裝配式建筑墻體的細(xì)部構(gòu)造深化設(shè)計(jì)研究

邊文淦 邵旭 徐洲

摘 要：本文的研究對(duì)象為裝配式建筑墻體，在整體建筑結(jié)構(gòu)中，外墻的構(gòu)成與建筑整體空間的任何一種構(gòu)成均存在顯著差異，墻體不僅集成了主體結(jié)構(gòu)的施工要點(diǎn)，也關(guān)系到支撐建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的功能。從美觀性考慮，在建筑墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常會(huì)選擇在外墻上進(jìn)行與文化有關(guān)的裝飾設(shè)計(jì)，此種設(shè)計(jì)方式屬于施工隊(duì)伍對(duì)自然生活的理解。目前，我國針對(duì)建筑墻體的相關(guān)研究取得了一定成績，但針對(duì)建筑墻體細(xì)部結(jié)構(gòu)的研究卻相對(duì)落后，為了解決這一問題，提升裝配式建筑墻體結(jié)構(gòu)的人文性與質(zhì)量性，以建筑產(chǎn)業(yè)裝配式結(jié)構(gòu)的開發(fā)現(xiàn)狀為背景，以建筑墻體為例，對(duì)其細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)展開深入研究。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;墻體細(xì)部構(gòu)造;深化設(shè)計(jì)

引言

在裝配式建筑施工過程中，輕質(zhì)隔墻板作為一種新型材料，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，該材料的尺寸大小規(guī)整，便于批量化生產(chǎn)，同時(shí)安裝方法簡(jiǎn)單，在施工過程中可以大大縮短施工時(shí)間，提高施工效率。同時(shí)，輕質(zhì)隔墻板生產(chǎn)所用的原材料大都是固體廢棄物等，可以更好地達(dá)到廢棄物利用的目的，這是非常符合建筑行業(yè)未來發(fā)展理念的，今后的應(yīng)用范圍將會(huì)越來越廣。在輕質(zhì)內(nèi)隔墻板施工時(shí)，只有嚴(yán)格控制該材料的施工質(zhì)量，才能讓輕質(zhì)內(nèi)隔墻板得到更為廣泛地應(yīng)用。從外觀上看，輕質(zhì)隔墻板有些像空心樓板。在生產(chǎn)過程中，主要利用水泥和粉煤灰起膠凝作用，再利用機(jī)器將煤渣、陶粒等原材料進(jìn)行擠壓，制作成具有一定規(guī)則形狀的混凝土隔墻條板。輕質(zhì)隔墻板的兩邊各有公槽和母槽，在進(jìn)行安裝時(shí)，把隔墻板豎立起來，用砂漿涂抹隔墻板兩側(cè)的公母槽，就可以把隔墻板拼接成為需要的尺寸，完成墻體安裝施工。

1裝配式建筑的特點(diǎn)

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工全過程中，其內(nèi)墻與外墻的梁、板、柱等有關(guān)施工構(gòu)件都需要在建筑單位預(yù)制工廠內(nèi)實(shí)施完成。因此，相比現(xiàn)場(chǎng)施工方式來說，整體效率更高。且裝配式建筑結(jié)構(gòu)無需為整體結(jié)構(gòu)施工提供支撐，節(jié)約了鋼板模具與木材模具的使用量[1]。在施工工廠內(nèi)提前完成建筑構(gòu)件的壓制與成膜等工作，也減少了混凝土、鋼筋等材料的用量。因此，裝配式建筑結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約施工成本、能源損耗少。裝配式建筑雖然具有施工周期短的優(yōu)勢(shì)，但也存在深化設(shè)計(jì)誤差大、信息傳遞不到位等問題，將BIM應(yīng)用于裝配式建筑墻體細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)中，可以克服這些缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的建筑施工由于施工工藝較多，且整體程序較為復(fù)雜，因此在執(zhí)行施工行為時(shí)，極易對(duì)環(huán)境造成危害。

