房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造工藝分析

陳建華

甘肅航空產(chǎn)業(yè)投資有限公司 甘肅 蘭州 730030

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工業(yè)化發(fā)展方面具有代表意義，與澆筑施工的方式相比，裝配式的建設(shè)方式不僅更具便捷性，同時也明顯降低了建筑工程在施工過程中的環(huán)境污染問題，大大降低了施工能耗，對于這種較為先進(jìn)的房屋建筑設(shè)計施工方式我國雖然已經(jīng)進(jìn)行了較長時間的關(guān)注和研究，但是技術(shù)掌握度程度還是沒有達(dá)到能夠大范圍應(yīng)用的程度，但是在一些建筑技術(shù)發(fā)展較快的地區(qū)，這類建筑方式已經(jīng)獲得了較多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)證了其優(yōu)越的整體特性，讓我們認(rèn)識到了應(yīng)用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行房屋建筑工程建造的優(yōu)勢所在。下面我們將針對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計建造工藝進(jìn)行討論分析。

一、裝配式混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計

(一)裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)。我們在這里直接將其稱之為框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)所包含的預(yù)制件內(nèi)容比較多，眾多的混凝土預(yù)制件都采用了框架結(jié)構(gòu)，包括預(yù)制柱、預(yù)制梁以及預(yù)制樓板等，它們都是框架結(jié)構(gòu)，由于框架是結(jié)構(gòu)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)下有很好的力學(xué)特性，所以很多強(qiáng)度要求較高的預(yù)制部件我們都可以采用框架結(jié)構(gòu)，由于框架結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)眾多預(yù)制件的過程中都能夠展現(xiàn)出比較簡單的受力情況，力的傳遞路線非常清晰，所以也更便于我們在實(shí)際裝配過程中對相關(guān)部件進(jìn)行連接。其另一個優(yōu)勢特點(diǎn)就是裝配的效率比較高，從當(dāng)前情況來看，框架結(jié)構(gòu)的預(yù)制件在裝配過程中有兩種連接方式，一種是剛性連接方式，另一種是柔性連接，作為兩種不同的節(jié)點(diǎn)連接方式，其具體情況也是不同的，干連接方式更趨近于當(dāng)前的現(xiàn)澆工藝，在裝配過程中需要在節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行澆筑連接，而柔性連接詳見與傳統(tǒng)工藝就有較大的區(qū)別，它采用的連接方式多采用螺栓以及其他結(jié)構(gòu)性方式[1]。

(二)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻是建筑工程中重要的承重墻體，其形態(tài)特性就決定了它具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，對于樓體由于重力原因產(chǎn)生的豎直載荷以及地震引起的水平力都有很好的承受作用，在裝配式剪力墻中，又分為部分預(yù)制和全部預(yù)制兩種，全預(yù)制剪力墻的優(yōu)勢是預(yù)制程度比較高，整體性比較強(qiáng)，但是由于整體部分都采用了預(yù)制制造方式所以也產(chǎn)生了很多的連接縫，想要保障其達(dá)到設(shè)計參數(shù)具有較高的施工裝配難度。而部分預(yù)制剪力墻則能夠以更加簡單的裝配方式來滿足其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，裝配式剪力墻有不同的設(shè)計類型，諸如疊合板式混凝土剪力墻、多層裝配式混凝土剪力墻以及裝配式框架剪力墻等，這些不同結(jié)構(gòu)的預(yù)制剪力墻有著不同的結(jié)構(gòu)特性，合理應(yīng)用于建筑不同部分不僅能夠極大的簡化建筑施工步驟同時也保障了施工效率。以多層裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)來講，在應(yīng)用于6層以下的房屋建筑時，能夠起到非常好的城中效果，能夠有效保障樓體強(qiáng)度，并且在接合上可用方式比較多，具有極高的建筑施工效率，這種結(jié)構(gòu)的預(yù)制剪力墻非常適用于當(dāng)前鄉(xiāng)鎮(zhèn)低矮多層樓體建筑的建設(shè)工作[2]。

