試論房屋建筑裝配式混凝土結構設計及建造工藝

沈天生

寧夏上陵房地產開發有限公司 寧夏銀川 750000

裝配式建筑是解決未來建筑技術作業工人短缺，解放重體力勞動和降低建筑安全風險必要的技術工藝。在規劃和建筑設計方案過程中，結構設計就要參與進來，在建筑工程單體布局時，結合裝配式結構的特點，互相優化設計，在建筑功能和建筑風格更加優秀的基礎上，利于裝配結構的受力和抗震性能設計，并且有利于結構設計的拆分和PC生產，也更利于運輸和拼裝施工。使建筑設計與結構設計完美結合，更好地實現裝配式建筑工程的優勢和特點，達到裝配式建筑工程的“快、節、省”的綠色建筑的目的[1]。

2016 年是我國推進裝配式建筑具有劃時代意義的一年。在這一年國家層面出臺了兩個重要的文件。一是2月6日中共中央下發《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》，文件指出“力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%”；二是9月27日，國務院下發《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，文件規定“以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區，其余城市為鼓勵推進地區，因地制宜發展PC結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑?！庇捎谡恼咧С郑b配式建筑又得到興起，并不斷吸引人們的目光。但是由于裝配式建筑畢竟處于發展期，在施工過程中常會出現了一些質量問題。

1 裝配式結構設計方法

1.1 結構構件的設計

結構設計是以結構計算與分析為基礎，再根據分析結果進行構件的設計。盧家森系統總結了預制混凝土框架結構設計方法，通過計算參數的選取進行了結構整體計算分析，闡述了預制柱、疊合梁及鋼筋桁架疊合樓板等構件的設計方法，并通過實際工程進行了詳細分析，為工程提供了有益參考。在結構設計過程中，根據建筑結構抗震性能分析，合理布設縱橫向剪力墻的位置，將工程結構根據建筑功能對稱性的特點，優化混凝土澆筑與拼裝單元有規律的分段作業，類同于結構后澆帶的施工方法，在結構受力和抗震性能不受影響的前提下，更加合理有效地提高工程裝配率。

1.2 預制構件的拆分設計

結構計算和構件設計工作完成后，需要對構件進行拆分設計，拆分需滿足施工要求，且拆分構件種類盡量少，拆分的構件應不影響建筑設計的使用功能。王曉珊通過具體案例，在介紹等同現澆的基礎上闡述了預制裝配式結構的拆分設計，展示了剪力墻體與梁的拆分，樓板拆分以及樓梯和陽臺拆分，指出了行業對拆分設計方法沒有統一的標準和原則，通過整體設計、拆分設計、構件深化設計以及創建預制構件庫等設計方法對裝配式結構設計方法進行了探究[2]。

1.3BIM技術的應用

裝配式建筑對BIM技術的應用已得到行業內普遍認可，以BIM為基礎的裝配式建筑結構設計，可采用以下方法：根據建筑部品的模數化與標準化進行設計，以建成不同技術相互集成后各結構所需構件的族庫，包括預制外墻板、預制梁柱、預制樓梯與預制樓板，對具體的結構進行設計時，可直接從以上族庫當中選擇標準化構件，并對不同的標準化構件進行相互搭接，形成完整的三維模型，可極大地加快設計工作效率。為充分發揮裝配式建筑在設計方面的特點，應加大力度研究并開發具有模數化特點的不同裝配式建筑戶型，從而為模型庫的建立創造良好的條件。

通過對Autodesk Revit Structure的不斷了解和掌握，了解到族對于Revit的實際使用是十分重要的，能以族創建者自身設計為依據，對不同類型的設置及參數變量進行定義。

2 裝配式建筑建造工藝

首先是施工之前需要做的準備，根據工程的實際特點，在預制混凝土結構施工前，編制相應的專項施工方案。正式施工前，選擇有代表性的單位或部件進行試裝，并根據試裝結果及時調整和完善施工方案，嚴格按照專項施工方案中的施工措施進行構件吊裝的詳細設計。預制混凝土結構施工前，施工單位應當向技術人員和現場操作人員披露質量安全技術。根據工程特點、施工進度、部件類型和重量，選擇合適的起重機械設備，所有起重機械設備應具有專用設備制造許可證和產品合格證[3]。

其次要做好構建的運輸與堆放，如果沒有指定的設計，組件的混凝土強度不得少于75%的混凝土設計強度等級值，預制構件運輸堆疊方案的主要內容包括：堆疊現場要求、運輸路線計劃、運輸固定要求、堆疊支撐墊要求、成品保護措施。對于超高、超寬、不對稱剛度等大型構件，應采取特殊的質量安全措施，保證其運輸和堆放。堆垛位置應平整、牢固、排水良好。預制組件另行存儲根據品種、規格、使用配件，起重序列，預制組件的應力狀態和檢驗狀態。墊塊應設置在底部和層之間。墊塊要平整，上下對齊，基礎應該牢固，制造的部件不應直接放置在地面上。

再次所采用的灌漿施工方法為鋼筋套筒灌漿法，應用到的灌漿材料為高強無收縮灌漿料，采用專用灌漿機進行施工。高強無收縮灌漿材料具有較快的硬化速度，為了保證灌漿效果，關鍵施工材料必須嚴格按施工要求隨拌隨使用。灌漿施工的過程中，首先從下一排灌漿孔開始灌漿，直到所有出漿孔出漿，就可以斷定灌漿孔處于飽滿填充狀態。出漿孔出現溢漿現象后，立即應用橡皮塞進行封堵。灌漿施工的過程中，需要遵循以下施工要點。

3 結語

裝配式建筑施工是一項較為復雜且系統的工作，并且需要全過程協調，涉及范圍較廣，雖然我們在PC建筑施工方面已經取得了一定的成績，但是在生產實踐過程中的某些關鍵問題仍亟待解決和提高，而這需要廣大同行的共同努力。