探討預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

范穎

摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，建筑行業(yè)有了蓬勃發(fā)展。近年來(lái)，建筑工程數(shù)量和規(guī)模都有了顯著提升，許多新技術(shù)、新工藝在建筑行業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前，國(guó)內(nèi)建筑工程的主要形式為預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系不僅具備良好的性能，而且施工方式較為簡(jiǎn)便，能夠在確保工程質(zhì)量的同時(shí)，大大提升施工效率。文章主要分析預(yù)制裝配時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

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

1 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)

1.1 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)布置要求

在功能布置上，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有整體性、均勻性和規(guī)則性要求。盡可能減小結(jié)構(gòu)平面的長(zhǎng)寬比和局部凹凸比例，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)當(dāng)均勻、規(guī)則；此外，對(duì)于豎向構(gòu)件，在布置其截面尺寸和材料上，應(yīng)當(dāng)按照由上至下、逐步減少的原則；混凝土承重構(gòu)件在剛度布置上應(yīng)做到上小下大，并且上下需要對(duì)其，防止結(jié)構(gòu)受力在整體上發(fā)生變化；在確保預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)件施工便捷、受力科學(xué)的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)盡可能使其連接簡(jiǎn)單，特別是在布置墻體和梁柱的過(guò)程中，盡量簡(jiǎn)化連接。

1.2 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究

（1）結(jié)構(gòu)整體的抗震性能研究

在發(fā)達(dá)國(guó)家，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)整體的抗震性能已經(jīng)得到了充分的實(shí)踐，這一構(gòu)件所具備的抗震性能完全滿足現(xiàn)代建筑的要求。然而，國(guó)內(nèi)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展和應(yīng)用都比較晚，在抗震性能的實(shí)踐方面還存在許多空白?？紤]到過(guò)去房屋建筑在地震過(guò)程中的破壞情況，可以明確國(guó)內(nèi)許多建筑在抗震性能上存在許多不足之處，因此，加強(qiáng)對(duì)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)件的研究、提升建筑抗震性能十分必要[1]。

（2）構(gòu)件的新型配筋設(shè)計(jì)技術(shù)研發(fā)

要實(shí)現(xiàn)混凝土構(gòu)件中配筋數(shù)量的減少，必須提升鋼筋性能，研發(fā)大直徑、高性能的鋼筋并進(jìn)行推廣和應(yīng)用。將新型配筋技術(shù)應(yīng)用到預(yù)制裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，不僅能夠大大提升工程質(zhì)量，還能提高施工效率。

1.3 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

（1）節(jié)點(diǎn)的傳力機(jī)理與承載力設(shè)計(jì)

要研究構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的傳力機(jī)理和承載力設(shè)計(jì)，首先要對(duì)節(jié)點(diǎn)的受力原理、傳力特點(diǎn)等進(jìn)行明確和分析。拉力屬于間接受力，即在不同構(gòu)件的傳遞過(guò)程中受力；而節(jié)點(diǎn)壓力、接縫壓力等則不通過(guò)構(gòu)件傳遞，屬于直接受力。值得關(guān)注的是，不同的接縫，其在受力傳遞方面也有一定差異。水平構(gòu)件包括框架梁和連系梁，水平構(gòu)件的接頭受力是傳遞力，構(gòu)件連接的強(qiáng)度、界面黏結(jié)程度決定節(jié)點(diǎn)輕度。因此，在計(jì)算受力強(qiáng)度時(shí)，必須結(jié)合實(shí)際情況，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和研究；在設(shè)計(jì)梁的接頭時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)計(jì)算其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)抗剪力設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。在計(jì)算接縫的抗壓強(qiáng)度時(shí)，選取材料在實(shí)際工作過(guò)程中的較低值比較恰當(dāng)。要實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和推廣，必須確保其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且計(jì)算出的強(qiáng)度數(shù)值在規(guī)定范圍內(nèi)。

（2）連接構(gòu)造要求

①焊接連接。用料簡(jiǎn)單、連接穩(wěn)定是焊接連接方式的主要優(yōu)點(diǎn)，因此，在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)體系中，焊接是最主要的連接方式。但是，焊接連接在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面受環(huán)境條件限制較大，因此，在采取這一連接方式時(shí)，除了要做好焊接方法、焊接技術(shù)以及焊接設(shè)備的研究和把控，對(duì)于大直徑構(gòu)件的剛進(jìn)焊接技術(shù)，應(yīng)當(dāng)特別注意研究和分析。

