預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計研究

朱磊

安居才能樂業(yè)，這也是中國建筑技術(shù)不斷發(fā)展的動力。自從人類開始發(fā)展，建筑改變了人們生活的自然條件，在人類發(fā)展的歷史上，建筑的發(fā)展反映著人類生活水平的進(jìn)步與提高。今天的建筑技術(shù)在科學(xué)的推動下呈現(xiàn)出日新月異的變化，其中預(yù)制裝配式的建筑極大地縮短了建筑時間，對于解決如今城市的住房緊張問題有著不可估量的作用，同時對于一座高速運(yùn)轉(zhuǎn)的城市，預(yù)制裝配式的建筑適應(yīng)了城市加快擴(kuò)張的需要。

一、預(yù)制裝配式混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀

1.國內(nèi)外預(yù)制裝配式構(gòu)件的應(yīng)用情況

在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后，整個世界飽受戰(zhàn)火的摧殘，滿目瘡痍，戰(zhàn)后重建促進(jìn)了建筑工業(yè)化的發(fā)展，正是這種大量的需求使得建筑技術(shù)出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這種新型建筑技術(shù)的發(fā)展，大大縮短了建筑所需的時間，滿足了人們的居住要求。隨著城市化進(jìn)程的加快，人們對住宅的需求日益增大，為了更快地進(jìn)行建筑，預(yù)制式裝配的建筑逐漸興起。

我國的預(yù)制裝配技術(shù)在上世紀(jì)80年代已經(jīng)開始發(fā)展，其中最初出現(xiàn)的是預(yù)制混凝土的應(yīng)用，以它為基礎(chǔ)發(fā)展出了預(yù)制的梁柱，樓板，墻板等等一系列的構(gòu)件。這種構(gòu)件雖然很方便使用，但是在技術(shù)上的不成熟最終使得這種技術(shù)沒有得到大范圍的推廣。隨著預(yù)制混凝土技術(shù)的革新和發(fā)展，現(xiàn)如今的預(yù)制技術(shù)在很多方面又重新發(fā)揮了它的作用，如盾構(gòu)隧道管片，橋梁結(jié)構(gòu)等。這些采用了新技術(shù)和新方法的預(yù)制裝配建筑一定會大有前途。

2.預(yù)制混凝土設(shè)計的社會效益

首先我們需要了解預(yù)制混凝土的設(shè)計目的。許多預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)最需要的就是預(yù)制構(gòu)件，正是這些預(yù)制構(gòu)件形成了預(yù)制建筑的建筑材料。這些預(yù)制的構(gòu)架與傳統(tǒng)的建筑是有很大差別的。

傳統(tǒng)的建筑是在現(xiàn)場進(jìn)行所有建筑材料的完成，這種工藝需要在現(xiàn)場耗費(fèi)大量的人力和物力。但是預(yù)制的鋼筋混凝土是在場外進(jìn)行裝配連接，然后在建筑的施工現(xiàn)場進(jìn)行部分澆筑而成，這種構(gòu)件形成的建筑材料比傳統(tǒng)的建筑磚壘式墻體更加具有整性，所以在承載力上性能更加優(yōu)良。更容易抵抗斷裂，倒塌式的破壞，提高了建筑物的安全性。

除了具有整性的優(yōu)點(diǎn)之外，這種預(yù)制式的建筑構(gòu)件可以縮短工期，減少建筑現(xiàn)場的施工程序，方便作業(yè)。同時現(xiàn)在建筑注重環(huán)境保護(hù)，這種建筑方式由于施工現(xiàn)場占地少，現(xiàn)場所需的材料大大減少，可以有效減少工地上運(yùn)輸車輛和施工機(jī)械的噪聲，這對于周邊的環(huán)境都有很大幫助。

二、預(yù)制裝配式設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵

預(yù)制裝配式的建筑設(shè)計雖然給建筑帶來極大的便利，但是這種技術(shù)需要牢牢把握幾點(diǎn)關(guān)鍵，否則在設(shè)計的時候會很容易造成失敗，經(jīng)過長時間的經(jīng)驗總結(jié)，對于預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計我們得出了幾點(diǎn)經(jīng)驗，這對于以后預(yù)制構(gòu)件的成功設(shè)計將會產(chǎn)生很大的幫助。

在預(yù)制墻板的設(shè)計過程中，除了考慮墻板的堅固性，還要考慮墻板的防水，隔音和保溫隔熱功能。墻板在制成之后最終是需要用在建筑物上的，居民住宅的建筑屬性決定了這種建筑物的建筑構(gòu)件必須達(dá)到居住的適宜性要求，要讓居住的人能夠享受到的不只是空間，還有居住的隱私性，室內(nèi)空氣濕度和溫度的適宜。

因此為了達(dá)到這種建筑的要求，在設(shè)計的時候，要考慮將這些構(gòu)件采用連接的形式，對于不同的建筑要求采用不同的連接方式，一般有兩種連接方式；柔性連接和剛性連接。而防水性能的實現(xiàn)包括材料的密封防水，空腔的構(gòu)造防水，空腔的內(nèi)部排水，以及空心的橡膠密閉防水等方式，這些都是在以往的設(shè)計中經(jīng)過實踐驗證的，這些方式具有很好的防水性能。并且在墻板的制作過程中還要考慮預(yù)制墻板在各種工況條件下的受力分析和配筋設(shè)計。