2墻板安裝尺寸偏差大

目前，我國進(jìn)行輕質(zhì)隔墻板生產(chǎn)的廠家數(shù)量不多，而且產(chǎn)品質(zhì)量不高，尺寸不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)幾何尺寸符合要求，但無法滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝需求的問題，比如輕質(zhì)隔墻板在生產(chǎn)時(shí)，允許存在一定的尺寸偏差，但是在安裝過程中，由于墻體是由多塊隔墻板拼接而成的，多塊隔墻板尺寸偏差疊加后從而導(dǎo)致尺寸偏差過大。所以現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，需對(duì)隔墻板尺寸進(jìn)行二次加工，這就會(huì)破壞隔墻板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響隔墻板的質(zhì)量，從而影響到整個(gè)墻體的整體質(zhì)量。另外，在施工過程時(shí)，墻體的拼接位置多位于建筑物的內(nèi)部區(qū)域，在對(duì)隔墻板進(jìn)行吊裝時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，起重機(jī)只能將隔墻板吊送到建筑物外側(cè)的專用通道口，然后由施工人員將隔墻板運(yùn)送到拼接位置，由于隔墻板質(zhì)量較大，重達(dá)數(shù)百公斤，所以在隔墻板的運(yùn)送、安裝過程中，會(huì)對(duì)隔墻板的邊、棱、角等造成一定的損傷，這也就增加了隔墻板的尺寸偏差。

3預(yù)制外圍護(hù)墻體的設(shè)計(jì)

預(yù)制外圍護(hù)墻體一般可采用PC填充墻、輕質(zhì)條板、ALC組合大板等。PC填充墻為目前預(yù)制外圍護(hù)墻最常見的做法，底部采用螺紋盲孔連接方式與主體連接，頂部采用預(yù)留鋼筋，側(cè)面采用預(yù)留接駁螺栓的方式與主體連接。此連接方式對(duì)主體結(jié)構(gòu)剛度影響較大，且計(jì)算時(shí)無法準(zhǔn)確考慮此影響，對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的安全隱患，此外PC填充墻的造價(jià)比較高。優(yōu)勢(shì)是PC隔墻防水性能較好。輕質(zhì)條板，目前常用的為ALC條板，可以在主體結(jié)構(gòu)完成后安裝。常規(guī)采用鉤頭螺栓法或滑動(dòng)S板法與主體結(jié)構(gòu)連接。優(yōu)勢(shì)是安裝方便、造價(jià)低。缺點(diǎn)是防水性能較差，一般僅用于防水要求不高的區(qū)域。ALC組合大板是要求在工廠里由條板拼接成滿足設(shè)計(jì)要求尺寸且施加預(yù)應(yīng)力的整板，ALC大板條板平接縫方向需滿足設(shè)計(jì)正常使用、運(yùn)輸?shù)跹b的抗裂要求。ALC大板與主體同步施工，底部采用坐漿加預(yù)埋件的方式與主體連接，頂面和側(cè)面采用預(yù)留接駁螺栓的方式與主體連接。由于和主體同步施工，且有連接件相連，故防水性較好。ALC組裝大板的優(yōu)勢(shì)是本身為輕質(zhì)、自保溫墻體，對(duì)主體結(jié)構(gòu)剛度影響較小，且造價(jià)大幅低于PC隔墻板。

