻結構體系、疊合板式混凝土剪力墻結構、多層裝配式剪力墻結構。

1.4 裝配式和剪力墻式

裝配式框架、剪力墻式框架都采用預制和現澆剪力墻部分進行，目前這種方式在國內已經被使用，但是實際上對這方面的研究仍舊不足。建筑中為了保證墻體結構的穩定性，頂層和地層都使用現澆結構，這種方式避免了豎向構件的不連續。如轉角窗在剪力墻中就不建議使用。

2、房屋建筑裝配式混凝土結構設計及建造工藝

2.1 裝配式混凝土結構設計

在進行房屋建筑裝配式混凝土結構設計時，需要對房屋建筑所處環境等相關信息有較為詳細的了解，并對所有的信息有一個整體的把握，找到最佳設計方案。主要包括以下四個方面：①要結合房屋建筑周圍的具體情況、房屋建筑的使用功能和具體設計要求來設計所需的混凝土構件，并對所用的混凝土構件型號、數量和具體要求有一個大概地估計，得出各種構件承重強度等相關性能的詳細信息；②對不同構件進行必要的力學和光學測試，得出構件的使用性能，確保設計科學合理構件安全可靠；③構件的拆分組合要具有科學性，要遵循既不影響房屋建筑設計又不妨礙后面的施工的原則；④構建拆分設計完成后要對各個構件進行下一步的節點設計，通過節點把各個構件科學的連接起來，直到最后把所有構件連接成一個統一的整體。

2.2 NPC技術

NPC技術同樣以各類先進技術研究為基礎，屬于一種有效施工技術體系，應用在房屋建筑施工中，可直接全部預制和安裝填充墻，在梁、板等方面施工可利用疊合式方式安裝，NPC技術在實際應用中可利用網狀控制方式控制，設置層級引測點垂直控制，具體拼裝施工中采取十字相交方式，充分借助建筑梁、柱、墻等留置鋼筋。NPC技術應用在吊裝施工中需要順著豎向以及橫向兩個方向進行，在吊裝設備方面有嚴格要求，在實際應用中能夠很大程度上提高房屋建筑的整體性和保暖性，在滿足建筑構件基本功能基礎上實現整體配置的協調和優化。

2.3 接合部位連接技術

接合部分連接技術在應用中與現澆結構設計理念類似。在設計中要加強對預制構件生產施工便捷性以及快捷性進行綜合分析，充分的融合接合的部位以及鋼筋作用，提升整體的穩定性。在施工中要基于力學原理分析接合部位的連接基礎，其主要應力傳遞是通過接觸面壓應力進行傳遞，提升穩固性。在施工中要重視化學處理，通過在表面涂抹化學藥劑的方式降低腐蝕性影響。在混凝土模具澆筑完畢之后通過水沖刷，形成豐富的粗糙面的骨料結構，提升外形結構。通過外墻板連接技術達到受力支撐。常規狀況之下，連接件主要分為剛性以及柔性兩種類型。剛性連接件其主要就是在組合版墻板中安裝，柔性連接在主要就是在非組合墻板中應用。

2.4 預埋件定位

混凝土的振搗工序和澆筑工序中不允許接觸預埋件，澆筑混凝土的時候還要注意避免混凝土沖翻預埋件，要注意振搗棒與預埋件之間的安全距離，否則預埋件的預埋位置會受到一定的影響。同時，定位預埋件還要考慮到溫差。由于預埋件混凝土的熱膨脹系數不同和后期產生的收縮應力集中，生產的構建會存在裂縫，因此預埋件和鋼筋要在預埋安裝好之后才可以進行澆筑，澆筑之前檢查好混凝土的配比質量、原材料中級料等。另外振搗的時候如果采用人工，就要避開鋼筋等配件，以防在施工中產生氣孔和分層。

2.5 養護

澆筑工序完成之后預制構件和模臺都進入護窯進行預制件養護，維持養護窯內的溫度，確定好養護的時間。滿足養護時間之后進行養護工序，為保證預制板滿足相關的質量與要求，養護工作最好在室內立體倉庫中進行。根據養護溫度曲線來自動控制護窯內的溫度，滿足規定時間之后就進行人工脫模。吊裝中要注意使用平穩的設備，避免構建開裂，完成脫模之后將其放置在支架上對預制構件進行養護處理。

結語：

房屋建筑裝配式混凝土結構設計屬于當前建筑行業一個主要發展方向，能夠產生非常高的經濟效益和社會效益，相關單位需要在房屋建筑裝配式混凝土結構設計方面有足夠重視度，在具體應用中創新發展，充分發揮房屋建筑裝配式混凝土結構的價值和作用，為人們營造一個優質生活環境，促進我國建筑行業的持續穩定發展。