淺談裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑

(揚(yáng)州大學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225127)

一、裝配式混凝土建筑概述

裝配式建筑是指由預(yù)制構(gòu)件相互連接建造的建筑，按照建筑結(jié)構(gòu)材料分為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑、裝配式木結(jié)構(gòu)建筑和裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑等。

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義，裝配式建筑指“結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)的主要部分采用預(yù)制部品部件集成的建筑?！蓖ㄟ^(guò)“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠生化生產(chǎn)、裝配式施工、一體化裝修、信息化管理”，全面提升建筑品質(zhì)和建造效率，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

與現(xiàn)澆式混凝土建筑相比，裝配式混凝土建筑的構(gòu)件，在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)建設(shè)的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的立模、澆筑和養(yǎng)護(hù)，當(dāng)預(yù)制構(gòu)件達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度后運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)安裝至指定位置。預(yù)制構(gòu)件之間通過(guò)現(xiàn)澆混凝土、套筒灌漿等方式連接，保證了裝配式混凝土建筑之間的整體性，使整體受力性能與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)一致。

二、裝配式混凝土建筑的構(gòu)件類(lèi)型

(一)預(yù)制梁。疊合梁下部主筋已在工廠完成預(yù)制并與混凝土整澆完成，上部主筋需現(xiàn)場(chǎng)綁扎或在工廠綁扎完畢但未包裹混凝土。疊合梁的箍筋形式可采用整體封閉箍筋或組合封閉箍筋形式。抗震等級(jí)為一、二級(jí)的疊合框架梁的梁端箍筋加密區(qū)宜采用整體封閉箍筋。

(二)預(yù)制疊合板。疊合板可分為單向疊合板和雙向疊合板，由預(yù)制底板和疊合層構(gòu)成。預(yù)制底板既在施工階段充當(dāng)施工底模，承擔(dān)其自重及其上施工荷載，又在使用階段作為構(gòu)件的一部分，發(fā)揮其結(jié)構(gòu)承載力。當(dāng)預(yù)制底板安裝完成后綁扎疊合層鋼筋，再進(jìn)行混凝土澆筑工作，現(xiàn)澆層與預(yù)制底板一起形成結(jié)構(gòu)樓板。其中，上弦和下弦鋼筋構(gòu)成鋼筋桁架，吊裝運(yùn)輸過(guò)程中做為吊點(diǎn)使用，下弦鋼筋也可代替底板鋼筋使用。疊合板的預(yù)制板厚度不宜小于60mm，后澆混凝土厚度不應(yīng)小于60mm。

(三)預(yù)制柱。。柱一般按層高進(jìn)行拆分，也可以拆分為多節(jié)柱。但由于多節(jié)柱的脫膜、運(yùn)輸、吊裝、支撐都比較困難，且吊裝過(guò)程中鋼筋連接部位易變形，故構(gòu)件的垂直度難以控制。所以設(shè)計(jì)中柱多按層高拆分為單節(jié)柱，以保證柱垂直度的控制調(diào)節(jié)，簡(jiǎn)化預(yù)制柱的制作、運(yùn)輸及吊裝過(guò)程，保證質(zhì)量。預(yù)制柱的底部預(yù)埋灌漿套筒，將吊起的柱子插入杯口，柱與杯口間孔隙用細(xì)石混凝土灌漿密實(shí)，灌漿前將杯口清掃干凈，并用水濕潤(rùn)柱腳與杯壁。

(四)預(yù)制墻板。預(yù)制墻分為疊合墻板和套筒灌漿連接墻板。其中，疊合樓板是由兩層60mm厚的鋼筋混凝土板用鋼筋桁架連接起來(lái)，兩板中間形成100mm厚的空心，安裝定位后，直接將混凝土澆筑至空心內(nèi)，形成受力整體的實(shí)心板。套筒灌漿連接墻板底部預(yù)埋灌漿套筒，將下層伸出鋼筋插入預(yù)留孔道，再?gòu)墓酀{口注入灌漿料，使得上下構(gòu)件形成整體。墻板與樓板連接處設(shè)置凹槽，考慮預(yù)制樓板的擱置，增強(qiáng)樓板構(gòu)件與墻板構(gòu)件連接整體。外墻構(gòu)件上部設(shè)置企口，外低內(nèi)高，可增強(qiáng)抗?jié)B性能。

(五)預(yù)制樓梯。預(yù)制樓梯有兩種類(lèi)型，分為雙跑樓梯和剪刀樓梯。樓梯梯段板為預(yù)制混凝土構(gòu)件，平臺(tái)梁、板可使用現(xiàn)澆混凝土。預(yù)制樓梯比現(xiàn)澆更加方便，安裝簡(jiǎn)便，提高了施工的速度。預(yù)制樓梯為裝修及結(jié)構(gòu)一體化，減少了后期踏步水泥地面施工及相關(guān)質(zhì)量缺陷，同時(shí)避免了現(xiàn)澆樓梯普遍存在的超高剔鑿現(xiàn)象

