預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

李路

摘 要 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)誕生于19世紀(jì)初期，經(jīng)過長時(shí)間發(fā)展已經(jīng)形成完整的設(shè)計(jì)與施工方法，但還是有必要做好相關(guān)研究工作。本研究中，筆者以預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢為切入點(diǎn)，全面分析預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)，給出具體的完善措施，大幅度提高混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 預(yù)制裝配式 混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)施工

一、引言

20世紀(jì)50年代我國預(yù)制裝配技術(shù)開始起步，但受到資金、技術(shù)及人員等因素限制，我國預(yù)制裝配式建筑發(fā)展速度緩慢。直到近些年，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，技術(shù)水平不斷提高，推廣預(yù)制裝配式建筑的條件已經(jīng)成熟。在“十三五”規(guī)劃中國家明確提出，將大力推廣以裝配式建筑為核心的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化。本文中筆者主要闡述做好預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施，提高建筑質(zhì)量。

二、預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢分析

預(yù)制構(gòu)件直接在工廠中預(yù)制，可以精確控制材料質(zhì)量與構(gòu)件尺寸，還可以對構(gòu)件進(jìn)行全方位養(yǎng)護(hù)，減少養(yǎng)護(hù)成本，保證建筑耐久性；降低工程成本，目前我國已進(jìn)入老齡化，加上社會生活水平不斷提高，人力成本增加，原有的勞動密集型方式已經(jīng)不能持續(xù)。而預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與安裝則可以有效降低人工成本，借助大量機(jī)械設(shè)備即可完成；提高材料與能量利用效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。設(shè)計(jì)階段歸并與統(tǒng)計(jì)預(yù)制構(gòu)件，提前確定相關(guān)構(gòu)件的數(shù)量與規(guī)格，將相關(guān)數(shù)據(jù)提供給生產(chǎn)工廠，提高能源利用效率，降低粉塵、噪聲等污染；縮短工期，預(yù)制裝配式建筑現(xiàn)澆施工基礎(chǔ)部分時(shí)，工程同時(shí)開始預(yù)制結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，可以有效縮短施工周期，提高資金的回收使用效率。

三、預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)布置要點(diǎn)

高層建筑采用預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)為保證結(jié)構(gòu)性能，底層與頂層同時(shí)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；避免豎向結(jié)構(gòu)澆筑的不連續(xù)性；剪力墻不存在轉(zhuǎn)角窗；剪力墻上開洞位置上下對齊。當(dāng)房屋存在凹凸不規(guī)則位置時(shí)，需要采用現(xiàn)澆梁板進(jìn)行連接，減少其長寬比。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)較長，加上房屋高度偏高，國家適當(dāng)降低現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度。

（二）結(jié)構(gòu)計(jì)算要點(diǎn)

結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中洪采用與現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件相同的設(shè)計(jì)荷載及計(jì)算方法，整個(gè)過程中主要重點(diǎn)關(guān)注：選擇裝配縫與疊合樓板等的使用，造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)較小，在結(jié)算時(shí)需要考慮這個(gè)因素。此外，墻板間接縫對裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，計(jì)算過程中無法考慮，因此要嚴(yán)格控制位移角。

（三）材料設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)制結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工廠有著較好的氧化條件，選擇高強(qiáng)度的混凝土，強(qiáng)度大于C30。同時(shí)為節(jié)約鋼材采用高強(qiáng)度鋼筋。為降低塊體自約束應(yīng)力與提高混凝土抗拉強(qiáng)度，可以通過降低混凝土內(nèi)外溫差及減慢降溫速度來實(shí)現(xiàn)，因此養(yǎng)護(hù)極為重要。混凝土澆筑后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，壓平表面，并安排專人負(fù)責(zé)。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才可以拆除保溫層。混凝土終凝后及時(shí)進(jìn)行氧化，使用養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)剪力墻與框架柱，樓板養(yǎng)護(hù)則直接采用澆水方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d。

冬季施工期間則需要采用綜合蓄熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以將抗凍劑摻加載混凝土內(nèi)，混凝土初凝后在板面上覆蓋一層塑料薄膜+阻燃稻草被，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14d。

