裝配式建筑工程的設(shè)計要點及相關(guān)問題解析

賴文曦

【摘要】對于裝配式建筑來說，也就是指相關(guān)預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工程項目中應(yīng)用，在裝配式建筑工程施工建設(shè)中，設(shè)計質(zhì)量將決定工程建設(shè)質(zhì)量，是提高工程施工效率和質(zhì)量的重要因素。但是在實際中，受到各種因素影響，使得在裝配式建筑設(shè)計方面依然存在各種問題?；诖耍疚木徒Y(jié)合裝配式建筑工程的設(shè)計要點，重點分析裝配式建筑工程設(shè)計中存在的相關(guān)問題，根據(jù)分析結(jié)果，提出相關(guān)對策，具體內(nèi)容如下。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑工程;設(shè)計要點;相關(guān)問題

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

在當(dāng)前建筑中，作為最重要建筑類型，裝配式建筑自身展現(xiàn)出使用效率高、成本少等特點，是當(dāng)前我國建筑行業(yè)中廣泛采用的建設(shè)類型。在裝配式建筑工程設(shè)計及建設(shè)中，受到各種因素影響，依然會面臨各種問題，影響裝配式建筑成果。所以，相關(guān)部門需要從實際入手，結(jié)合裝配式建筑設(shè)計現(xiàn)狀，找出設(shè)計中出現(xiàn)的問題，采取相應(yīng)的處理對策，保證裝配式建筑設(shè)計的規(guī)范性和專業(yè)性，有效提高裝配式建筑水平，保證裝配式建筑質(zhì)量。

1、裝配式建筑工程的設(shè)計要點

1.1 平面和立面設(shè)計

在開展裝配式建筑設(shè)計工作時，其平面設(shè)計在其中發(fā)揮著重要作用，更是設(shè)計工作重點。所以，在裝配式建筑設(shè)計過程中，需要從平面設(shè)計入手，結(jié)合建筑構(gòu)件實際情況，深入分析裝配式建筑構(gòu)件類型和尺寸要求，以對建筑內(nèi)部布局科學(xué)把控。通過立面設(shè)計，實現(xiàn)對裝配式建筑內(nèi)部控制的把控，保證建筑空間功能全面發(fā)揮。

1.2 施工圖紙設(shè)計

施工設(shè)計圖紙是裝配式建筑施工活動順利開展的依據(jù)，其施工圖紙設(shè)計質(zhì)量將會給裝配式建筑施工質(zhì)量帶來直接影響，并且，裝配式建筑結(jié)構(gòu)需要在施工設(shè)計圖紙的作用下進(jìn)行展現(xiàn)，施工過程中涉及的裝飾設(shè)計參數(shù)、施工設(shè)備都也可以通過施工設(shè)計圖紙進(jìn)行反映。所以，施工企業(yè)應(yīng)結(jié)合施工圖紙要求，選擇適宜的施工技術(shù)和工藝，給裝配式建筑施工工作開展提供支持，保證裝配式建筑施工質(zhì)量。除此之外，對于施工圖紙設(shè)計，應(yīng)注意裝配式建筑連接位置的隔聲設(shè)計，并對其連接位置的防火功能、防水功能等綜合思考，從而保證裝配式建筑自身效能得到充分發(fā)揮。

1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制設(shè)計

預(yù)制機(jī)構(gòu)構(gòu)件作為裝配式建筑中重要內(nèi)容，更是建立裝配式建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵所在，所以其結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制設(shè)計將會給裝配式建筑施工質(zhì)量帶來直接影響。在開展裝配式建筑設(shè)計工作時，需要從實際入手，根據(jù)施工設(shè)計圖紙要求，對裝配式建筑設(shè)計要求有基本了解，確定構(gòu)件尺寸，保證構(gòu)件可以順利在裝配式建筑施工中應(yīng)用。并且，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制設(shè)計中，要求設(shè)計工作人員嚴(yán)格按照相關(guān)要求展開設(shè)計，防止發(fā)生構(gòu)件尺寸不滿足工程要求的狀況。

