裝配式住宅結(jié)構(gòu)自動拆分與組裝技術(shù)研究

張鐵雁

摘要：本文首先闡述我國裝配式住宅的現(xiàn)狀，進(jìn)而介紹裝配式住宅未來的發(fā)展，最后敘述裝配式住宅自動拆分與組裝的原則和前提。

關(guān)鍵詞：裝配式；住宅結(jié)構(gòu)；自動拆分與組裝；技術(shù)研究

隨著我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，方便快捷的裝配式住宅受到建筑行業(yè)的青睞，裝配式住宅逐漸成為我國基礎(chǔ)建筑建設(shè)的主要方式。裝配式住宅施工簡單，易于拆分等諸多優(yōu)勢在一定程度上推動了我國建筑工業(yè)化的發(fā)展。

1.我國裝配式住宅的現(xiàn)狀

1.1設(shè)計方法落后

傳統(tǒng)是住宅設(shè)計和預(yù)裝裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計無論從結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計、基本模數(shù)的確定、平面的定位方式、設(shè)計的指導(dǎo)思想等方面都存在著很大的區(qū)別。在方案階段，通用結(jié)構(gòu)體系和專用結(jié)構(gòu)體系沒有區(qū)分，數(shù)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計思想沒有得到足夠重視；在施工圖階段。缺少對于構(gòu)件及裝配節(jié)點的深化探討，沒有解決構(gòu)配件的標(biāo)準(zhǔn)化定型和裝配節(jié)點的構(gòu)造詳圖設(shè)計，這些問題或多或少阻礙了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。

1.2設(shè)計規(guī)范缺失

鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅由于在我國發(fā)展的時間較短，在相關(guān)設(shè)計、施工標(biāo)準(zhǔn)等方面的規(guī)范文件缺失較多，與之相關(guān)的施工工藝、工法和安全規(guī)程還未建立，相對于國外發(fā)達(dá)國家的裝配式住宅發(fā)展，我國在某些方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與國外的發(fā)展，甚至在某些方面和國內(nèi)現(xiàn)行的建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范在很多地方還不兼容，使得裝配式住宅在設(shè)計、審批、驗收等方面無標(biāo)準(zhǔn)可依。這對于工業(yè)化住宅的大規(guī)模推廣是一個障礙。

1.3部件發(fā)展滯后

鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)，由于缺乏技術(shù)引導(dǎo)及自主創(chuàng)新，市場需求并沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的程度，因此，我國的相關(guān)產(chǎn)品功能性單一，工廠化程度不高，產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前，該技術(shù)零散而不系統(tǒng)，技術(shù)水平及標(biāo)準(zhǔn)參差不齊。不配套，需進(jìn)一步研究創(chuàng)新并進(jìn)行整合。我國鋼結(jié)構(gòu)住宅在建材和部品方面，目前建造鋼結(jié)構(gòu)住宅方面的所學(xué)材料大部分需要從國外運來，甚至有些外商在中國大陸委托加工的部件，往往也只能到國外去采購，在國內(nèi)市場上一時還找不到，這嚴(yán)重制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展及推廣。

2.裝配式住宅未來的發(fā)展

國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展和改革委員會、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑行動方案的通知（國辦發(fā)[2013]1號文）中第（八）項為推動建筑工業(yè)化：住房城鄉(xiāng)建設(shè)等部門要加快建立促進(jìn)建筑工業(yè)化的設(shè)計、施工、部品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)體系，推動結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部品、部件的標(biāo)準(zhǔn)化，豐富標(biāo)準(zhǔn)件的種類，提高通用性和可置換性。推廣適合工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制裝配式混凝土、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、生產(chǎn)、施工于一體的工業(yè)化基地建設(shè)，開展工業(yè)化建筑示范試點。積極推行住宅全裝修，鼓勵新建住宅一次裝修到位或菜單式裝修，促進(jìn)個陛化裝修和產(chǎn)業(yè)化裝修相統(tǒng)一。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部通知要求各地積極推進(jìn)綠色保障房工作，并同時發(fā)布了《綠色保障性住房技術(shù)導(dǎo)則》（試行）（以下簡稱《導(dǎo)則》），明確各地依此研究制定本地區(qū)的綠色保障性住房技術(shù)政策，做好技術(shù)指導(dǎo)工作《導(dǎo)則》共有八大項，其中強調(diào)了綠色保障性住房應(yīng)遵循的基本原則，研究和制定了綠色保障陛住房的指標(biāo)體系，提出了綠色保障性住房的規(guī)劃設(shè)計、建造施工和產(chǎn)業(yè)化等技術(shù)要點。此外，《導(dǎo)則》還專項設(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)提供切實有效的保障，從根本上全面推進(jìn)綠色建筑行動。