(三)裝配式框架剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)在我國還有較多應(yīng)用的實(shí)際案例，所以我們只能從概念方面去進(jìn)行一定的闡述。首先裝配式框架剪力墻在剪力墻部分還是傾向于采用澆筑的方式，而預(yù)制件部分還是采用框架式設(shè)計，尤其是在當(dāng)前相關(guān)研究并不深入的情況下，我國當(dāng)前一些對于裝配飾框架剪力墻進(jìn)行時間應(yīng)用測試的相關(guān)工程也都在底層建筑和頂層建筑上采用澆筑剪力墻的方式，避免由于接續(xù)性差而導(dǎo)致的樓體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足[3]。

二、預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)

(一)預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)?，F(xiàn)代化的預(yù)制件生產(chǎn)均采用了自動化生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程中主要是是針對不同預(yù)制件自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來決定其生產(chǎn)流程和相關(guān)工藝應(yīng)用，在生產(chǎn)過程中，能夠把預(yù)制構(gòu)件所有具體信息由信息儲存端發(fā)送到相關(guān)生產(chǎn)工位上的是自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中央處理器，它能夠根據(jù)相關(guān)信息所形成的數(shù)字化參數(shù)向工位上的各種自動化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)送預(yù)制構(gòu)件的形態(tài)信息，在整個生產(chǎn)過程中，我們需要由中央控制計算機(jī)發(fā)送生產(chǎn)命令，并且由數(shù)據(jù)交換機(jī)將信息轉(zhuǎn)地道不同生產(chǎn)工位上由工位控制器對具體的生產(chǎn)步驟進(jìn)行控制，整體的生產(chǎn)流程是先進(jìn)行數(shù)控化縣確認(rèn)將要生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件的具體形態(tài)參數(shù)，然后安放邊模，噴涂脫模劑，安放鋼筋并進(jìn)行振搗，使混凝土材料填充均勻，然后進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)，并對生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行一些細(xì)節(jié)上的處理，包括抹平抹光以及修飾邊角等。在這個過程中噴涂脫模劑是為了讓預(yù)制構(gòu)件能夠更加順暢的從邊模上進(jìn)行脫離。從當(dāng)前的技術(shù)能力上來看，整個生產(chǎn)過程中雖然沒有較大技術(shù)難度，但是其生產(chǎn)質(zhì)量也不高，主要是由于在進(jìn)行數(shù)控劃線的階段，模具在水平方向上是存在一定的偏轉(zhuǎn)的，由于沒有完全程水平狀態(tài)就會導(dǎo)致劃線過程存在偏差，這也就讓后續(xù)的生產(chǎn)過程存在一定的誤差，產(chǎn)品合格率比較低[4]。

(二)預(yù)埋件的定位與安裝。在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，預(yù)埋件的相關(guān)操作要求是比較多的，由于在后續(xù)生產(chǎn)過程中還要進(jìn)行振搗和澆筑工作，想要讓預(yù)埋件處在預(yù)制構(gòu)件正確的位置就要在預(yù)埋件設(shè)置的過程中注意相關(guān)事項(xiàng)。首先，混凝土澆筑過程中我們應(yīng)該保障預(yù)制件不會因受沖擊力而翻轉(zhuǎn)位移，如果預(yù)制件沒有進(jìn)行良好的定位就容易出現(xiàn)不合格產(chǎn)品。其次，在振搗過程中，振搗棒也不能過于靠近或者接觸到預(yù)制件，因?yàn)檎駬v棒在工作期間會產(chǎn)生較大的震動，如果過于靠近預(yù)制件或者直接接觸到預(yù)制件的話很可能造成預(yù)制件的位移，所以在振搗棒的位置一定要與預(yù)制件之間存在一定的安全距離。另外，由于預(yù)制件與混凝土的熱膨脹系數(shù)差異較大，所以在加工成產(chǎn)過程中應(yīng)該注意溫度的控制，防止由于溫度原因造成預(yù)制件開裂。在加工過程中我們還應(yīng)該注意工序的問題，必須先將預(yù)制件和鋼筋材料進(jìn)行安放然后再進(jìn)行澆筑工作，并且還要注意混凝土自身的質(zhì)量，如果混凝土材料本身質(zhì)量比較差那么我們保持良好的生產(chǎn)加工工藝就失去了意義。最后，如果我們采用的是人工振搗的方式，那就更應(yīng)注意振搗的均勻性，避免由于震到工作進(jìn)行不均勻而導(dǎo)致預(yù)制件在成型后有開裂分層的質(zhì)量問題，并且一定要確保在振搗過程中不去觸碰預(yù)制件，避免其發(fā)生位移和翻轉(zhuǎn)[5]。