2、裝配式建筑工程設(shè)計中存在的相關(guān)問題

2.1 節(jié)點和接縫問題

當(dāng)前，在開展裝配式建筑設(shè)計工作時，其節(jié)點和接縫位置設(shè)計是非常必要的，將會給裝配式建筑安全和質(zhì)量帶來一定影響。通過對節(jié)點和接縫位置的合理設(shè)計，能夠改善建筑整體質(zhì)量，提高工程效能。如果在實際設(shè)計中發(fā)生節(jié)點或者接縫設(shè)計問題，則會引發(fā)防水問題，并隨著時間的發(fā)展，造成建筑耐久性不斷下降，給裝配式建筑整體安全埋下隱患。

2.2 構(gòu)件運輸問題

由于裝配式建筑構(gòu)件通常為預(yù)制，因此需要在裝配廠家的配合下提前制作完成，之后在施工建設(shè)前，采取運輸方式將其運送到施工現(xiàn)場，之后實施施工作業(yè)。在具體施工過程中，容易受到外界因素影響，使得構(gòu)件在運輸中受到不同程度損傷，這給后續(xù)裝配式建筑設(shè)計工作開展帶來影響。除此之外，如果相關(guān)人員在吊裝設(shè)備設(shè)計中缺乏合理性，容易導(dǎo)致構(gòu)件在吊裝中產(chǎn)生質(zhì)量問題，從而給裝配式建筑施工質(zhì)量和效率造成影響。

2.3 設(shè)計成本問題

現(xiàn)階段，因為裝配式構(gòu)件市場占有量相對偏低，無法形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在實際生產(chǎn)中，企業(yè)生產(chǎn)投放量比較大，成本高，因此預(yù)制構(gòu)件成本相對較高，再加上構(gòu)件在運輸、安裝等方面成本多，使得整個工程造價增加。

3、裝配式建筑工程實例的設(shè)計解析

3.1 工程基本情況

本案例為位于上海金山區(qū)的某住宅項目，為民用高層住宅建筑，該項目中的1-3、5-13、15-23、25-30#樓均為裝配式預(yù)制構(gòu)件建筑工程。預(yù)制構(gòu)件共包括：預(yù)制剪力墻板、PC外墻、預(yù)制疊合板、預(yù)制圍護(hù)墻板、預(yù)制陽臺班以及預(yù)制空調(diào)板等。另外20-22#樓有預(yù)制樓梯構(gòu)件。建筑結(jié)構(gòu)的使用年限為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級。具體見表1。

3.2 裝配式建筑工程的設(shè)計

3.2.1預(yù)制混凝土構(gòu)件

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑中的重點，本工程根據(jù)施工方案設(shè)計構(gòu)件的圖紙，并在圖紙中標(biāo)注相關(guān)數(shù)據(jù)及需要注意的重點部位，如本工程中的預(yù)制板和現(xiàn)澆層的結(jié)合面，設(shè)計為粗糙的表面，凹凸差至少為4mm。預(yù)制墻、預(yù)制柱子及梁應(yīng)設(shè)計為凹凸差至少為6mm程度的粗糙面，其余注漿的結(jié)合面都應(yīng)為凹凸差至少為6mm程度的粗糙面、預(yù)制構(gòu)件的抗壓強度至少為混凝土抗壓強度設(shè)計值75%。做好圖紙后，需要預(yù)制構(gòu)件廠根據(jù)圖紙做模具，并做好去毛、清渣，防止影響外表面。構(gòu)件所需的材料包括水泥、砂石、外加劑等都要有合格證，根據(jù)強度要求、耐久性要求等來設(shè)計構(gòu)件的原材料配比。構(gòu)件制作完成后檢查質(zhì)量，確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)后運送至施工現(xiàn)場。