3.裝配式住宅結(jié)構(gòu)自動拆分與組裝的原則和前提

裝配式住宅構(gòu)件深化設(shè)計之前，需將主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行合理的構(gòu)件拆分設(shè)計，主要是指依據(jù)裝配式構(gòu)件拆分原則，將預(yù)制構(gòu)件拆分為供生產(chǎn)及現(xiàn)場裝配的單體構(gòu)件，它是混凝土主體結(jié)構(gòu)設(shè)計后的構(gòu)件深化設(shè)計，也是建筑結(jié)構(gòu)的二次設(shè)計，之后在施工現(xiàn)場通過專業(yè)的安裝連接技術(shù)進(jìn)行單體構(gòu)件間的組裝。

3.1拆分前提

根據(jù)現(xiàn)階段在國內(nèi)應(yīng)用較成熟的裝配式體系，建筑工程中需要拆分的構(gòu)件主要包括：

①豎向構(gòu)件，包括全預(yù)制剪力墻、PCF墻板、夾心保溫墻板、疊合板式剪力墻、女兒墻、預(yù)制柱、外掛墻板、預(yù)制飄窗等；

②水平構(gòu)件，包括疊合樓板、疊合梁、全預(yù)制梁、疊合陽臺板、全預(yù)制空調(diào)板、全預(yù)制樓梯等。

而裝配式住宅結(jié)構(gòu)若想達(dá)到自動拆分，首先需要滿足以下幾個前提：

（1）節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)點給自動拆分提供了依據(jù)，使結(jié)構(gòu)在節(jié)點處根據(jù)指定尺寸自動拆分。

（2）構(gòu)件模數(shù)化與去模數(shù)化相結(jié)合

結(jié)構(gòu)自動拆分時，陽臺、空調(diào)板、樓梯等構(gòu)件應(yīng)該模數(shù)化，但是墻板、樓板構(gòu)件卻需要去模數(shù)化設(shè)計。墻板構(gòu)件模數(shù)化和節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)化是兩個不協(xié)同的概念，節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)化勢必?zé)o法保證拆分出的墻板構(gòu)件為模數(shù)化：同樣，模數(shù)化的墻板構(gòu)件也會導(dǎo)致節(jié)點各異。而疊合構(gòu)件不受模數(shù)限制的去模數(shù)化特點，使結(jié)構(gòu)可以在節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動拆分。

（3）BIM技術(shù)的運用

顯而易見，唯有在BIM中整合，才可將節(jié)點、構(gòu)件等信息集成，并通過BIM軟件自動拆分。

3.2拆分原則

（1）豎向布置

結(jié)構(gòu)豎向布置宜規(guī)則、均勻，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力豎向突變，承重構(gòu)件宜上下對齊，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度宜下大上小。

（2）構(gòu)件劃分

結(jié)構(gòu)相關(guān)預(yù)制構(gòu)件（柱、梁、墻、板）的劃分，應(yīng)遵循受力合理、連接簡單、施工方便、少規(guī)格、多組合，能組裝成形式多樣的結(jié)構(gòu)系列原則，其中：

①預(yù)制梁截面尺寸盡量統(tǒng)一，配筋采用大直筋、少種類；

②預(yù)制剪力墻兩端邊緣構(gòu)件對稱配筋；

③預(yù)制帶飄窗墻體、陽臺、空調(diào)板、樓梯盡量模數(shù)化；

④樓梯與相鄰剪力墻的連接在受力合理的情況下盡量簡單。

4.結(jié)束語

裝配式住宅由于其優(yōu)良的性能和簡單方便的施工技術(shù)，在我國當(dāng)今的建筑行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。但裝配式住宅結(jié)構(gòu)的發(fā)展并不是很長，在建筑施工中難免會遇到一些問題，隨著我國的建筑行業(yè)設(shè)計方面的不斷更新，施工中遇到的問題定能找到合理有效的解決措施。