裝配式建筑施工結構節(jié)點優(yōu)化及處理技術研究

康才東 段佳利 朱江

摘要：隨著我國建筑行業(yè)邁入工業(yè)化階段，裝配式建筑在我國得到了廣泛的推廣應用。近年來，各省、市的新建建筑中裝配式建筑的比例逐年不斷增加。裝配式建筑不同于傳統(tǒng)的建造方式，將繁雜的現場施工作業(yè)轉移到工業(yè)化車間進行構件預制加工，減少建筑垃圾，實現節(jié)能環(huán)保。本文結合工程實踐闡述了裝配式建筑施工結構節(jié)點優(yōu)化及處理技術，并對其施工要求做了詳細、深入的分析。

關鍵詞：裝配式建筑;施工結構;研究

引言

當前我國建筑行業(yè)呈現出蓬勃發(fā)展的狀態(tài)，在大力倡導城市化建設發(fā)展理念的同時，隨之提出工業(yè)化發(fā)展的指導性戰(zhàn)略。在裝配式建筑施工當中，始終有一些質量問題頻發(fā)出現，嚴重影響裝配式建筑施工的質量水平。這就要求應當切實提升裝配式建筑工程施工水平，在此基礎上深入研究裝配式施工質控方法，并將其充分運用到工程施工實踐，這樣才能有效控制裝配式建筑施工質量水平。

1裝配式建筑概述

1.1裝配式建筑的基本概念

裝配式建筑不僅具有結構方面的突出優(yōu)勢，還可以在施工建設的過程中實現生產成本的控制，減小施工過程中的環(huán)境污染和資源浪費。由于裝配式建筑在這些方面的突出優(yōu)勢，其在各行業(yè)得到了廣泛的應用。從裝配式建筑結構的施工流程來看，主要以設計、生產、施工、安裝為主，在預制工廠內根據前期所設計的各個構件來組織生產，對各個構件加以適當的優(yōu)化，保障構件質量，這種預制生產、現場安裝的方式有效提升了整體的施工效率。

1.2裝配式建筑的特點

裝配式建筑結構應用在工程領域中，不僅縮短了施工周期，更是保持了不同施工模塊和流程之間的協調性。首先，在施工作業(yè)開展時，預先制定的構件使得施工企業(yè)在施工現場有足夠的時間和精力來完成其他環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。因此，裝配式建筑的施工效率更高，不同施工流程之間的銜接更好。其次，因為裝配式建筑在構件生產時采用的是標準化方式，各個構件更具先進性和環(huán)保性，從而帶動了整個建筑行業(yè)的發(fā)展。最后，裝配式建筑在計算機技術等的輔助下，精度控制更為便捷，提高了工程質量和效益。

2裝配式建筑施工技術的優(yōu)勢

2.1低碳節(jié)能與綠色環(huán)保

在進行建筑工程施工過程中，選用裝配式建筑施工技術，能夠有效推動我國綠色經濟的不斷快速發(fā)展，能夠有效提高建筑工程的施工質量與施工效率。針對裝配式建筑施工技術，因為它具有多種優(yōu)勢特點，如綠色環(huán)保與低碳節(jié)能，因此選用這種施工技術，可以對我國有限的環(huán)境資源起到有效保護與節(jié)約的作用，能夠有效減少施工現場作業(yè)量。在過去進行建筑工程施工過程中，施工現場常常會產生粉塵污染、噪音污染等問環(huán)境污染問題，而通過使用裝配式建筑施工技術，則可以對這些環(huán)境污染問題進行有效解決，能夠有效保證建筑工程施工現場的整潔性，同時裝配式建筑施工在極大程度上可以降低對其周邊居民正常生活環(huán)境造成的影響。