3.2.2構(gòu)件運輸及存儲問題

由于裝配式建筑構(gòu)件通常為預(yù)制的形式，因此需要在裝配廠家的配合下提前制作完成，再需要運送到施工現(xiàn)場，在現(xiàn)場保存，之后再進(jìn)行施工。在運輸及保存過程中，容易受到外界因素影響，使得構(gòu)件在受到不同程度損傷，這給后續(xù)裝配式建筑帶來影響。因此對于運輸和存儲也應(yīng)當(dāng)做好相關(guān)設(shè)計。本工程要求運輸過程中，對于扁平規(guī)整的構(gòu)建采用平躺疊加的方式進(jìn)行運送，但疊加不能超過五層，上下層要放置橡膠塊緩沖。對于不規(guī)則形狀的構(gòu)件采用豎立拜訪，墻板主要就采用豎立的形式運輸，并做好邊角的保護(hù)。當(dāng)構(gòu)件被送到現(xiàn)場時需要做好質(zhì)量檢查，確保質(zhì)量合格后入場。存放構(gòu)件堆放場地務(wù)必要保證平整，并在堆放區(qū)作一厚度為10cm的C15混凝土墊層。將各類不同的預(yù)制構(gòu)件做好分類保存。本工程中的PC板數(shù)量較多，對于PC板需要在保存時于其加下口兩端墊一長款外寬均為10cm的木塊。對于如高抵扣止水條以及墻體轉(zhuǎn)角等比較薄弱的位置，應(yīng)加設(shè)保護(hù)墊塊或?qū)I(yè)的防護(hù)套做好保護(hù)。

3.2.3節(jié)點和接縫

在開展裝配式建筑設(shè)計工作時，其節(jié)點和接縫位置設(shè)計是非常必要的，將會給裝配式建筑安全和質(zhì)量帶來重要影響。通過對節(jié)點和接縫位置的合理設(shè)計，能夠改善建筑整體質(zhì)量，提高工程效能。如果在實際設(shè)計中發(fā)生節(jié)點或者接縫設(shè)計問題，則會引發(fā)質(zhì)量問題，如漏水、耐久性差等，給裝配式建筑整體安全埋下隱患。因此應(yīng)該從構(gòu)造節(jié)點設(shè)計問題角度出發(fā)深入分析，進(jìn)行設(shè)計。在實際設(shè)計中，本工程根據(jù)實際情況選擇防水材料，并對裝配式建筑構(gòu)造節(jié)點強度和耐久性綜合思考。通過對環(huán)保材料、現(xiàn)代技術(shù)、新型工藝的使用，可以降低對資源的消耗，避免給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。在具體設(shè)計中，還要做好防水處理，保證節(jié)點和接縫沒有漏點。對于防水方面的設(shè)計，本工程采用橡膠皮粘貼及防水材料的填充。比如預(yù)制墻板的板縫外側(cè)通過硅膠防水，所采用的硅膠厚度不能低于1cm，各重點部位都要打膠。對于打膠中斷的地方需以45度對接，這樣能夠保證硅膠防水密封的連續(xù)性。

3.2.4現(xiàn)場施工要求

構(gòu)件運輸?shù)綀龊?，施工單位?yīng)組織相關(guān)技術(shù)人員對構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保構(gòu)件質(zhì)量可靠。施工單位應(yīng)根據(jù)施工圖紙，并參考構(gòu)件重量，綜合考慮其它相關(guān)因素后，編制塔吊布置方案，并提交項目部和工程部確認(rèn)?？偘杼崆斑M(jìn)行場地布置，合理安排行車路線、構(gòu)件堆載場地，地下室頂板采取加固措施等﹐并提交項目部和工程部確認(rèn)。嚴(yán)禁在橫梁和構(gòu)件間采用三角方式吊裝。在校正過程中，板內(nèi)斜撐桿以一根調(diào)整垂直度為準(zhǔn)，待校正完畢后再緊固另一根，不可兩根均在緊固狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)整。每地PC構(gòu)件吊裝穩(wěn)固后均需測量水平與垂直度偏差在允許范圍內(nèi)，如需調(diào)整時應(yīng)松開相關(guān)緊固件，嚴(yán)禁蠻力矯正。允許偏差范圍詳見《裝配整體式住宅潺凝土構(gòu)件制作施工及質(zhì)量驗收規(guī)程》。若PC板的連接鋼筋因妨礙施工被臨時彎曲時，在該道工序結(jié)束后應(yīng)立即恢復(fù)原功能，以保證結(jié)構(gòu)安全。構(gòu)件吊裝前，應(yīng)對構(gòu)件和已完成構(gòu)件的交接面進(jìn)行粗糙處理或標(biāo)高核實。受彎疊合構(gòu)件的裝配施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）根據(jù)設(shè)計要求或施工方案設(shè)置臨時支撐。