三、工程實例的具體分析

1.工程的概況

萬科作為中國房地產(chǎn)企業(yè)的龍頭企業(yè)，在建筑技術(shù)上的不斷革新正是這個企業(yè)發(fā)展壯大的因素之一。我們以“萬科新里程”的項目設(shè)計為研究對象，具體分析預(yù)制裝配技術(shù)在建筑上的具體應(yīng)用，以及所帶來的社會效益和企業(yè)價值。

萬科新里程項目的其中有一棟樓，一共是地上十四層，地下是一層。這棟建筑的總體框架采用的是剪力墻結(jié)構(gòu)建筑，它的梁柱，墻板均以現(xiàn)場澆筑的方式制成，而樓板和陽臺采用預(yù)制疊合板進(jìn)行建筑。不僅如此，在這棟建筑上，女墻和外墻都是采用預(yù)制墻板，還有樓梯也是采用預(yù)制的方式建筑的。這種方式的建筑比起以往的建筑更加節(jié)省時間，同時也更加牢固安全。

2. 工程在關(guān)鍵部位的處理方式

預(yù)制的墻板設(shè)計正是遵照著預(yù)制裝配建筑的經(jīng)驗進(jìn)行的，在進(jìn)行設(shè)計和制作的過程中，該墻板考慮設(shè)計了圍護(hù)防護(hù)功能，同時在建筑的同時進(jìn)行隔聲隔熱的功能設(shè)計，使得建筑出來的居住環(huán)境更加適宜人的居住。

預(yù)制的墻板設(shè)計正是遵照著預(yù)制裝配建筑的經(jīng)驗進(jìn)行的，在進(jìn)行設(shè)計和制作的過程中，該墻板考慮設(shè)計了圍護(hù)防護(hù)功能，在建筑的同時進(jìn)行隔聲隔熱的功能設(shè)計，使得建出來的居住環(huán)境更加適宜人的居住。

（1） 預(yù)制板厚度的處理方式

在建筑的過程中，為了外墻的運(yùn)輸和裝吊的可靠性這些預(yù)制墻板的厚度一致制成160mm大小，這種厚度也是兼顧了外墻的熱惰性。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制墻板制作不僅可以方便工業(yè)化的生產(chǎn)，而且也有利于建筑施工作業(yè)的方便。

（2）預(yù)制板連接的處理方式

一般來講在預(yù)制墻板的連接處理上，采用柔性連接可以滿足高精度和高水平的建筑物，而剛性連接滿足低水平和低精度的建筑要求，但是這種剛性連接也有自己的好處，那即是剛性的連接方式可以節(jié)省建筑空間。在萬科的這個項目上，考慮到具體的實際情況，正是采用的剛性連接方式，這種連接可以減少框架梁柱的外露。

（3）預(yù)制板防水的處理方式

建筑物的外墻暴露在外面，對于防水性的要求較高，為了解決預(yù)制外墻的滲漏問題主要注意三個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的防水，第一個就是水平拼接處的防水。

這個地方的防水措施我們可以采取三道防水措施，材料密封的防水措施，空腔構(gòu)造的防水和排水措施，空心橡膠密封條的防水。在具體的工程實施中，需要妥善處理這三層防水，確保做到預(yù)制板墻的不漏水。第二個就是垂直拼接處的防水，這個地方的防水主要是澆筑混凝土自防水。第三個是預(yù)制板墻窗框處的防水，這個地方的防水主要采用將鋁合金的窗框和預(yù)制混凝土墻板整體澆筑的方法來實現(xiàn)。

四、結(jié)語

在萬科的這個項目工程的設(shè)計中，新的建筑技術(shù)的使用是一大亮點(diǎn)。在本工程中預(yù)制外墻板技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效解決了建筑過程中磚體結(jié)構(gòu)的堅固問題，而且使得建筑的時間大大縮減，這對于一個企業(yè)來講可以大大降低建筑的時間成本。這種建筑技術(shù)的應(yīng)用對于同類的企業(yè)的建筑是一種很大的建筑優(yōu)勢。

在其他方面，萬科的這個項目也是在國內(nèi)首次采用。像主體結(jié)構(gòu)的連接，采用了水平的拼接內(nèi)排水的防水，垂直拼接的防水排水方式，這都是新的建筑形式，取得了很好的效果，同時也證明這種建筑技術(shù)的實用性。另外在樓板的制作中采用桁架式配筋預(yù)制的方式，是一種創(chuàng)新的設(shè)計理念。事實證明，這種建筑形式經(jīng)得起考驗，該建筑在接下來的多次臺風(fēng)中完好如初，沒有出現(xiàn)窗、墻漏水的情況，對于住戶，這是居住體驗的極大提高，萬科也因此贏得了廣泛的關(guān)注和好評。