預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)類型及工程設(shè)計

張文灝

（貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司 貴州貴陽 550000）

預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)類型及工程設(shè)計

張文灝

（貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司 貴州貴陽 550000）

本文首先針對PC結(jié)構(gòu)常見類型進行了介紹，進而針對工程設(shè)計的具體流程進行了分析和概述，最后針對工程設(shè)計的主要影響因素進行了總結(jié)。

預(yù)制混凝土；住宅；結(jié)構(gòu)類型；工程設(shè)計

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，一些工業(yè)化的住宅得到了大力的開發(fā)，而這種模式的住宅也成為了今后我國住宅建設(shè)的主要發(fā)展趨勢，這其中，采用預(yù)制混凝土這種結(jié)構(gòu)的住宅由于現(xiàn)場的工作量較小、工程的工期較短以及質(zhì)量管理相對比較容易等特點成為了這一類住宅的主要施工模式，本文就針對這種結(jié)構(gòu)的住宅結(jié)構(gòu)建設(shè)和具體類型設(shè)計進行如下的論述。

1 PC結(jié)構(gòu)種類

預(yù)制混凝土（PC）結(jié)構(gòu)有許多種，包括：W-PC結(jié)構(gòu)、H-PC結(jié)構(gòu)、8-PC結(jié)構(gòu)、R-PC結(jié)構(gòu)和WR-PC結(jié)構(gòu)等[1～2]。

1.1 W-PC結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)也被稱作為壁式-PC結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用的構(gòu)件包括剪力墻、樓梯、樓板和陽臺，其垂直的結(jié)合部主要采用的是先用鋼筋焊接，后用混凝土進行填充的結(jié)構(gòu)，其水平的結(jié)合部主要采用的是先用鋼板進行焊接，后用混凝土進行填充的結(jié)構(gòu)，或者也可以采用高強度的連接套筒形式的無收縮的水泥進行填充，具體的結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 W-PC結(jié)構(gòu)圖

1.2 H-PC結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)也被稱作為高層壁式-PC結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用的構(gòu)件包括剪力墻、樓梯、陽臺和疊合式的樓板，其垂直的結(jié)合部主要采用的是先用鋼筋焊接，后用混凝土進行填充的結(jié)構(gòu)，其水平的結(jié)合部主要采用的是高強度的連接套筒形式的無收縮的水泥進行填充。

1.3 8-PC結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)也被稱作為壁柱式-PC結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用的構(gòu)件包括剪力墻、柱、疊合式的樓板、梁、陽臺和樓梯，其垂直的結(jié)合部主要采用的是先用鋼筋焊接，后用混凝土進行填充的結(jié)構(gòu)，在疊合式的樓板和梁出需要在其上段先進行配筋，之后再進行混凝土的澆筑，其水平的結(jié)合部主要采用的在下部進行水泥砂漿的鋪設(shè)，之后在縱向進行連接套筒與鋼筋之間的鏈接，在連接套筒內(nèi)部需要澆筑高強度的無收縮性的水泥砂漿。

1.4 R-PC結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)也被稱作為框架式-PC結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用的構(gòu)件包括剪力墻、柱、疊合式的樓板和梁、陽臺和樓梯，其結(jié)合部的主要特征有：柱一方面能夠作為PC構(gòu)件，另一方面還能夠采用先交的方式，如果其水平的結(jié)合部中的縱向鋼筋是由連接套筒進行連接的，就需要在連接套筒內(nèi)進行高強度的無收縮性的水泥砂漿的澆筑，其縱向的結(jié)合部主要采用的是先用鋼筋進行焊接，之后在用混凝土進行填充的方式。此外，在疊合式的樓板和梁的上段都需要先進行配筋，之后再進行混凝土的澆筑過程。

這種結(jié)構(gòu)主要采用的是框剪結(jié)構(gòu)，多數(shù)應(yīng)用于一些高層建筑的施工項目上，相比于單一的框架結(jié)構(gòu)或者是剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性更高，隨著時代的不斷發(fā)展，越來越多的高層建筑被建立起來，這種結(jié)構(gòu)在進行勢必會擁有更加廣闊的發(fā)展前景，會被更廣泛地應(yīng)用到住宅的工程項目建設(shè)過程中。采用這種結(jié)構(gòu)所建造的住宅具有很好的防水性、防火性、保溫性、防風(fēng)性、耐震性和隔音效果，這是其他PC結(jié)構(gòu)所不具備的，因此，這種結(jié)構(gòu)在今后將成為建筑行業(yè)市場的主流設(shè)計結(jié)構(gòu)。