首先要防止出現(xiàn)溫度梯度導(dǎo)致的裂縫，應(yīng)減少混凝土內(nèi)外的溫度差。其次，盡量控制混凝土置放地點(diǎn)的溫度在一個(gè)相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)。最后，要防止新舊混凝土之間出現(xiàn)不融合現(xiàn)象。從而保證混凝土能保持最佳品質(zhì)。

（四）構(gòu)建設(shè)計(jì)要點(diǎn)

構(gòu)件設(shè)計(jì)過程中歸并構(gòu)件，減少構(gòu)件規(guī)格數(shù)量。設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)應(yīng)該提前與生產(chǎn)廠家與施工單位進(jìn)行溝通，了解生產(chǎn)與施工條件，避免設(shè)計(jì)無法生產(chǎn)或施工難度較大。當(dāng)構(gòu)建超重時(shí)現(xiàn)場要配置相應(yīng)的吊車，如果重量再大有可能無法施工。

四、預(yù)制裝配式混凝土施工要點(diǎn)分析

（一）原材料配比控制

現(xiàn)今土木工程混凝土施工技術(shù)應(yīng)用中，除了部分基地供應(yīng)商品混凝土外，其余部分通常進(jìn)行現(xiàn)場拌制。混凝土現(xiàn)場拌制中按照商品混凝土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證兩者配置比例、原材料質(zhì)量等數(shù)據(jù)一致。全面掌握水泥性能、儲存方法及信息標(biāo)識等，盡量選擇堿含量在0.6%以下標(biāo)號的水泥；砂石影響混凝土強(qiáng)度，依據(jù)混凝土自身性能調(diào)節(jié)外加劑，根據(jù)實(shí)際需求選擇種類與數(shù)量。

（二）混凝土運(yùn)輸要點(diǎn)

現(xiàn)場混凝土與商品混凝土配比一致，采用統(tǒng)一品種標(biāo)號水泥，使用攪拌機(jī)注意以下事項(xiàng)：一是安裝要點(diǎn)，在固定的機(jī)座與底架上安裝攪拌機(jī)；二是檢查要點(diǎn)，接通電源后仔細(xì)檢查，經(jīng)2 ～ 3min空車試轉(zhuǎn)檢查合格后才可使用；三是保護(hù)要點(diǎn)，為避免水分和潮氣浸入電動機(jī)內(nèi)部造成損壞，影響采用外科或相應(yīng)保護(hù)措施。

混凝土攪拌前，應(yīng)該加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，倒凈其中積水后潤濕拌筒。第一盤攪拌時(shí)考慮筒壁砂漿損失，按照配合比規(guī)定減半處理石子用量。攪拌完成后全部卸盡混凝土，全部卸盡前不能再次投入拌合料，也不得使用邊出料邊進(jìn)料的方法。未經(jīng)試驗(yàn)人員同意不得隨意增加或減少水量。

（三）澆筑要點(diǎn)

混凝土澆筑時(shí)滿足以下條件：一是混凝土入模溫度不得小于5℃，處于10℃左右；二是攪拌及泵送過程中不得擅自加水，不得使用質(zhì)量不合格的混凝土；三是澆筑前清理干凈模板與鋼筋上的雜物，如果冬天施工清理冰雪時(shí)直接采用小型空壓機(jī)；四是混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行且各道工序緊密相連，盡量縮小和集中作業(yè)面，嚴(yán)重遵循澆筑順序，避免形成裂縫。

（四）振搗要點(diǎn)

振動棒振搗過程中采用快插慢拔的方式，避免出現(xiàn)分層、離析或空洞情況，每一點(diǎn)振搗時(shí)間要合適，通過觀察混凝土表面變化情況控制，也就是混凝土表面不再下沉或出現(xiàn)氣泡，表面水平且泌出灰漿。

五、結(jié)語

我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究不斷深入與完善，在實(shí)際工程中不斷得到推廣與應(yīng)用。作為專業(yè)的工程設(shè)計(jì)人員，除了掌握專業(yè)的設(shè)計(jì)水平外，還要了解與之相關(guān)的施工技術(shù)與要點(diǎn)，這樣設(shè)計(jì)過程中才能以最簡單的施工手段完成工程建設(shè)。希望通過本文論述為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)一分力量。

（作者單位為四川大學(xué)錦城學(xué)院）

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