（2）施工荷載宜均勻設(shè)置，并不應(yīng)超過設(shè)計規(guī)定。

（3）在混凝土澆筑前，應(yīng)按照設(shè)計要求檢查結(jié)合面的粗糙度及預(yù)制構(gòu)件的外露鋼筋。

（4）疊合構(gòu)件應(yīng)在后澆混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求后，方可拆除臨時支撐。

4、裝配式建筑設(shè)計中相關(guān)問題的處理對策

4.1 強化構(gòu)造節(jié)點設(shè)計

受到各種因素影響，使得在裝配式建筑設(shè)計過程中，容易面臨構(gòu)造節(jié)點設(shè)計問題，在這種情況下，要想提高設(shè)計實效性，應(yīng)該從構(gòu)造節(jié)點設(shè)計問題角度出發(fā)深入分析，從中選擇合理的設(shè)計方案。在實際設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇適宜的防水材料，并對裝配式建筑構(gòu)造節(jié)點強度和耐久性綜合思考。并且，設(shè)計人員需要根據(jù)工程現(xiàn)場的地質(zhì)情況、天氣條件等，把生態(tài)環(huán)保設(shè)計理念運用在裝配式建筑設(shè)計中，從而提高裝配式建筑構(gòu)造節(jié)點設(shè)計效果。通過對環(huán)保材料、現(xiàn)代技術(shù)、新型工藝的使用，可以降低對資源的消耗，避免給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。例如，在具體設(shè)計中，應(yīng)選擇適宜的節(jié)能技術(shù)，通過對裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，從而降低建筑熱能損耗的同時，也能對自然資源高效實用，提高資源使用效率。

4.2 合理選擇設(shè)計技術(shù)

對于裝配式建筑設(shè)計中出現(xiàn)的問題，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場實際情況，選擇適宜的設(shè)計方法和技術(shù)，在提高裝配式建筑設(shè)計工作效率的同時，也能保證設(shè)計質(zhì)量。所以，在實際設(shè)計中，應(yīng)把BIM技術(shù)應(yīng)用其中，通過對裝配式建筑設(shè)計方案優(yōu)化處理，提高裝配式建筑施工水平，獲取理想的施工效果。設(shè)計人員需要把裝配式建筑設(shè)計參與傳遞到BIM軟件中，自動形成工程立體模型。設(shè)計人員通過工程模型，對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行修改，防止在后續(xù)設(shè)計中存在不必要的問題，改善裝配式建筑設(shè)計效果。

4.3 努力降低施工成本

在裝配式建筑施工中，因為預(yù)制部件生產(chǎn)地點各不相同，使得預(yù)制構(gòu)件在運輸中將會消耗大量成本，這些均計算在成本費用中，使得工程施工成本不斷增加。所以，對于建筑施工企業(yè)而言，要想堅持采取裝配式建筑施工方式，需要對如何減少施工成本進(jìn)行思考。從運輸成本角度來說，其成本多并非是裝配式建筑施工發(fā)展常態(tài)，在預(yù)制部件生產(chǎn)朝著集成化方向發(fā)展后，從部件生產(chǎn)到運輸再到安裝整個過程性形成一套完整的流程建成體系，成本會隨著預(yù)制部件生產(chǎn)量的提高而降低。現(xiàn)階段，不管預(yù)制部件生產(chǎn)格局如何變化，在施工建設(shè)中，需要在吊裝設(shè)備的配合下完成建筑組裝，而吊裝設(shè)備采購成本比較高。所以，為了減少施工成本，應(yīng)該積極采用機(jī)械化、智能化的建筑物組裝方式，讓裝配式建筑施工更加便捷快速，也能減少裝配式建筑施工成本。

結(jié)語：

總而言之，即便當(dāng)前我國在裝配式建筑設(shè)計方面依然存在各種問題，但是在實際工作中，獲取的成果比較明顯。所以，為了提高裝配式建筑設(shè)計效果，需要結(jié)合設(shè)計要求，對于裝配式建筑設(shè)計中出現(xiàn)的問題深入分析，并采取相應(yīng)的處理對策，在將裝配式建筑設(shè)計中各項問題全面處理的同時，提高裝配式建筑設(shè)計質(zhì)量，節(jié)約設(shè)計成本。

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