②套筒灌漿連接。調(diào)查研究表明，在滿足鋼筋連接強(qiáng)度方面，套筒灌漿連接方式效果較好。但是，在采用這一連接方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際情況，適當(dāng)改造國(guó)外進(jìn)口的套筒，使其滿足國(guó)內(nèi)建筑的構(gòu)造強(qiáng)度需求。在部分地區(qū)和公司，套筒灌漿連接技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步。在進(jìn)行套筒灌漿連接施工時(shí)，首先在套筒中插入連接鋼筋，然后灌漿和靜置。套筒材料在抗拉強(qiáng)度上也有一定要求，應(yīng)當(dāng)確保其在600Mpa以上，套筒之間應(yīng)當(dāng)保持足夠大的距離，套筒與連接鋼筋在方向布設(shè)上需要恰當(dāng)，盡可能減少布設(shè)誤差[2]。

2 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在住宅建筑中的應(yīng)用

2.1 預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)

預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)又稱預(yù)制裝配式大板結(jié)構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)連接可靠性高，具備優(yōu)良的抗震性能?，F(xiàn)階段，預(yù)制內(nèi)外墻板主要分為實(shí)心墻板和空心墻板兩種，疊合樓板是許多預(yù)制樓板的主要形式。 在預(yù)制空心墻板的施工過(guò)程中，對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的整體性方面需要進(jìn)行慎重考慮，確保其滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的抗震要求。在設(shè)計(jì)相關(guān)節(jié)點(diǎn)時(shí)，構(gòu)件的熱工性能和抗?jié)B性是需要重點(diǎn)關(guān)注的方面。在預(yù)制實(shí)心墻板的施工過(guò)程中，做好預(yù)制墻板豎向接縫和水平縫的處理工作十分關(guān)鍵，除此之外，還要確保構(gòu)件豎向?qū)嶋H受力和水平受力鋼筋的連接達(dá)到相關(guān)要求。在預(yù)制空心墻板的施工過(guò)程中，一般采用預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的施工方式進(jìn)行。在做好預(yù)制空心墻板和結(jié)合版的裝配工作后，還要對(duì)受力鋼筋進(jìn)行合理布置?；炷恋臐仓枰诏B合樓板面和空心墻板面同時(shí)進(jìn)行，確保結(jié)構(gòu)的整體性。這種施工方式的主要優(yōu)點(diǎn)為：構(gòu)件具備優(yōu)良的整體結(jié)構(gòu)性能，方便處理節(jié)點(diǎn)構(gòu)造處、墻板豎向縫以及水平縫，防止接縫出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

2.2 預(yù)制裝配式框架

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在建筑中的另一應(yīng)用是預(yù)制裝配式框架，梁、柱、板以及剪力墻是裝配式框架的主要組成部分，疊合樓板是較為常見的預(yù)制樓板，疊合梁是較為常見的預(yù)制梁。預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)為：施工工藝簡(jiǎn)單，建造效率較高，在施工過(guò)程中能夠有效節(jié)約勞動(dòng)力，減少成本投入。如果節(jié)點(diǎn)的施工工藝安全性較高，可以使用與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同的設(shè)計(jì)方法，因此可以利用現(xiàn)澆構(gòu)件來(lái)代替豎向受力構(gòu)件；采用預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑空間的靈活安排，營(yíng)造大空間建筑[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具備簡(jiǎn)單、高效、環(huán)保、節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合現(xiàn)代建筑的發(fā)展理念，在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)由于對(duì)這一結(jié)構(gòu)研究起步較晚，在實(shí)際工作過(guò)程中還存在許多不足之處，所以應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做好各類試驗(yàn)工作，確保結(jié)構(gòu)性能，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)建筑生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，用最少的資源獲取最大的效益，推動(dòng)建筑行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 覃玉堅(jiān).預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017，（20）：11.

[2] 閆志平.預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)探究[J].建材與裝飾，2017，（46）：127.

[3] 江輝.簡(jiǎn)析預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)[J].江西建材，2018，（2）：59.