1.5 WR-PC結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)也被稱作為壁柱式-PC結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用的構(gòu)件包括剪力墻、柱、疊合式的樓板、陽臺和樓梯，其結(jié)合部的主要特征有：在PC構(gòu)件下端需要采用水泥砂漿進行鋪設(shè)，而縱向的鋼筋需要和連接套筒進行連接，之后再在連接套筒的內(nèi)部進行高強度的無收縮性的水泥砂漿澆筑。而縱向的結(jié)合部主要采用的是鋼筋進行焊接，之后再采用混凝土進行填充。其中，疊合式的樓板和梁都需要在現(xiàn)場進行頂端配筋，之后再用混凝土進行澆筑。

2 工程設(shè)計

2.1 設(shè)計材料的主要強度

2.1.1 混凝土強度（如表1）

表1 混凝土強度

2.1.2 鋼筋強度（如表2）

2.2 設(shè)計計劃

這一階段主要是由工程項目的開發(fā)商來完成，需要對工程建設(shè)過程中所能涉及到的一些資源進行有效的調(diào)配，之后再針對具體的項目進行細致的分析，最終來確定所需要選擇的建筑結(jié)構(gòu)。計劃的內(nèi)容主要包括：住宅建筑建設(shè)項目的具體規(guī)模、項目所涉及到的總支出費用、項目完成所需要的工作周期、施工的用地環(huán)境及條件、施工的等級級別、采用的具體建筑結(jié)構(gòu)體系、建筑外包裝的具體計劃、建筑項目的整體施工計劃、確定項目的具體施工方法[3]。

表2 鋼筋強度

2.3 基本設(shè)計

施工方在確定具體所要選擇的建筑結(jié)構(gòu)之后，項目的設(shè)計單位需要在開發(fā)商的協(xié)助下仔細考慮在設(shè)計階段可能會遇到的諸多問題，針對這些問題商討出有效的建議和對策，通過充分的準(zhǔn)備工作，能夠幫助設(shè)計人員對后續(xù)施工過程中出現(xiàn)的設(shè)計問題進行快速的完善和改進。在進行基本設(shè)計階段主要需要考慮的問題包括：工程的整體預(yù)算支出以及具體費用的合理化分配；確定建筑表面的材料、細部以及級別；確定窗戶、細部；根據(jù)建筑整體的外立面、施工的實際可行性、板樣式的確定、PC的制作；針對節(jié)點的設(shè)計方案開展討論；確定生產(chǎn)廠家的配置、施工設(shè)備以及運輸設(shè)備。

2.4 深入設(shè)計

這一階段主要是針對施工圖紙進行繪制，按照計劃對設(shè)計人員進行合理化的調(diào)配，在完成調(diào)配之后就可以成立一些對應(yīng)的體系，以此來完成這一階段的深化設(shè)計工作。針對施工圖紙的繪制工作主要包括以下幾個方面[4]：①詳細圖：這主要包括一些節(jié)點的詳細圖紙、窗戶的節(jié)點、最上部、最下部、板的斷面和出入角部。②裝配圖紙：這一類圖紙主要涉及到一些建筑構(gòu)造件的圖紙設(shè)計和現(xiàn)場的安裝與施工。③板制作的圖紙：這一類圖紙需要保證設(shè)計出來的板材能夠滿足運輸、制作和施工的具體要求。④金屬零部件的加工圖紙：這一類的圖紙一方面要能夠滿足結(jié)構(gòu)上的計算要求，同時還要能夠?qū)φ麄€工程項目的資金成本進行有效的控制，同時還涉及到對工程連接件以及預(yù)埋件的設(shè)計工作。