三、裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)

(一)縮短工期。裝配式混凝土建筑構(gòu)件在工廠預(yù)制，不受自然環(huán)境的約束，構(gòu)件直接安裝，避免了溫度對(duì)建筑澆筑和養(yǎng)護(hù)造成的影響。與現(xiàn)澆混凝土相比，減少了許多濕作業(yè)從而可以縮減大量的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間。圍護(hù)墻構(gòu)件在工廠制作時(shí)，保溫、隔熱設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，減少了裝修時(shí)間和施工人員的數(shù)量,還能保證構(gòu)件的質(zhì)量,從而提高施工的效率。

(二)節(jié)能環(huán)保。裝配式混凝土建筑可以大幅度減少混凝土的現(xiàn)澆量，從而減少施工現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)用水以及沖洗混凝土罐車(chē)的污水排放量。預(yù)制工廠的養(yǎng)護(hù)用水還可以循環(huán)使用，有效的保護(hù)了水資源。傳統(tǒng)施工工藝，會(huì)產(chǎn)生大量的施工噪聲和揚(yáng)塵污染，裝配式建筑減少了混凝土振搗作業(yè)，由于模板使用量的減少，從而可以減少工地建筑垃圾，施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境顯著提高。

(三)提高建筑質(zhì)量。裝配式建筑構(gòu)件是工廠作業(yè)模式，構(gòu)件絕大部分是工廠流水線生產(chǎn)，從鑄模、成型到養(yǎng)護(hù)，精確偏差以毫米計(jì)算，構(gòu)件偏差小，使得精確度大大提高。同時(shí)構(gòu)件混凝土配合比、鋼筋等因素能得到更好的控制，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間充分，使其性能充分發(fā)揮，提高了構(gòu)件的質(zhì)量，進(jìn)而整個(gè)項(xiàng)目工程質(zhì)量得以提高。

四、裝配式建筑的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

為深入貫徹《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)[2016]71號(hào))和《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)[2017]19號(hào))，進(jìn)一步明確階段性工作目標(biāo)，落實(shí)重點(diǎn)任務(wù)，強(qiáng)化保障措施，突出抓規(guī)劃、抓標(biāo)準(zhǔn)、抓產(chǎn)業(yè)、抓隊(duì)伍，促進(jìn)裝配式建筑全面發(fā)展，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在2016年發(fā)布的《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》中明確指出，到2020年，全國(guó)裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到15%以上，其中重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到20%以上，積極推進(jìn)地區(qū)達(dá)到15%以上，鼓勵(lì)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到10%以上。根據(jù)中央和國(guó)務(wù)院的要求，到2026年，我國(guó)的裝配式建筑占新建建筑的比例會(huì)達(dá)到30%。

國(guó)家大力推廣工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制裝配式商品混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等建筑體系，加快發(fā)展建設(shè)工程的預(yù)制和裝配技術(shù)，提高建筑工業(yè)化技術(shù)集成水平。支持集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工于一體的工業(yè)化基地建設(shè)，開(kāi)展工業(yè)化建筑范試點(diǎn)。積極推行住宅全裝修，鼓勵(lì)新建住宅一次裝修到位或菜單式裝修，促進(jìn)個(gè)性化裝修和產(chǎn)業(yè)化裝修相統(tǒng)一。

在改革不斷深入和國(guó)家政策的指引下，作為發(fā)展中國(guó)家，建筑業(yè)要求降低能耗、抗震減災(zāi)、保護(hù)生態(tài)與環(huán)境，提高人們工作與生活質(zhì)量的大大背景下要加快改革創(chuàng)新，使用新材料、應(yīng)用新工藝、發(fā)展新技術(shù)，提高工程質(zhì)量、提高工效，減少污染和浪費(fèi)、減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)更加文明施工是建筑業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志。加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)體系集成，實(shí)現(xiàn)房屋建筑構(gòu)件化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，將是當(dāng)今世界建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

國(guó)家相關(guān)政策指導(dǎo)，使得裝配式建筑發(fā)展具有廣闊前景。近幾年國(guó)家提出了建筑市場(chǎng)的相關(guān)政策，鼓勵(lì)裝配式可持續(xù)建筑的發(fā)展，還特別專(zhuān)項(xiàng)設(shè)置了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)指標(biāo)和體系化技術(shù)，為大量、快速的住宅建設(shè)提供切實(shí)有效的保障，從根本上全面推進(jìn)了綠色建筑行動(dòng)。在國(guó)家大力提倡節(jié)能減排的政策之下，隨著相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，我國(guó)建筑業(yè)正向著綠色建筑和建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展轉(zhuǎn)型，作為建筑產(chǎn)業(yè)化重要載體的裝配式建筑將進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。