2.2有助于建筑工業(yè)化與建筑產業(yè)化的實現

在過去進行混凝土建筑工程施工過程中，由于施工精度不夠高，各種規(guī)劃空間尺寸非常容易產生較大的施工偏差，所以會對建筑物后期室內裝飾施工造成非常大的影響。而通過使用裝配式建筑施工技術，則可以對以上各種問題進行有效解決，有助于建筑工業(yè)化與建筑產業(yè)化的實現，裝配式建筑物構件具有自己的施工標準與施工要求，生產廠家應根據這些施工標準與要求來生產加工墻板、梁、柱子等裝配式建筑物構件，而且在對這些建筑構件進行生產加工過程中，應將水管、電線預先埋設在規(guī)定位置。在加工生產裝配式建筑構件過程中，生產廠家均是選用相對應的模具來進行加工的，所以在設計精度方面，裝配式建筑構件提出了十分嚴格的要求，有助于建筑工業(yè)化與建筑產業(yè)化的實現。針對裝配式建筑，由于這種模式對設計精度是十分嚴格的，所以這樣可以更好地推動建筑物室內裝飾設計的規(guī)?；l(fā)展。因為裝配式建筑構件均是在工廠中預制加工的，所以在選用裝配式施工技術，可以在施工現場對裝配式建筑構件進行直接安裝施工，能夠高效統(tǒng)一管理建筑工程的施工質量，有助于建筑標準化目的的實現。

3工藝原理

3.1預制柱縱向鋼筋連接采用半灌漿套筒連接

通過模具對錨固鋼筋的定位，模具孔洞大小控制在比柱鋼筋大2～3mm，在柱邊彈出控制線，調整定位模具，采用焊接方式來固定定位模具，來保證柱縱向鋼筋位置精確;然后進行吊裝、校正，待坐漿強度達到后采用高強灌漿料進行封堵，通過對空腔體積的計算得出灌漿料的用量，對比實際用量與理論值，保證實際用量大于理論用量，以此來控制灌漿質量。

3.2利用BIM技術

模擬吊裝過程，分析疊合板、預制柱與梁的節(jié)點鋼筋的位置、數量、規(guī)格等數據，通過空間模型分析疊合板與框架梁角部鋼筋、預制柱縱向鋼筋與梁主筋是否有碰撞現象。如疊合板與框架梁鋼筋存在碰撞可現穿入角部鋼筋，待疊合板安裝調整后進行綁扎;對于預制柱與梁鋼筋的碰撞，采用梁鋼筋水平偏位避讓的方法以此解決鋼筋碰撞的問題。

3.3預制樓梯深化設計

應結合現場樓梯間實際尺寸及位置，并進行校核計算驗證，確保各處連接節(jié)點位置的準確性和安全性。制作預制樓梯的模板時應嚴格按照深化圖紙進行。每次預制樓梯段安裝就位后及時用C40級CGM灌漿料將預留孔洞封堵，并采用聚苯填充樓梯縫隙。

4施工操作要點

4.1柱與柱連接節(jié)點

裝配式結構中預制柱的連接關系到整體結構的抗震性能和結構抗倒塌能力，是框架結構在地震荷載作用下的最后一道防線，極其重要。為保證預制柱吊裝時能精確就位，以及縮短吊裝時間，可在預制柱施工前先制作柱定位模具，模具孔洞大小控制在比柱鋼筋大2～3mm，以保證柱鋼筋定位精確度。利用經緯儀在預制疊合板上將樓層控軸線放樣放出來，同時將柱邊線分出，在疊合板上彈出柱邊線，吊裝作業(yè)人員按照柱邊線調整定位模具，通過焊接固定鋼筋來確保鋼筋位置準確性?，F場施工員在抄平時，按照2cm+8d在外漏鋼筋長度上用記號筆做標記，利用紅外線水平儀輔助在所有鋼筋上做好標記，安排焊工將長度超出的鋼筋割除，以保證外漏鋼筋長度一致。在混凝土澆筑前，利用PVC管作為保護措施，套在豎向主筋上，以免澆筑時造成污染，避免二次清理用工。將連接部位鑿毛以增加接觸面并清理表面浮漿，采用吊裝梁垂直起吊，預制柱吊裝至操作面保證其底部穩(wěn)定水平，使預留鋼筋插入至灌漿套筒內，安裝柱臨時支撐，對柱的安裝位置、水平度及垂直度進行檢查，調節(jié)支撐并緊固。預制柱在起吊時應試吊升高50cm，操作過程應做到慢起、快升、緩放。預制柱調整就位后，在柱角處加塞墊片，并按照設計要求將柱底部接縫處封堵密實，接縫處封堵厚度需符合設計要求。