2.5 技術(shù)應(yīng)用

通過設(shè)計人員和開發(fā)商針對某些可能出現(xiàn)的問題進行討論之后，能夠解決一部分的質(zhì)量問題或是安全隱患，但這種討論本身并不是建立在一個相對直觀的基礎(chǔ)上的，許多隱藏的問題也許不會被及時發(fā)現(xiàn)，這就可能會對項目整體的成本支出或者工程的完成質(zhì)量帶來一定的影響，對此，涉及人員可以借助于信息技術(shù)手段通過計算機的仿真技術(shù)對工程的施工效果進行有效的模擬，進而對一些可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)測，這些問題既包括設(shè)計階段可能出現(xiàn)的問題，同時也包括制作階段和實際工程開展階段可能出現(xiàn)的問題。

3 工程設(shè)計的主要影響因素

3.1 規(guī)范的影響

規(guī)范影響的一個主要體現(xiàn)就是對工程驗收的標(biāo)準(zhǔn)制訂，這些規(guī)范中會明確對工程可以使用到的具體技術(shù)進行規(guī)范，如果有的開發(fā)商為了追求質(zhì)量的提升而是用一些新型的技術(shù)，那么最終完成的工程就很難會通過審批而交付使用，因此，規(guī)范這一影響因素在很大程度上制約著設(shè)計方案的制訂。

3.2 成本因素的影響

成本因素是影響住宅工程設(shè)計的一個重要影響因素，造成工程成本造假提升的原因有很多，包括：產(chǎn)業(yè)的不配套、連接件和專用預(yù)埋件的不配套、相關(guān)具體規(guī)章制度的不夠完善等等，其中，由于規(guī)范不完善對其造成的影響主要體現(xiàn)為由于規(guī)范限制，會使一些構(gòu)造件不能夠參與到建筑的主體結(jié)構(gòu)中，這些措施雖然會提升外墻整體的質(zhì)量，但是會由于荷載作用而導(dǎo)致截面的增大，進而造成成本的進一步提升[5～6]。

3.3 項目連續(xù)性的影響

項目的連續(xù)性也是影響一個施工團隊進行工程設(shè)計的主要影響因素，如果某一項設(shè)計方案在一個工程項目中取得了巨大的成功，那么在后續(xù)的同類型建筑工程項目建設(shè)時，開發(fā)商和設(shè)計單位往往就會選擇同樣的施工方案，這一方面是因為雙方已經(jīng)積累了大量的施工經(jīng)驗，另一方面主要是因為面對一些可預(yù)見的問題，設(shè)計方能夠根據(jù)已有的記錄進行快速的修正，保證工程項目的持續(xù)正常開展。

4 結(jié)束語

綜上所述，以上就是針對PC這種住宅結(jié)構(gòu)的主要類型和具體工程設(shè)計進行的概述，隨著人們對于住房需求量的增大，該項技術(shù)應(yīng)用到了越來越多的工程項目當(dāng)中，并體現(xiàn)出了很好的優(yōu)越性，同時該項技術(shù)還有很大的提升空間，需要設(shè)計人員和行業(yè)從事者在實踐中進行不斷的完善，相信該結(jié)構(gòu)在未來會有更為廣闊的發(fā)展前景。

[1]洪雯，施美靈，等.建筑節(jié)能-綠色建筑對亞洲未來發(fā)展的重要性[M].北京：中國大百科全書出版社，2008.

[2]薛偉辰.預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系研究與應(yīng)用進展[J].工業(yè)建筑，2002，32 （11）：47～50.

[3]田野，呂西林，趙斌.預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)振動臺試驗研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2008，24（1）：66～71.

[4]鐘偉榮，朱敏濤，馮為民.高精度預(yù)制混凝土技術(shù)在我國的應(yīng)用與研究[J].混凝土，2006（07）.

[5]李志杰.新型預(yù)制混凝土墻板結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用[J].四川建筑科學(xué)研究，2013（01）.

[6]薛偉辰，王東方.預(yù)制混凝土板、墻體系發(fā)展現(xiàn)狀[J].工業(yè)建筑，2002，32 （12）：57～60.

TU378

A

1673-0038（2015）24-0013-02

2015-5-23

張文灝（1973-），男，漢族，高級工程師，本科，主要從事房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計、項目管理方面的工作。