淺析建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)

陳方陽

摘 要：目前我國的建筑業(yè)迅速發(fā)展，促進(jìn)了建筑技術(shù)的發(fā)展，我國在房屋建筑領(lǐng)域出現(xiàn)了很多建筑技術(shù)，這些建筑技術(shù)形式經(jīng)濟(jì)效益可觀，并且促進(jìn)了環(huán)境和社會(huì)的共同發(fā)展。在所有的建筑結(jié)構(gòu)形式中，建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)是一種新型的綠色工藝技術(shù)，具有提高施工效率、節(jié)省建造成本、簡化施工環(huán)節(jié)等優(yōu)勢，但是這種建筑技術(shù)還處于研究階段，需要在工程建設(shè)實(shí)踐中進(jìn)行不斷的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：建筑裝配式；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建造技術(shù)

1中南集團(tuán)的 NPC技術(shù)

1.1技術(shù)應(yīng)用情況以及技術(shù)優(yōu)勢

我國的房屋建筑裝配式混凝土 NPC 結(jié)構(gòu)和建造技術(shù)由中南集團(tuán)開創(chuàng)，進(jìn)行此項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)時(shí)充分借鑒了國內(nèi)外相關(guān)的預(yù)制混凝土施工技術(shù)，目前已經(jīng)形成了比較完善的施工技術(shù)體系。采用 NPC 技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造時(shí)，填充墻等全部進(jìn)行預(yù)制與安裝，梁、板等采用疊合式的預(yù)制安裝形式。

采用 NPC 技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)建筑對(duì)節(jié)能和環(huán)保的要求進(jìn)行剪力墻、充填墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)混凝土現(xiàn)澆作業(yè)帶進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮鋼筋漿錨接頭和現(xiàn)澆連接帶的實(shí)際情況，并對(duì)水平構(gòu)件梁和板的疊合形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)鋼筋、現(xiàn)澆混凝土、鋼筋漿錨的連接方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮建筑的豎向結(jié)構(gòu)。采用 NPC 技術(shù)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件吊裝施工時(shí)，要注意以下要點(diǎn)。

選擇相關(guān)的施工設(shè)備，選擇鋼筋吊鉤和預(yù)埋方式時(shí)根據(jù)施工時(shí)采用的構(gòu)建規(guī)格，鋼扁擔(dān)起到輔助起吊的作用，應(yīng)用鋼扁擔(dān)時(shí)其調(diào)點(diǎn)可調(diào)，根據(jù)施工圖和預(yù)制墻板的預(yù)埋方式來綁扎鋼筋，預(yù)埋件和樓板鋼筋焊接完成后，為了使結(jié)構(gòu)更牢固可增設(shè)加強(qiáng)筋。

測量定位裝配式結(jié)構(gòu)時(shí)，通過網(wǎng)狀控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)平面的控制，設(shè)置層級(jí)引測點(diǎn)來對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行垂直控制。地下室頂板上設(shè)置十字相交的垂直控制點(diǎn)，這樣每層的柱、梁、墻和點(diǎn)之間不會(huì)被預(yù)留鋼筋擋住視線。

接著吊裝豎向構(gòu)件，吊裝豎向構(gòu)件采用塔式起重機(jī)，起重機(jī)的吊索將豎向構(gòu)件的兩端吊起，吊索和水平線之間夾角控制在45度，用吊索將豎向構(gòu)件綁扎然后起吊，要根據(jù)豎向構(gòu)件的中心和綁扎起吊位置進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行控制。

完成了豎向構(gòu)件的吊裝，再進(jìn)行水平構(gòu)件的吊裝，要先吊裝平衡梁，再對(duì)樓梯、疊合板等構(gòu)件進(jìn)行吊裝。使用符合設(shè)計(jì)要求和施工起重量標(biāo)準(zhǔn)的塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，起吊時(shí)使用與施工重量與作業(yè)半徑相符的起重機(jī)。

NPC 技術(shù)具有許多技術(shù)優(yōu)勢，可以增強(qiáng)房屋的整體性，保證給排水系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的通暢，并實(shí)現(xiàn)保暖性，并且可以優(yōu)化整體配置，不僅可以保證建筑的基本功能，同時(shí)也具有了整體的協(xié)調(diào)性。

1.2 NPC技術(shù)的技術(shù)缺陷

采用 NPC 技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，混凝土在現(xiàn)澆時(shí)形成了很多混凝土灌漿孔洞，在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)無法保證孔洞的灌漿質(zhì)量，在施工后期很難檢測灌漿質(zhì)量，增加施工工作量，降低了施工質(zhì)量。

2 PCF半預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

PC F（precast concrete form）半預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的核心技術(shù)是疊合式樓板及剪力墻外墻模的綜合混凝土預(yù)制技術(shù)的結(jié)合，為房屋建筑工程中的混凝土剪力墻的外墻和疊合樓板等預(yù)制板結(jié)構(gòu)建造問題的解決提供了方便，能夠有效提升房屋建筑施工中的外圍腳手架支設(shè)與模板支設(shè)過程中的安全性，并顯著降低模板及腳手架支設(shè)成本與資源損耗。房屋工程中的電梯井等部位仍通過支?，F(xiàn)澆進(jìn)行施工建設(shè)。當(dāng)前的PCF技術(shù)并未嚴(yán)格依照房屋墻體承載特點(diǎn)對(duì)外墻混凝土模板進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，致使設(shè)計(jì)與施工實(shí)際存在較大差距、實(shí)際施工中難以避免材料資源浪費(fèi)，另外，此種技術(shù)設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)，混凝土現(xiàn)澆量也很大?，F(xiàn)針對(duì)宇輝集團(tuán)與西偉德混凝土預(yù)制（合肥）有限公司相關(guān)技術(shù)研發(fā)狀況進(jìn)行分析：

