預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

黃鴻山

摘要：當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度非?？欤藗兪种匾暢鞘薪ㄔO(shè)，由此產(chǎn)生了預(yù)制裝配式建筑。預(yù)制裝配式建筑包含了兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別為預(yù)制、裝配。裝配式建筑是當(dāng)今時(shí)代的新生產(chǎn)物，它有著巨大的發(fā)展?jié)撃埽僧a(chǎn)生較高的發(fā)展價(jià)值，有利于建筑領(lǐng)域更快實(shí)現(xiàn)革新。基于此，文章結(jié)合具體工程實(shí)例，明確裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，針對其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，涉及預(yù)制構(gòu)件的連接、構(gòu)造及防水等方面內(nèi)容，并對構(gòu)件特點(diǎn)及優(yōu)劣勢進(jìn)行總結(jié)，旨在為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)制;裝配式建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn)

引言

時(shí)代在不斷向前發(fā)展，國內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展局勢相當(dāng)可觀，建筑施工技術(shù)在這樣的發(fā)展背景下，得到了進(jìn)一步優(yōu)化，而且出現(xiàn)各種類型的建筑物。作為一種全新的建筑形式，預(yù)制裝配式建筑一般不會(huì)受氣候環(huán)境的影響，而且可達(dá)到較高的施工效率，可節(jié)約大量的勞動(dòng)力。對此，需從具體問題入手，提出可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，給裝配式建筑的施工作業(yè)提供指導(dǎo)。

一、裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)

（一）污染少、噪聲小

裝配式建筑可在預(yù)制工廠完成構(gòu)件的預(yù)制，拼裝需在施工現(xiàn)場進(jìn)行，相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑方式，現(xiàn)場攪拌、振搗無需利用較多的施工機(jī)械，現(xiàn)場的噪音、粉塵也將減少[1]。

（二）模板標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度高

現(xiàn)場澆筑混凝土包括搭設(shè)腳手架、完成模板的拼裝、綁扎鋼筋、對混凝土進(jìn)行澆筑、預(yù)應(yīng)力施工等幾個(gè)施工步驟。整個(gè)施工由模板工程組成，不同的工程有著不同的構(gòu)件，模板只能使用一次，因此最常用的就是一次性木模板，這也浪費(fèi)了許多木材。由于裝配式建筑具備一定的施工特性，且其以標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)為主，鋼摸板可用于預(yù)制同型號的構(gòu)件，可重復(fù)應(yīng)用。

（三）施工速度快、工期短

澆筑裝配式建筑或養(yǎng)護(hù)混凝土可不在施工現(xiàn)場進(jìn)行，預(yù)制廠完成建筑構(gòu)件的制作之后，再將其運(yùn)到施工現(xiàn)場。其中，拼裝預(yù)制構(gòu)件占據(jù)較大的比例，而且工作量不是很大，可達(dá)到較高的機(jī)械化程度，這樣既可以節(jié)約人力物力，還能縮短工期[2]。

（四）安全系數(shù)高、施工質(zhì)量高

現(xiàn)場澆筑施工離不開施工現(xiàn)場，進(jìn)行施工之前，必須將拌合站、項(xiàng)目指揮部，包括工人宿舍布置好。應(yīng)保證裝配式建筑便于運(yùn)輸，機(jī)械作業(yè)對人工的需求量不是很大，且安全系數(shù)比較高。裝配式建筑不同于現(xiàn)澆混凝土，其施工比較規(guī)范，而且可達(dá)到較高的施工質(zhì)量。

（五）建筑造型新穎、美觀

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對美的要求也越來越高，當(dāng)前的建筑形式滿足不了人們精神文化的需求，有必要提升建筑的美觀性。而裝配式建筑可以結(jié)合建筑周邊環(huán)境，設(shè)計(jì)出造型新穎、美觀的建筑，使建筑與城市融合在一起[3]。

二、裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)

立足于預(yù)制構(gòu)件的基本情況，為之展開深化設(shè)計(jì)，需充分考慮到設(shè)計(jì)圖紙、生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境等多方面因素。預(yù)制構(gòu)件詳圖所涉及的內(nèi)容應(yīng)足夠完善，需含有預(yù)留孔洞、管線等多方面要素，針對所得圖紙進(jìn)行全面的分析，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可下料制作。

（二）預(yù)制構(gòu)件連接設(shè)計(jì)

從預(yù)制剪力墻的整體結(jié)構(gòu)來看，鋼筋接頭套筒處需要設(shè)置足夠厚度的混凝土，以達(dá)到有效保護(hù)鋼筋的效果，該處厚度至少為20mm，且各套筒間距至少達(dá)25mm。施工中，預(yù)制板、預(yù)制梁之間會(huì)形成疊合區(qū)域，該處需設(shè)置為粗糙面的形式。預(yù)制梁端面施工中，應(yīng)形成鍵槽并帶有粗糙面。相較于結(jié)合面，形成的粗糙面應(yīng)達(dá)到總面積的80%。在展開預(yù)制板粗糙面的設(shè)置時(shí)，需確保凹凸深度至少達(dá)4mm，而關(guān)于預(yù)制梁端及墻端的粗糙面，該處產(chǎn)生的凹凸深度至少達(dá)6mm。需注意的是，預(yù)制構(gòu)件連接處應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，該處座漿材料強(qiáng)度要得到保障，即至少達(dá)到連接構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級[4]。

