淺析裝配式建筑結構設計及其施工技術

謝國陽

摘? ? 要：在我國，現澆式混凝土建筑已經發展了很長一段時間，技術成熟，我國絕大部分混凝土建筑都是現澆式建筑。但這種建筑模式也存在很大弊端，高能耗、高污染和施工周期長的問題與現階段國家提出的綠色經濟和可持續發展理念格格不入。實現新型建筑工業化是解決現有問題的有效手段，所謂新型建筑工業化是指著重強調信息化與建筑工業化的深度融合，包括設計標準化、生產工廠化、施工裝配化、管理信息化和裝修一體化。而裝配整體式混凝土建筑是實現新型建筑工業化的主要方式和途徑。

關鍵詞：裝配式;建筑結構;設計;施工

1? 關于裝配式建筑發展優勢的簡要分析

在日益增長的市場經濟和可持續發展環境中出現的裝配式建筑是建筑新階段的體現，發展背景造就了其必然性，發展趨勢也給了它無限的發展空間。與傳統建筑相比，其在建筑技術、環保效果、施工工期、減少用工和建筑質量等方面都有比較明顯的優勢：（1）使得建筑技術進入了一個新時代。工業標準化促進了裝配式的出現，將輕工業中流水線生產的理念應用到建筑中，以“搭積木”的形式將建筑由“建”逐漸轉化為“搭”。這種轉變也在朝著建筑主流方向發展，施工過程中的結構構件均是在工廠制作完成的，將建筑生產方式向高端制造業發展，開辟了建筑技術的新時代。（2）將節能環保有效的應用到建筑中。由于裝配式建筑的結構構件大多在工廠集中生產，減少了材料浪費，降低了建筑施工過程中的粉塵污染、噪聲污染，由于其低導熱性也可顯著降低保溫材料的熱損失。有利于空氣質量的提升和生產生活環境的提升。（3）能有效縮短施工工期。將建筑施工拆分為工廠施工和現場施工兩部分使得兩者可同時進行。不僅提升了建造速度，縮短建設工期，而且由于裝配式建筑的現場施工為組合安裝有效降低了寒暑季、雨季等自然環境對建筑施工的影響。（4）減少了現場工人數量和用工時間。由于傳統建筑需要大量的工人進行建筑建設，裝配式的現場吊裝拼接極大的減少了用工人數。而且工速增加，工期減少也使得工人的工作時間降低許多。

2? 項目工程概況

本工程共由兩棟（12～13#棟）高層商住樓，3棟（14#、15#、16#棟）多層商業，1棟（17-A棟）高層酒店、寫字樓和 1 棟（17-B）棟高層公寓式酒店及其17-C#、17-D#樓以及兩層地下室組成。本工程為 12#、13# 住宅，高度為99.270m，采用裝配整體式剪力墻結構，采用預制構件的部位主要有：部分預制剪力墻、部分疊合梁、客廳疊合板、部分預制外墻、預制內隔墻、標準層預制樓梯。