(三)預(yù)制構(gòu)件脫模以及養(yǎng)護(hù)。在完整工臺澆筑過程之后，預(yù)制件就需要進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)過程，從當(dāng)前技術(shù)上來看，一般情況下是連同工臺以及預(yù)制件一同進(jìn)入蒸汽養(yǎng)護(hù)加溫裝置中，采用低溫蒸汽來進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)工作，這一過程的持續(xù)時間要根據(jù)預(yù)制件的具體情況來決定，一般情況下都需要進(jìn)行兩個小時左右的低溫蒸汽保養(yǎng)，在這一步驟中，必須要注意蒸汽的溫度絕對不能過高，經(jīng)過當(dāng)前現(xiàn)有資料以及實(shí)踐證明我們認(rèn)為50攝氏度左右的低溫蒸汽是比較適宜的，其溫度上下波動不應(yīng)該大于5攝氏度。在進(jìn)行了預(yù)養(yǎng)護(hù)過程之后，就要進(jìn)行全面養(yǎng)護(hù)過程了，當(dāng)前絕大多數(shù)的生產(chǎn)廠家都選用養(yǎng)護(hù)窯來進(jìn)行自動化養(yǎng)護(hù)，根據(jù)系統(tǒng)控制和材料養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度隨時間變化的曲線來確定具體的養(yǎng)護(hù)時間，在達(dá)到最佳養(yǎng)護(hù)效果后就該執(zhí)行脫模操作了，由于需要進(jìn)行吊裝脫模所以一定要確保吊裝的平穩(wěn)，不能在吊裝脫模的過程中產(chǎn)生較大的震動，這樣容易導(dǎo)致預(yù)制件損壞，在平穩(wěn)脫去模體后，我們應(yīng)該讓剛生產(chǎn)的預(yù)制件放置在養(yǎng)護(hù)支架上，保障預(yù)制件能夠受力均衡。之后還要觀察預(yù)制件外表的具體情況進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)節(jié)上的處理[6]。

結(jié)束語

采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)來進(jìn)行房屋工程的建造可以極大地減少材料消耗，并且能夠有效降低施工過程中的能耗，減少污染，在當(dāng)前綠色施工及綠色建筑盛行的情況下，這種使用預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場進(jìn)行接合的施工方式能夠有效實(shí)現(xiàn)綠色施工的目標(biāo)。當(dāng)前，采用這種建設(shè)方式來進(jìn)行房屋工程建設(shè)還沒有得到大范圍的應(yīng)用，但是從當(dāng)前的實(shí)際情況來看，這種建設(shè)方式具有明顯的優(yōu)越性，非常符合未來房屋工程建設(shè)，我們應(yīng)該強(qiáng)化對相關(guān)預(yù)制件生產(chǎn)工藝的研究，并且提升預(yù)制件連接強(qiáng)度，降低施工難度，使之能夠在未來房屋工程建設(shè)過程中發(fā)揮更好的效果。