預制裝配式混凝土建筑的結構淺析

◎李惠

（作者單位：吉林建筑大學）

一、預制裝配式混凝土結構的特點

現澆混凝土結構體系施工，從搭腳手架、支模、扎筋、到混凝土澆筑，多數工作由手工勞動完成。現澆混凝土結構現場施工存在著：噪聲擾民，粉塵污染；模板周轉材料消耗大；施工人員多，手工勞動多，勞動強度大，且熟練程度要求較高；施工速度慢，建設周期長，受自然條件影響大；混凝土外觀及內在質量控制難；現場的建筑材料浪費嚴重等缺陷。預制裝配式混凝土結構技術與傳統建造方式相比，具有以下優點：

1.可以用各種輕質隔墻分割室內平面，房間布置可以靈活多變。

2.施工方便，模板和現澆混凝土作業很少，預制樓板無需支撐，疊合樓板模板很少。采用預制及半預制形式，現場濕作業大大減少，有利于環境保護和減少施工擾民，更可以減少材料和能源浪費。

3.建造速度快，對周圍生活工作影響小。

4.建筑的尺寸符合模數，建筑構件較標準，具有較大的適應性。預制構件表面平整、外觀好、尺寸準確、并且能將保溫、隔熱、水電管線布置等多方面功能要求結合起來，有良好的技術經濟效益。

5.預制結構工期短，投資回收快。由于減少了現澆結構的支模、拆模和混凝土養護等時間，施工速度大大加快，縮短了投資回收周期，減少了整體成本投入，具有明顯的經濟效益。

二、預制裝配式混凝土結構分類與布置要求

1.預制裝配式混凝土結構分類。裝配式混凝土結構在具體的施工使用過程中，通過根據其使用特點，可以大致分為幾種主要的種類，分別為：裝配整體式混凝土框架結構、裝配整體式混凝土剪力墻結構、裝配整體式框架－剪力墻（核心筒）結構等主要結構體系。對于裝配整體式混凝土結構來說，裝配整體式混凝土剪力墻結構具有多個方面的優點，對于高層建筑物中對于質量得要求十分有效，一方面具有良好的抗測的性能，還具有抗震性能，是建設高層建筑物的首要選擇。但是，我國現有的技術仍然存在很多的不足，在未來，需要進一步的進行研究，滿足建設的需要。

2. 預制裝配式混凝土結構布置要求。預制裝配式混凝土結構對于功能布置有規則、均稱、整體性的要求。其平面的長寬比以及局部凹凸比例都應該盡量偏小，結構排布遵循規則、勻稱的原則；同時，豎向構件的截面尺寸和材料布置遵循從下到上逐漸減小的原則。避免整體結構出現受力變化，承重構件應該上下對齊，并且剛度分布上小下大。這種預制構件的設計方式應當在受力合理、施工方便、最簡規格最多組合的基礎之上，兼顧連接簡單的特點，在梁柱和墻體的布置中尤甚。

三、預制裝配式混凝土建筑結構穩定性

1.結構整體的抗震性能研究。新型預制裝配式結構體系在美日韓等發達國家已有成功的實踐經驗，其成熟度已達到能夠直接應用于施工和設計中。而在我國的地震區并沒有相關的應用經驗。實際上，在歷次地震中安全性表現系數低下的情況，使得我們對國內現有抗震體系信心不足，這促使我們加深對于預制裝配式混凝土結構的研究和推廣。

2.梁柱節點的設計及構造。在裝配式結構這種結構體系中，接縫是結構體系中的一個重要薄弱點，處理好節點構造才能保證結構的長久性。對于此種結構，可行的辦法之一是采取適當構造方法使得梁柱節點的等同于現澆結構。研究梁柱節點的連接方式變得很重要，設計中我們主要將梁柱節點的連接分為干式連接與濕式連接兩種方式。 干式結構的薄弱點在于延伸性不足，恢復力低下，但其承載力與剛度很容易達到現澆結構的類似程度，在施工中不可以替換以現澆框架為受力特征的體系中；而濕式連接由于主筋和加強筋全部粘結，節點受力發生轉變，預制結構這時因為新澆筑的混凝土的存在與預制構件連在一起共同受力，其受力特征與現澆節點相似。只有當節點強度超過（至少等于）現澆結構的節點強度之時，即節點承載力和延性等特征被保障之后，裝配整體式結構體系才能應用到施工中，我們才可以將其與現澆結構同等對待。

四、裝配式混凝土建筑結構施工技術要點

1.NPC 施工技術。我國房屋建筑裝配式混凝土結構施工的主要技術之一就是NPC 施工技術。NPC 施工技術可以有效地連接不同構件之間的縫隙，將不同構件連接起來，對于水平構件和垂直構件連接時，通常會出現縫隙或者是其他建筑難點，使用NPC 技術就可以有效地解決這些問題，從而加強建筑物的穩定性，使建筑更加牢固安全。

2.PC 技術。PC 施工技術也是裝配式混凝土施工技術的主要施工技術之一。這種技術主要使用在空調板、填充墻等構件上。運用PC 技術可以有效地加強不同構件之間的連接度，減小施工出現的縫隙，從而使其連接的更加緊密，這在一定程度上加強了建筑物的保溫功能。構件的制作大多是在工廠中完成的。運用PC 技術可以有效地簡化現場工作流程。使工地現場工作更加高效，材料利用更加充分。PC 技術可以有效的減少工程隊的施工量，并且使其高效率的利用材料。這在一定程度上減少了對環境的污染，簡化了工作流程。促進了施工速度，從而有效的縮短了工期。

3.混凝土澆筑技術。使用裝配式混凝土施工技術的過程中，不同構件連接時，需要工作人員在現場進行混凝土的澆筑。所以在施工過程中也必須考慮這個方面。我國現階段工地施工的混凝土澆筑主要是在機械中完成。在混凝土制作過程中，首先要對水泥進行攪拌，將水泥以及砂子等其他物質加入攪拌機內進行攪拌，接著添加80%的水分。當攪拌時間達到5 分鐘左右就可以形成完整的砼。此時就可以進行混凝土的澆筑工作。在灌澆時必須保持溫度在5°到35°之間。溫度過高或過低都會對澆筑過程產生直接影響。同時澆筑過程要避免陽光直射，最好在30 分鐘內完成澆筑工作。當連接兩個構件時，首先要對構件表面上灑水，保持其表面濕潤，從而利于澆筑施工。在冬天混凝土澆筑施工過程中必須注意。溫度低于5 攝氏度時必須停工，否則即使澆筑成功，其澆筑的質量也會有極大程度的降低。

在實際施工過程中，其澆筑功能主要應用在預制墻板兩端進行合模時，建筑工地工作時通常采用套筒灌漿來進行混凝土的澆筑。首先從套筒底部開始，利用預置的PVC 澆灌孔進行澆灌，當另一孔出現混凝土時，就說明孔內已裝滿混凝土。此時就需要運用軟活塞將孔塞住，防止出現漏漿的現象。在澆灌完的四小時內不能對構件移動，否則就容易出現裂縫現象。

結束語：預制裝配式混凝土結構就是將外墻板等構件進行現代工廠化生產之后，運輸到施工現場進行組裝作業，主體受力結構梁、柱、剪力墻選用現澆形式。在預制墻板板片上面預先留有鋼筋，然后將這些預留鋼筋與建筑物主體結構的鋼筋混凝土澆筑連接，以此來合二為一，形成一體，保證結構安全可靠。由此可見，若是想要保證預制裝配式混凝土結構工程的高質量水平，就務必應該控制好施工過程中各個連接點以及安裝質量。進而保證建筑工程的高質量水平。