（三）預(yù)制構(gòu)件構(gòu)造設(shè)計(jì)

根據(jù)該工程設(shè)計(jì)要求，所有預(yù)制樓板都設(shè)置為疊合單向板，針對底板采取開洞處理。若洞寬<300mm，需調(diào)節(jié)好鋼筋位置，應(yīng)完全繞過洞口，不可對洞口產(chǎn)生切斷作用;若洞寬為300～1000mm，由于此類洞的尺寸較大，需在洞邊增設(shè)附加筋，數(shù)量為洞口每側(cè)2根。部分樓層屋面與立面為收進(jìn)式，此時(shí)需要在預(yù)制剪力墻頂部增設(shè)圈梁，使其與疊合樓形成整體結(jié)構(gòu)。部分情況下預(yù)制剪力墻頂部較為特殊，未設(shè)置后澆圈梁，有必要為之增設(shè)水平后澆帶，并向其中置入至少2根縱向筋，規(guī)格均為φ≥12mm。

（四）預(yù)制構(gòu)件的防水設(shè)計(jì)

在裝配式建筑領(lǐng)域中，預(yù)制樓板與外墻直接暴露于自然環(huán)境中，必須注重相鄰構(gòu)件連接處的處理，使其具有足夠的防水性能。該工程中使用的是三明治外墻板，其采取的是封閉型設(shè)置方式，含有3層防水措施，最外側(cè)鋪設(shè)聚氨酯密封膠，向內(nèi)設(shè)置有減壓層，通過防水橡膠條提升緊密性，隨后設(shè)置內(nèi)側(cè)灌漿層，從而達(dá)到多重防水的效果[5]。

三、裝配式構(gòu)件特點(diǎn)及其應(yīng)用效果

（一）裝配式混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于樓板在廠內(nèi)的制作只完成一半——除底面以外的其他各結(jié)構(gòu)面的預(yù)留連接鋼筋以及上部管線孔洞的施工作業(yè)。將制作后的半成品轉(zhuǎn)移至現(xiàn)場，經(jīng)過吊裝后組織上層鋼筋的綁扎作業(yè)，再完成混凝土澆筑。梁結(jié)構(gòu)包含主梁和次梁兩部分，其中主梁的作用在于承受上部的荷載，使其能夠有效傳輸至柱子或墻體處;次梁也具有傳遞荷載的作用，其是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳給主梁。前期在廠內(nèi)生產(chǎn)過程中，要求在主梁的上部和周邊預(yù)留連接鋼筋，此外還需設(shè)計(jì)次梁的安裝口，以便轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)場后實(shí)現(xiàn)主、次梁的穩(wěn)定連接。

（二）裝配式混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)劣勢

（1）優(yōu)勢：①相比于鋼結(jié)構(gòu)，具有足夠的耐久性和耐火性，可明顯減少保養(yǎng)與維修工作量;②結(jié)構(gòu)較為完整，無零散、殘缺現(xiàn)象;③可塑性好，以施工要求為準(zhǔn)，可靈活制作成特定形狀的結(jié)構(gòu)，更好地滿足施工需求;④材料用量少，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)形式需到達(dá)大量鋼材的支持，在此方面的投入成本相對較高，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則通過水泥混合料取代了部分鋼筋，因此鋼材用量隨之減少。（2）局限性：①自重較大，正常狀況下鋼筋混凝土的密度約25kN/m3，明顯大于砌體和木材。雖然比重小于鋼材，但其具備的截面尺寸相對較大，因此自重也隨之增加，明顯大于同跨度的鋼結(jié)構(gòu);②混凝土抗拉強(qiáng)度偏低，在外力等因素作用下易發(fā)生開裂現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的完整性不足，盡管裂縫不會(huì)威脅到結(jié)構(gòu)的正常使用，但會(huì)對結(jié)構(gòu)的耐久性和觀感造成影響;③施工周期長，人員投入量較大;④受季節(jié)的影響較為顯著，在連續(xù)降雨天氣更為明顯;⑤補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)難度較大，且難以從根本上將問題處理好[6]。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段，我國十分重視裝配式建筑建設(shè)。為順利開展建筑項(xiàng)目施工，必須按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求，考慮多方面的因素。首先，最重要的就是設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)，只有認(rèn)真分析預(yù)制裝配式建筑并展開深入研究，以便獲得更多的技術(shù)資源。其次，對裝配式建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保我國的建筑行業(yè)朝著產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉永輝，王鵬宇.預(yù)制裝配式剪力墻住宅建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].居舍，2018（27）：88.

[3]陶冶.裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（24）：101.

[4]梁晨，呂彥斌.試析裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其發(fā)展趨勢[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（11）：56-57+60.

[5]郭旭靜，越淼，菅小東，姚春斌.預(yù)制裝配式剪力墻住宅建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].科技與創(chuàng)新，2018（11）：46-49.

[6]陳賽國，周紅霞，唐振興.實(shí)例探析裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)[J].建材與裝飾，2018（22）：100-101.