2.1宇輝集團(tuán)相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展

2.1.1技術(shù)研究應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢，宇輝集團(tuán)近年來主要研發(fā)了裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)，在建筑剪力墻豎向連接技術(shù)的基礎(chǔ)之上附加了“插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接連接”技術(shù)工藝，主要實(shí)現(xiàn)了房屋建筑陽臺(tái)、樓梯板、內(nèi)部豎向剪力墻板等構(gòu)件的全部預(yù)制，大大簡化了上述構(gòu)件的預(yù)制與后期裝配工作。

2.1.2技術(shù)研究應(yīng)用缺陷，宇輝集團(tuán)的裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)主要存在構(gòu)件過大、過重、形式單一的問題，另外，此種技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用需要高配置的吊裝設(shè)備設(shè)施輔助進(jìn)行，不利于房屋建筑工程順利實(shí)施。

2.2西偉德混凝土預(yù)制（合肥）有限公司相關(guān)技術(shù)研究

2.2.1技術(shù)研究應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢，西偉德公司所研發(fā)的疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)主要是在德國“doub le- w all P recastconcrete building system”技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，此種技術(shù)中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有預(yù)制樓梯、疊合式樓板、疊合式墻板等等，其中的疊合式樓板主要由底層預(yù)制板和格構(gòu)鋼筋組成，疊合式墻板的組成與疊合式樓板的組成相似，其中的預(yù)制板為兩層預(yù)制板，混凝土的澆筑作業(yè)主要在兩層的預(yù)制板之間進(jìn)行。

房屋建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用：南京某別墅的自保溫建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就使用了PFC建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，在對(duì)房屋墻體的豎向承載力、抗震程度、墻體熱阻及熱惰性進(jìn)行精準(zhǔn)測算之后，決定房屋建筑采用疊合板是混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)合《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中冬夏熱阻與熱惰性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，確定墻體熱阻為1.32m2·K/W，熱惰性2.21，根據(jù)上述要求與數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)自保溫混凝土疊合承重墻。西偉德公司的混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)能夠更好地完成工程構(gòu)件預(yù)制，為房屋工程施工提供了良好的硬件基礎(chǔ)。

2.2.2技術(shù)研究應(yīng)用缺陷，西偉德公司的疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)研發(fā)與試驗(yàn)時(shí)間不足，構(gòu)件的預(yù)制相對(duì)簡單，尚不滿足房屋建筑工程標(biāo)準(zhǔn)；另外，疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)中的疊合式結(jié)構(gòu)需要很大的混凝土澆筑量，后期澆筑作業(yè)質(zhì)量檢測不便，施工難度相對(duì)高。另外，缺乏科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)，混凝土現(xiàn)澆量也很大。

3改良式現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

3.1技術(shù)研究應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢

改良式現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的核心是以輕鋼構(gòu)架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋進(jìn)行制作、綁扎，使用保溫板及免拆面板等固模搭配混凝土澆筑的一項(xiàng)先進(jìn)裝配施工技術(shù)，因而屬于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)的一種。清華大學(xué)研發(fā)的輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)是改良式的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)主要代表，此種技術(shù)以輕鋼構(gòu)架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋進(jìn)行制作、綁扎，顯著提升了工程施工中的效率、降低工程人工費(fèi)用。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用：此種技術(shù)采用輕鋼構(gòu)架進(jìn)行綁扎，同時(shí)以保溫板、免拆面板、一體化板等等代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工所用模板，混凝土的澆筑作業(yè)在固模中完成。此種建造技術(shù)中所用到的輕鋼構(gòu)架能夠有效實(shí)現(xiàn)房屋建筑工程的規(guī)模化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)房屋建筑工程施工產(chǎn)業(yè)化與工業(yè)化，顯著提升工程施工中的效率、降低工程人工費(fèi)用；另外，此種技術(shù)的應(yīng)用能有效降低模板拆除與濕作業(yè)工作量，在降低材料消耗的同時(shí)保障工程施工水平；房屋建筑具有良好的抗震性能與整體性。

3.2技術(shù)研究應(yīng)用缺陷

此種技術(shù)在施工效率、建筑性能、工程費(fèi)用等方面都有一定優(yōu)勢，但技術(shù)中的輕鋼架構(gòu)中所用固模的規(guī)劃設(shè)計(jì)并未在充分考慮墻體力度承載特點(diǎn)，不能很好地適應(yīng)房屋建筑實(shí)際施工要求，致使技術(shù)應(yīng)用中造成材料浪費(fèi)，存在構(gòu)件過大、過重、形式單一的問題。

4結(jié)語

就目前的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)來說，由于其不完善的技術(shù)體系，還需要進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)，有效地提升相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指導(dǎo)。另外，還應(yīng)該注重對(duì)相關(guān)技術(shù)專業(yè)人才的培訓(xùn)和教育，保證施工、生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量。在實(shí)際施工中盡可能減少濕作業(yè)點(diǎn)，這對(duì)施工成本、裝配式生產(chǎn)的降低以及施工進(jìn)度的提升具有重要的意義和作用，能夠進(jìn)一步促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

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