預制裝配式混凝土結構在高層住宅的應用

文/計云亮 中元國際（南京）城市規(guī)劃建筑設計研究院有限公司 江蘇南京 210000

1、裝配式混凝土建筑優(yōu)點

(1)調整產業(yè)結構，發(fā)展技術創(chuàng)新。建筑構件工廠化是裝配式建筑的基本要求，通過工廠化制作整體墻板、梁柱、樓屋面板，并在相應構件內預埋電氣管線、水暖管線、窗戶，部品部件的產品精度是實現建筑工業(yè)化的基礎。鋼結構或鋼筋混凝土結構全裝配式建筑框架體系通過技術創(chuàng)新實現所有配套建筑構件采用工廠預制、現場拼裝的操作模式。

(2)實現持續(xù)施工，高效節(jié)約成本。裝配式建筑構件的工廠預制使得高寒地區(qū)冬季施工變得更加容易實現，有效解決了冬期施工限制問題。裝配式建筑較常規(guī)施工工期可節(jié)省30%，減少“三材”用量及浪費，顯著降低管理成本。

(3)有效節(jié)能環(huán)保，實現綠色建筑。“三明治”形式混凝土外掛板內夾擠塑板，避免產生熱橋，能耗大幅降低。節(jié)約資源、保護環(huán)境是推動綠色建筑的主要措施，可持續(xù)發(fā)展是我國當前經濟建設的基本原則。工廠定型化生產過程對環(huán)境資源負荷小、能耗少、碳排放低、減少環(huán)境污染。經有關部門統(tǒng)計顯示采用裝配式建筑在結構建造階段約減少建筑垃圾91%，節(jié)約砂漿和粘接材料83%，節(jié)水63%，節(jié)能20%。

(4)降低勞動強度，質量穩(wěn)定可控。裝配式建筑部件產品按照一定的質量標準、作業(yè)流程控制質量，容易達到標準要求。現場吊裝和少量節(jié)點連接作業(yè)大大降低現場勞動強度，質量更有保證，能有效預防外墻塊狀材料老化脫落等等傳統(tǒng)建造質量問題。

2、預制裝配式混凝土結構的應用

2.1 在模具制作和組裝中的應用

因為預制構件的大小和形狀都存在較大差別，通常可以將其劃分為底模、內側模、吊模和外側模等四種形式;這四種構件的連接方式也有較大差別，有的是依靠螺栓，有的是依靠自身的連接件。這些預制構件具有較強的剛度和精度，其定位性能優(yōu)越，使用方法較為簡單。由于預制模件對于準確度有很高的要求，因此，廠商必須嚴格控制構件的尺寸，使其符合設計的標準，結構部件的各項基本允許偏差值不應超過2mm。工廠在制作結構部件時，需要把鋼模按照工藝圖紙的要求，擺放在合理的位置，然后完成底模的安裝，再利用激光定位儀對其高度和位置進行精準測量，其高度差值不應高于1mm，上述步驟完成后，對其進行固定，模具組裝的順序是由內及外，先下后上。

圖1 預制結構組裝

其次，還可以將預制裝配技術應用在保溫板的安裝之中，工作人員可以在保溫板上進行打孔，并采用特定的連接方式，保證保溫板可以同混凝土結構進行有效的連接，錨固件是當前應用最為廣泛的連接固件，工作人員可以將其作為保溫板和混凝土結構連接的主要工具，在使用錨固件進行保溫板和混凝土的連接后，還需在保溫板背部開槽，槽的深度大致為5mm左右，以此來加強混凝土和擠塑板之間的連接。

2.2 處理預制構件

預制裝配式混凝土結構施工過程中，建筑企業(yè)應按照逆時針的方向對吊裝進行逐一安裝，同時，施工人員不要盲目操作，甚至出現錯誤操作。工作人員可以利用水泥等材料對預制板的缺陷位置進行修復。或是使用膠條封堵預制板的裂縫，在此之前，工作人員還要將預制板的表面清理干凈，防止其表面污染對膠條的應用效果產生影響。待膠條將兩個吊裝墻粘貼完畢后，工作人員則要對兩墻的間隔位置進行填充，然后再使用水泥進行夯實處理。工作人員之后的施工內容為定位，由于預制構件自身具備連接方式和連接點，并且這一工作內容的完成地點是工廠，不會受到施工現場外部環(huán)境的影響，其準確性較強。

2.3 完善標準通用體系，加強設計集成協(xié)同

預制裝配建筑在推廣過程中最適合住宅建筑，但目前建成的PC構件住宅建筑缺乏統(tǒng)一的行業(yè)指引標準和工程實踐，2016版《裝配式混凝土建筑技術標準》系列還不能滿足裝配式建筑從項目設計、生產、安裝施工、驗收評定、審批各環(huán)節(jié)對國家級行業(yè)規(guī)范和標準的需求，部件部品標準化是裝配式建筑市場化的關鍵，是降低企業(yè)運營成本、減少設備周轉和材料租賃費用的關鍵，更是充分實現裝配式建筑產業(yè)化的前提和價格市場化的要素。要以部品構件及連接技術的標準化與通用性為基礎，實現構件在不同類型房屋中的通用性，助推裝配式發(fā)展。因此裝配式建筑設計對建筑、結構、設備、裝修等專業(yè)的配合及運用信息化技術手段滿足一體化的要求極高，在預制裝配式混凝土建筑全周期中充分運用BIM信息技術，實現PC建筑在設計階段的充分集成與協(xié)同。

3、裝配式高層混凝土住宅發(fā)展的對策研究

裝配式建筑是對部品進行集成實現建筑功能滿足用戶需求的過程，各專業(yè)間相互結合，須站在建筑系統(tǒng)集成的層面上解決建造過程中交叉和碰撞的問題。以建筑功能為核心，采用模數化來統(tǒng)一柱網進深、開間尺寸，戶型設計應考慮抗側力構件的合理布置，發(fā)揮混凝土結構內部空間靈活分割的特性;以結構布置為基礎，在滿足功能布局的要求下采用優(yōu)化結構布置方案，既考慮到工業(yè)化內裝提倡的空間自行分割功能要求，也要控制造價、實現各專業(yè)可靠連接降低施工難度;以工業(yè)化內裝為支撐，在保障可靠、耐久、防雨、保溫、隔聲、防火防腐等性能前提下，通過內裝設計隱藏室內的梁、柱和剪力墻，最終實現“像搭積木一樣造房子”。

從人員、材料、技術方面入手：必須先從建筑行業(yè)人員中打破原有混凝土現澆結構住宅認識觀念的禁錮，必須站在國家打針方針的指導下大力推廣;加快制定相關標準及培養(yǎng)新型裝配式混凝土結構技術管理人才;推進裝配式高層混凝土結構建筑產業(yè)鏈建設，從取材、設計、生產、運輸、安裝及使用過程中的物業(yè)運維等各個環(huán)節(jié)進行發(fā)展;研發(fā)新型高層裝配式混凝土新型抗側力結構體系及適合快速裝配式節(jié)點構造的技術;充分利用現有互聯(lián)網+BIM大數據下的新型信息技術平臺，進行多用戶模式下的建模和多方協(xié)同技術等。

總之，建筑裝配化除了保護環(huán)境、減少耗能、提高生產力水平，有還利于促成建筑業(yè)與信息化及工業(yè)化全面滲透，孕育新興產業(yè)和動力能源，我們應當解放思想、調整方向，堅決反對壟斷壁壘，走大眾化發(fā)展方向，相信不久的將來人們一定會居者有其屋，大同世界、偉大復興的夢想，必將指日可待。