4基于BIM的裝配式建筑墻體構(gòu)件

拆分與節(jié)點(diǎn)深化在對(duì)裝配式建筑墻體結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)部構(gòu)建深化設(shè)計(jì)的過程中，考慮到樓板結(jié)構(gòu)與建筑墻體之間呈現(xiàn)一定穩(wěn)定支撐關(guān)系，因此在深化階段，應(yīng)利用BIM技術(shù)將墻體構(gòu)件進(jìn)行拆分處理，對(duì)拆分的每個(gè)模塊進(jìn)行重構(gòu)與檢查，并根據(jù)每個(gè)墻體支柱所具備的不同功能，進(jìn)行拆分處理，避免因前后脫節(jié)造成錯(cuò)誤，可以更好的利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)裝配式建筑墻體的細(xì)部構(gòu)造。分析在水平受力節(jié)點(diǎn)、垂直受力節(jié)點(diǎn)與非受力建筑構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的承受力，進(jìn)行設(shè)計(jì)。水平受力節(jié)點(diǎn)是指預(yù)制陽臺(tái)、預(yù)制樓梯等施工結(jié)構(gòu);垂直受力節(jié)點(diǎn)是指建筑結(jié)構(gòu)剪力墻等;非受力建筑構(gòu)件是指PVC建筑保溫層、建筑立面等結(jié)構(gòu)。在完成裝配式建筑墻體構(gòu)件拆分后，應(yīng)嚴(yán)格遵循“建筑模具數(shù)量協(xié)調(diào)統(tǒng)一原則”，建立施工現(xiàn)場(chǎng)與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠的直接聯(lián)系。按照施工方要求，根據(jù)施工中甲方單位的要求，將施工節(jié)點(diǎn)拆分成：墻體構(gòu)件深化設(shè)計(jì)方案、方案細(xì)部說明、預(yù)構(gòu)件的拆分與安裝位置、施工所需工程量詳單、工程施工設(shè)計(jì)圖紙、構(gòu)件細(xì)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖、工程造價(jià)核算清單、構(gòu)件詳細(xì)節(jié)點(diǎn)詳圖、墻體吊裝詳細(xì)圖等。在對(duì)裝配式建筑墻體構(gòu)件拆分中考慮到此種類型建筑墻體結(jié)構(gòu)的施工主要控制點(diǎn)在于建筑墻體的梁、板、柱連接部分。

5嚴(yán)格控制墻板施工過程各技術(shù)要點(diǎn)

1）對(duì)于隔墻板的安裝工人進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，通 過培訓(xùn)考試后方可進(jìn)行施工操作。2）配備一定數(shù)量的專業(yè)技術(shù)達(dá)標(biāo)和質(zhì)量檢驗(yàn) 經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員，在工程驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格按照驗(yàn)

收要求，對(duì)所有工序逐一檢查，同時(shí)做好驗(yàn)收記錄。3）在隔墻板的安裝過程中，安裝順序應(yīng)該沿著主體墻柱進(jìn)行安裝，安裝時(shí)隔墻板頂部的砂漿厚度應(yīng)在0.5～1cm，隔墻板底部的砂漿厚度應(yīng)在2～3cm，各個(gè)隔墻板拼接時(shí)的縫隙應(yīng)<5mm。4）施工過程中對(duì)隔墻板進(jìn)行固定時(shí)，所使用的木楔應(yīng)安裝在隔墻板的支撐位置處，確保隔墻板底部完好、安裝牢固、保持垂直。

結(jié)束語

設(shè)計(jì)人員在裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素比較多，比如合理的確定結(jié)構(gòu)形式和抗震等級(jí)、合理的選擇預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)、合理的拆分預(yù)制構(gòu)件、合理的選擇預(yù)制構(gòu)件類型和材料、合理的進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)等。是否合理的設(shè)計(jì)對(duì)工程造價(jià)、生產(chǎn)及安裝效率甚至結(jié)構(gòu)的安全性均有較大影響，廣大設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行裝配式設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮所有因素，使設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、安全、合理。

參考文獻(xiàn)

[1]燕冰.某裝配式建筑外墻滲漏綜合分析治理[J].中國建筑防水，2019（12）：19-22.

[2]孫永勝，寄寶康.淺析裝配式建筑外墻保溫材料的選擇[J].河南建材，2019（06）：102-104.

[3]田育豐，胡勁.裝配式建筑常見施工質(zhì)量問題探討[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（23）：242-243.

[4]李萬，孫紅尾，王洋，萬超.分析與探討裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)[J].地產(chǎn)，2019（22）：27.

[5]劉暢.預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（30）：58+86.