裝配式建筑結構設計及施工技術研究

肖光耀

深圳市建筑工程質量安全監督總站，廣東 深圳 518029

隨著社會的發展和科技的進步，我國建筑行業取得了良好的發展成果，建筑企業要想提升社會競爭力，就應注重優化創新。裝配式建筑作為一種新型的建筑形式，有著諸多優勢，不僅能減少氣候環境的負面影響，而且能顯著提升整體施工效率，節約人力、物力、財力，還能靈活劃分空間，實現自由分割房間。相關單位要想確保裝配式建筑工作有序開展，應關注結構設計環節，并發揮現代化施工技術的優勢。

1 裝配式建筑發展背景及優勢

裝配式建筑誕生于20世紀中后期，一開始在美國、日本等發達國家先行采用，但是對于美國和日本而言，由于地理位置不同，裝配式的發展也存在差異性，有著各自的特點。裝配式建筑分為三種類型：裝配式鋼結構建筑、裝配式木結構建筑、裝配式混凝土結構建筑。美國許多大城市注重采用混凝土裝配式建筑建造住宅區，經濟落后的城鎮地區則采用鋼結構、木結構裝配式建筑。日本的地域面積較少，且處于沿海地區，時常發生地震，因此日本的裝配式建筑更加注重抗震性能。我國裝配式起步較晚，但是混凝土結構、鋼結構以及木結構等有著廣闊的發展空間，其中混凝土裝配式結構在大多數地區被推廣應用，提升了裝配式建筑的覆蓋率，實現建筑行業改革和創新[1-2]。

隨著市場經濟的快速發展，裝配式建筑是建筑新時期的產物，與傳統建筑相比，裝配式建筑在各方面都具有優勢，主要體現在采用先進的建筑技術、環保效果好、施工工期較短、建筑總體質量優，促使建筑技術進入新時代[3]。

2 裝配式建筑結構設計及施工技術

2.1 結構設計關鍵內容

與傳統的現澆混凝土結構不同，裝配式建筑結構設計對設計人員提出了更高的要求，不僅要求設計人員具備力學理念、結構專業知識，還要經過實踐，細致全面考量結構細節設計，從而確保各項工作的有序開展。我國政府所制定的規范條例中明確指出裝配式混凝土設計理念與現澆混凝土有一致性特點，還提出了裝配式混凝土的關鍵設計流程，要求觀察建筑預制特征，明確各參數準確性，再綜合了解建筑的環境情況，完成初步設計方案。在這一過程中，要關注方案的可實施性及對施工產生影響因素，發揮出建筑信息模型（BIM）技術的優勢，實現將設計方案與施工方案兩者相互整合，共同制作成為數字模型，采用數字化信息平臺來將結構和設備進行試運行，以實現方案優化[4]。

裝配式建筑是將工廠生產的預制構件和部品部件在工地裝配而成的建筑，要求構件和部件實現標準化。其充分考慮預制構件生產工藝、模板利用，以少規格、多組合的理念進行構件和產品的組合設計。預制構件的標準化設計是從建筑的整體協調性出發，改變原有的“先按現澆結構設計，然后拆分預制構件”設計思路，采用“標準化、序列化預制構件來組合出建筑樓棟”的全新設計思路，發揮裝配式建筑的工業化特點。從建筑的整體協調性出發，發揮裝配式建筑的工業化特點，提高裝配式建筑的經濟性和生產施工效率[5]。

預制凸窗的標準化是要盡量將預制凸窗跟結構主體梁分開，盡量避免采用內嵌式凸窗，而采用外掛凸窗。外墻標準化分為兩個層次：（1）形狀上的標準化，要求在進行方案設計和建筑設計時，盡量做到戶型標準化，減少戶型，統一層高；（2）各個樓層的墻體配筋盡量統一，即配筋上的標準化。外墻構件標準化，一般不考慮邊緣構件的預制，只考慮中間構造墻身的預制。構造墻身的配筋一般按規范規定的構造配筋配備，不容易隨樓層發生變化，有利于工廠標準化生產。

2.2 施工技術關鍵內容

裝配式建筑較為專業，故構造形式獨特，主要體現在裝配式建筑的構件在正常使用背景下始終可以保持良好彈性。構件的連接部位要確保有著良好的抗裂性能和抗滲性能，避免結構發生損傷。即使存在破壞，在破壞逐漸消除后也能夠進一步對建筑進行局部修復，確保建筑始終能夠正常使用。例如，在發生火災時，裝配式建筑的抗連續倒塌能力會有效防止火災蔓延，避免產生較大破壞。裝配式建筑的運輸環節也至關重要，需依據構件數量、尺寸，選擇合理的運輸車輛，確保各構件在運輸中避免受到其他因素影響而出現損壞。同時，在運輸過程中，工作人員要將構件固定在車輛上，放置緩沖材料保護。另外，運輸車輛在發動前應提前設定好運輸路線，保持勻速行駛，避免出現急剎車或者急轉彎等問題[6]。

對于裝配式建筑的施工技術，預制構件現場施工極為關鍵，因此文章主要針對預制構件定位、預制構件防漏漿以及預制構件的鋼筋連接三個方面進行闡述。針對預制構件吊裝作業環節，首先，要采取措施，以避免預制構件破損；其次，考慮預制構件的安裝效率及施工質量，建議將預制構件兩側鋁模板C槽增高（見圖1、圖2），以達到輔助預制構件吊裝就位的目的。同時，根據光是沿直線傳播的原理，采用紅外線或激光儀等吊裝設備輔助預制構件的吊裝作業，還可采用智能化吊裝系統以起到輔助預制構件吊裝的作用。

圖1 增高鋁模C槽輔助預制構件就位

圖2 預制構件就位圖

因為預制構件與現澆混凝土結構為剛性連接，所以預制構件防漏漿與現澆剪力墻交接位置的防漏漿處理也是裝配式建筑施工的重點之一。針對預制構件防漏漿，首先，對預制凸窗的窗口進行整體預埋（見圖3），使預制凸窗起到良好的防水效果，減少窗周的滲漏隱患；其次，預制構件與鋁模連接位置，深化設計凸窗預留壓槽（見圖4），防止構件錯臺及澆筑時構件與鋁模連接縫處漏漿；最后，采用海綿條、雙面膠等材料封堵預制構件與鋁模連接處。

圖3 預制凸窗窗框整體預埋

圖4 預制凸窗預留壓槽

針對預制構件位置處的鋼筋節點設計優化，可將預制凸窗兩側封閉箍筋優化成開口箍，提高預制凸窗安裝效率，以保證施工質量；還可以深化預制凸窗預留加固鋼筋，加大部分鋼筋直徑，提高連接強度，取消部分鋼筋，從而提高施工效率。

3 結束語

我國裝配式建筑目前依然處于初步發展階段，存在各種問題，主要體現為建筑成本較高，影響其發展。建筑行業要想促進裝配式建筑穩定進步，就應始終關注建設成本，

優化和完善裝配式建筑結構設計，確保各項工作嚴格按照設計要求進行，并綜合考慮各方面問題，其中最關鍵的就是設計施工階段，要求相關人員系統研究和分析裝配式建筑，獲得更多技術資源。同時，只有制定全過程建筑結構設計流程管控制度、完善設計體系，通過各種手段來完善施工工藝，才能顯著提升建筑工程整體質量，為促進裝配式建筑廣泛應用奠定堅實的基礎。