3? 裝配式建筑結構設計要點

預制構件的設計：（1）預制構件的深化設計預制構件制作前應進行深化設計，深化設計文件應根據本項目施工圖設計文件及選用的標準圖集、生產制作工藝、運輸條件和安裝施工要求等進行編制。預制構件詳圖中的各類預留孔洞、預埋件和機電預留管線須與相關專業圖紙仔細核對無誤后方可下料制作。（2）預制構件連接設計裝配式結構豎向及水平接縫部位的鋼筋應采用套筒灌漿連接，接頭要滿足行業標準。預制剪力墻中鋼筋接頭處套筒外側鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于15mm，預制柱中鋼筋接頭處套筒外側箍筋的混凝土保護層厚度不應小于20mm，套筒之間的凈距不應小于25mm。預制板、預制梁與后澆混凝土疊合層之間的結合面應分別設置粗糙面。預制梁端面應設置鍵槽且要設置粗糙面，鍵槽的尺寸和數量應滿足國家現行有關規范要求。預制剪力墻的頂部和底部與后澆混凝土的結合面應設置粗糙面，側面與后澆混凝土的結合面應設置粗糙面，也可設置鍵槽。粗糙面的面積不宜小于結合面的 80%。預制板的粗糙面凹凸深度不應小于4mm，預制梁端、預制墻端的粗糙面凹凸深度不應小于 6mm。預制構件連接部位座漿材料的強度等級不應低于被連接構件混凝土強度規劃與設計·100·等級。（3）預制構件構造設計本工程預制樓板全部采用預制疊合單向板，底板開洞應在制作時預留，開洞位置應避開桁架鋼筋的位置。當洞寬小于 300mm 時，受力鋼筋繞過洞口，不得切斷;當洞寬大于300mm小于1000mm時，應設洞邊附加筋，洞口每側各兩根，其截面積不小于被洞口截斷之鋼筋面積。屋面及立面收進的樓層應在預制剪力墻頂部設置封閉的后澆鋼筋混凝土圈梁，圈梁應與現澆或者疊合樓、屋蓋澆筑成整體。各層樓面位置，預制剪力墻頂部無后澆圈梁時，應設置連續的水平后澆帶，水平后澆帶內應配置不少于2根連續縱向鋼筋，其直徑不宜小于12mm。（4）預制構件的防水設計建筑在使用中長期中受到太陽輻射、雨雪、生活用水等環境的影響，因此要求混凝土不僅具有優異的防水性，還要有良好的耐久性。裝配式建筑的預制樓板和外墻是建筑主要與環境接觸的部位，因此相鄰預制構件的連接技術就成了影響建筑防水的關鍵因素。本工程的預制三明治外墻板所采用的防水形式為封閉型，這種防水密封主要有三道措施，其三明治外墻板采用的防水形式最外側采用的是高彈力聚氨酯耐候密封膠及泡沫棒，中間部分作為減壓空間，并使用防水橡膠條進行壓緊處理，內側使用的是灌漿層砂漿封堵，從而有效的進行防水。

4? 裝配式建筑施工技術探討

裝配式建筑有著獨一無二的建造方式，我們對它的期望越大，在建造時對它的要求就更高。首先是裝配式建筑的構件能在正常使用階段下保持足夠的彈性，尤其是構件的連接部位應保證良好的抗滲性和抗裂度，也能使裝配式建筑承受一定如地震荷載類的偶然荷載，結構不出現嚴重損傷。在該破壞消退后也能通過對建筑的局部修復使建筑恢復正常使用狀態。對于罕遇地震對結構的破壞也應避免結構發生嚴重倒塌，橫向構件先于豎向構件破壞以保證人員的及時疏散。當發生火災時，裝配式建筑也應具有一定的抗連續倒塌的能力。其次，對于在工廠預先制作加工的混凝土構件應保證構件的強度、尺寸和其表面的平整性。先嚴格控制混凝土模板的質量和混凝土中鋼筋綁扎和預埋件鋪設的質量，仔細檢查刷完隔離涂料后才能開始澆筑，并嚴格按照混凝土的澆筑要求進行澆筑養護。當構件出現較大變形甚至是強度不足等不符合要求的情況時應及時采取補救措施。預先制作好的裝配式構件的另一重要環節就是運輸。應根據構件的尺寸和數量選用大小合適的運輸車輛，為保證構件在運輸過程中不出現損壞，應將構件合理的固定在運輸車輛上并設置緩沖材料保護構件。運輸的路線需要提前制定好，車輛宜保持均勻的速度行駛，嚴禁出現急剎車、急轉彎和碰撞等情況。在施工現場應提前制定出構件的存放方案，對存放地進行預處理，壓實存放地地面防止構件存放過程中地面凹陷損傷構件。當構件運輸到施工現場后應根據存放方案存放。其中樓板、頂面、墻和柱等構件宜豎向放置，梁構件宜橫向放置。

5? 結束語

從上文對裝配式建筑的結構設計和施工技術的探討，我們可以發現裝配式建筑的設計使用仍然是以傳統的設計理念為參考，裝配式建筑是新的，但裝配式建筑背后的結構理論和使用要求是不變的。我國的裝配式建筑仍處于初步階段，相信經過一代又一代結構設計工作者的不斷探索，這種新型建筑類型一定會日趨成熟。

參考文獻：

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