4.2預制柱與梁連接節(jié)點

本工程梁柱節(jié)點通常有角柱（柱-2梁）節(jié)點、邊柱（柱-3梁）節(jié)點、中柱（柱-4梁）節(jié)點三種，節(jié)點區(qū)柱縱筋與梁縱筋（多向）避讓若處理不當，將增加施工現場節(jié)點處理難度，后期的修補措施不當對結構安全留有隱患。因此，項目在施工圖設計階段，應提前對結構單體中全部梁柱節(jié)點鋼筋避讓優(yōu)化，結合預制構件吊裝順序，以后澆節(jié)點區(qū)施工簡單為第一原則，進行框架梁柱節(jié)點深化設計。常規(guī)設計節(jié)點包括：預制框架柱豎向連接，預制梁在框架柱內錨固兩種。預制梁在框架柱內錨固需要考慮兩種情況：相交于同一節(jié)點的多梁縱筋與框架柱縱筋的避讓，考慮（同向/不同向）梁筋的避讓。梁縱筋與框架柱的縱筋避讓相對簡單，只需要保證梁、柱縱筋的位置滿足鋼筋誤差（制作、安裝）和混凝土澆搗要求即可?？蚣芰褐?jié)點的框架梁縱筋避讓，對于同向框架梁縱筋多采用水平偏位，不同向框架梁縱筋采用豎向偏位處理。

5裝配式建筑結構設計的優(yōu)化路徑

5.1建立健全設計體系

我國的裝配式建筑施工技術在多年的發(fā)展中取得了一定的成果，但依然存在著很多的技術難題。各個工程企業(yè)在裝配式建筑的結構設計和施工過程中，要不斷積累結構設計經驗，建立完善的結構設計體系，在該體系中明確規(guī)定裝配式建筑的結構設計流程、標準等基本內容，為設計人員的設計工作提供制度指導。與常規(guī)的住宅式建筑不同，裝配式建筑結構設計更需要構建可行且完善的標準設計體系，該體系由標準化戶型模塊和標準化交通模塊所構成。交通模塊，重點是要進行裝配式建筑中樓梯、電梯井、過道等基本交通要素的標準化設計，而戶型模塊方面，重點要進行內部空間結構的優(yōu)化，使得空間形狀、尺寸能夠達到標準化設計需求。

5.2優(yōu)化預制構件的節(jié)點設計

節(jié)點設計是裝配式建筑結構設計中的一個難點，且節(jié)點設計是否合理，關系到裝配式建筑結構的穩(wěn)定性與安全性。在傳統(tǒng)的節(jié)點設計中，一般選用的是鋼筋或者套筒連接方式，這些連接材料的價格偏高，也就導致整個結構的建設施工成本較高。從經濟性的角度出發(fā)，設計人員在裝配式建筑結構設計中，為提高節(jié)點設計水平，可以通過優(yōu)化預制構件之間、預制構件與現場混凝土構件之間的節(jié)點連接方式來最大限度地提高結構性能。

5.3預制構件拆分把控

裝配式建筑的結構構件非常復雜，包含的預制構件數量較多，在結構設計與優(yōu)化的過程中，專業(yè)設計人員應根據裝配式建筑的結構特點，了解清楚在結構體系內哪些屬于現場澆筑構件，哪些屬于預制構件。一般的裝配式住宅建筑在設計時，設計人員應注重水平構件預制技術的選擇，尤其要注重疊合板、陽臺、樓梯等的科學設計，根據現場條件來進行各個構件的科學使用，通過科學地規(guī)劃與布局，節(jié)約空間和成本。

結束語

我國裝配式才開始發(fā)展可能許多地方仍然不成熟，但是我們的國家正在提倡和發(fā)展裝配式建筑。這里我們對裝配式施工現場注意要點進行研討，為以后裝配式建筑提供些許經驗。我也相信我們國家的裝配式建筑體系也將越來越規(guī)范化和標準化。

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