裝配式建筑深化設計問題探討

□肖 輝

新時期新形勢下，我國建筑行業必須優化產業結構，加快建設速度，改善勞動條件，提高勞動成產率，使建筑業走上集約型、效益型道路，國家提出要大力發展建筑產業現代化，全面推進裝配式建筑。根據我國目前的研究工作水平和工程實踐經驗，對于高層混凝土建筑我國目前主要采用裝配式混凝土結構，其他建筑也是以裝配整體式混凝土結構為主。裝配式建筑質量的好壞，很大一部分因素跟設計質量的好壞有關，而設計質量的好壞由深化設計質量決定，深化設計中構件設計又成為了控制環節。

一、剪力墻豎向構件間的連接問題

預制構件豎向連接是否可靠直接決定了建筑的安全性，連接方式可采用套筒灌漿連接，連接強度也已經試驗證明安全可靠。對于柱類構件，柱中受力主筋全部伸出做全部連接，對于墻類構件，不需要全部豎向鋼筋進行連接，在保證承載力的條件下采用部分鋼筋連接，理論分析及設計沒問題，但是在施工的時候就不好保證了，由于套筒內的空間較小，下部的插入鋼筋稍有偏位就無法插入套筒。因此在實際施工中，常有工人剪斷鋼筋的操作，這樣對于結構安全的危害是非常大的。

對于套筒灌漿連接強度已被證實可行，但是目前對于施工后進行套筒內是否有鋼筋的檢測技術尚不成熟，無法進行檢測，所以有些地區不建議采用套筒灌漿連接或是直接采用現澆，這樣對于預制率是有一定限制的。

對于剪力墻豎向連接的問題，還可采用雙皮墻的方法解決(如圖1所示)。整片墻體分成3層，靠外面的兩層先做，中間留空，中間留空部分可以穿鋼筋和線管，此時豎向鋼筋連接不需截斷，全部鋼筋均可連接，并且屬于現澆部位鋼筋的連接，取代灌漿套筒連接，還可以節省預制構件體積和重量以及套筒的數量。但是它在生產過程中比較復雜，而且中間空腔位置只有10公分必須用自密實混凝土進行澆筑，否則澆筑質量得不到保障。

不論是采用套筒灌漿還是雙皮墻，都需要對構件生產及施工精度進行嚴格把控，這也是建筑工業化的必備條件，建筑行業要飛躍發展，就必須要嚴格控制施工精度，保證施工質量。

圖1

二、預制構件的碰撞檢查設計

構件內部及構件之間的碰撞是裝配式建筑的關鍵問題，設計中如果忽略了這些問題，那么在拼裝過程中就會出現打架或是裝不上的問題。如果采用人工檢查，則效率太低，并且出錯的幾率較大，往往采用軟件檢查，在進行建模和參數設置的時候要注意某些部件是不需要進行碰撞檢查的，比如墻體內部鋼筋的豎向分布鋼筋和水平分布鋼筋，這兩種鋼筋本來就是挨在一起的，如果進行檢查，是會提示碰撞的，但這不屬于碰撞，而且這些是在預制的時候可以避免的。因此在建模的時候對不同的部件采用不同的圖層，軟件進行碰撞檢查的時候，只需要選用所需檢查圖層，比如墻體的鋼筋有水平分布鋼筋、豎向分布鋼筋、約束構件鋼筋、箍筋、伸出鋼筋，每種鋼筋設一個圖層，混凝土墻體設一個圖層，預埋件設一個圖層，把需要進行檢查的圖層調出來進行碰撞檢查即可通過設置凈間距大小來保證碰撞的保證性且此類檢查對電腦配置的要求很低，可輕易的部分或整體進行全面的碰撞檢查(如圖2所示)。比如，可單獨調用一個構件內的鋼筋之間進行碰撞檢查或鋼筋與預埋件進行碰撞檢查，此類的碰撞其實可以在構件制作的時候進行適當調整，但是會影響到設計圖紙。也可調用一個構件中的伸出鋼筋和另一個構件的伸出鋼筋進行碰撞檢查，此類檢查非常重要，因為在構件制作的時候無法發現，當進行構件拼裝的時候就會出問題，并且補救的措施很少，甚至無法補救，導致構件報廢。

圖2

圖3

三、構件的模具設計

模具是在制作構件時依賴性非常強的工具，模具制作的不好，做出來的構件質量就不合格，特別對于裝配式混凝土構件來說，不應對生產好的混凝土構件進行二次加工，因此對模具的要求更高，混凝土構件有些鋼筋是需要伸出混凝土的，并且要求模具可拆卸，那么在模具設計的時候要考慮這些問題。預制構件中的預埋件種類較多，除了拼裝所需的預埋件外，還有吊裝過程中需要的預埋件，這些在模板設計中均需考慮。利用軟件進行構件建模的時候生成的三維模型包含了構件的各種信息，這些信息在進行模具設計的時候是非常有用的。在模型中構件外翻模板，保證伸出鋼筋和預埋件的留孔或留洞，孔洞的大小應與鋼筋的直徑相匹配，以免孔洞過小鋼筋難以穿出或是孔洞過大模板漏漿。模型中預埋件的定位對于模板制作也是非常有用的，模板的背楞要保證模板的剛度和拼裝的可靠以及拆裝的方便(圖3)。

裝配式建筑深化設計構件設計問題是在實際操作中不斷發現的，需要運用現有的技術進行解決，以保證深化設計的準確度和可行性。