裝配式建筑構(gòu)件設計與現(xiàn)場施工研究

李 駿

江蘇邗建集團有限公司

1 前言

隨著現(xiàn)代工業(yè)建筑的不斷發(fā)展，裝配式建筑是建筑業(yè)未來的發(fā)展趨勢之一，裝配式建筑具有許多質(zhì)量特性，是建筑領域的熱門話題。目前，我國裝配式建筑的發(fā)展和應用逐漸增多，對裝配式建筑藝術的各個方面都進行了階段性的優(yōu)化。與傳統(tǒng)裝配式建筑相比，現(xiàn)代裝配式建筑在抗震設計、構(gòu)件制作和設計等方面具有更好的質(zhì)量特性。但是，裝配式建筑在我國的應用還不成熟，而且這個行業(yè)的發(fā)展也不穩(wěn)定，因此在裝配式建筑的應用過程中難免會存在一些不足。例如，一些參與建設的開發(fā)商，可能因為對配套建筑了解不夠，在開發(fā)設計決策時可能沒有充分考慮現(xiàn)狀。同時，由于相關設計院人員缺乏設計經(jīng)驗，導致零部件在生產(chǎn)設計過程中的設計與廠家脫節(jié)，導致最終設計結(jié)果不盡如人意。同時也存在生產(chǎn)成本高、計劃資金與實際生產(chǎn)設計難以匹配等問題。

2 裝配式建筑構(gòu)件設計的必要性

（1）中國的能源消耗量遠高于許多發(fā)達國家。目前，其在建筑改造和減排領域的應用顯示出一定的節(jié)能減排效果，而建筑節(jié)能發(fā)展緩慢，混凝土結(jié)構(gòu)大量使用，造成一定的資源浪費，施工過程中也會產(chǎn)生一定的污染，資源利用率高。相比之下，裝配式建筑施工新技術的產(chǎn)業(yè)化和模塊化可以更好地保護環(huán)境。建筑能耗和低能耗可以改變高能耗的問題。在我國建筑中，住宅建筑采用混凝土裝配式預制外墻板，外墻無須現(xiàn)場澆筑，適用的層壓陽臺還有效地解決了木材、鋼材的麥谷蛋白和凝固劑問題，可節(jié)約40%的木材。

（2）節(jié)能環(huán)?；炷令A制施工技術使用建筑垃圾少，材料工人少生產(chǎn)，垃圾處理成本低，有利于建筑控制施工成本。工廠有一種新的成品結(jié)構(gòu)，建筑材料利用率高，車間環(huán)境良好更穩(wěn)定，并促進預制構(gòu)件的質(zhì)量控制。預制構(gòu)件現(xiàn)場生產(chǎn)，工作量小，噪聲強度低，施工進度快。施工對周圍居民的正常生產(chǎn)生活影響不大，而施工過程中產(chǎn)生的水和有害物質(zhì)的揚塵和垃圾也能有效緩解施工對環(huán)境造成的影響。

（3）工期和造價優(yōu)勢。對于2個月以內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的施工時間選擇窗上開孔、防水和副框封閉，采用預制施工工藝，主體結(jié)構(gòu)覆蓋后，在預留墻上安裝連接外窗的預制木磚墻，可直接封閉環(huán)境，節(jié)省近兩個月。預制施工工藝也適用于內(nèi)城區(qū)提前使用，施工和裝修工程可提前開始，傳統(tǒng)建筑、外墻裝飾、保溫等需要2~3 個月的時間插入和涂抹抗裂砂漿。相比之下，新型裝配式建筑施工工藝可用于裝配式外墻和窗臺的保溫層和裝飾層的制作，可節(jié)省近3個月的建筑裝飾時間。

3 工程概況

本文論述了某地區(qū)中南世紀花園B座t座9號樓5號樓工程概況。10號樓工程位于某地區(qū)花崗石路B座地下2層5、9號樓，地上34層地下2層及地上9號樓和10號a座1-4層建筑工程，采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，其余地面為預制連接結(jié)構(gòu)，整體抗震設防烈度為6。

4 吊裝工藝

升降系統(tǒng)的部件應在垂直或垂直支撐后放置在升降系統(tǒng)中，部件應與垂直支撐部件相結(jié)合由專業(yè)人員負責設計和傳達。修正后，將基礎漿液密封在構(gòu)件的下開口處，在構(gòu)件之間進行澆注，將鋼筋捆扎，并嵌入水和電。隱蔽驗收后，封模，灌漿結(jié)束后（灌漿結(jié)束后）24~48小時內(nèi)，將構(gòu)件（或混凝土澆筑前一層及構(gòu)件上層）吊裝?；炷翝仓陌惭b過程。

4.1 模件樣板

模件樣板可在隱蔽驗收前進行，不允許過多的油在設備清洗后形成油膜。10 個螺釘用于固定模板和桌模12 個螺栓。固定件吊運，間距80mm。為便于模板使用后的重復使用，模板表面應清理干凈并用油密封。模板完成后，應立即對模板背面進行油漆，以提高模板的防銹水平。

4.2 車間構(gòu)件加工、水電管道安裝、鋼筋加工、預埋件綁扎

（1）做好材料控制。任何原材料進場檢驗前應進行外觀檢驗。同時，應向制造商出具質(zhì)量證明書。需要退料的，應當退料。材料放在地板上后，隨機抽樣，交有關部門復驗。只有投入使用后才能保證正確無誤。

（2）按批準的彎板和其他處理方式切割或切斷材料，操作時不允許局部彎曲，后表面不允許有裂紋或斷裂，但需要檢查的尺寸成形檢查除外。

（3）鋼筋加工時，不論切割或彎曲，均應按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的有關規(guī)定進行施工。需要注意的是，嚴禁用電焊將切割或翻轉(zhuǎn)的非標準鋼筋折斷。

（4）綁扎骨架時，應適當使用鋼絲材料，必要時應采取加固措施，防止腐蝕；應注意懸臂鋼筋的長度和位置，以符合國家有關標準的要求。

（5）檢查鋼筋、預埋件指標。

（6）對于帶有閉合臺階支架的材料，必須用切片機將其切割成足夠光滑的部分，如果梯子直徑達到12級或更高，施工設備應能焊接，此外，應使用6~10個焊接裝置之間的混合直徑，并應進行預焊施工前進行。

4.3 現(xiàn)場吊裝施工

（1）成品運輸：運輸高度和運輸工具（凈空高度和運輸高度）相對應，并符合施工要求。其結(jié)構(gòu)應科學合理，車輛裝卸應綁定，在運輸、裝卸過程中起到固定作用。

（2）在裝配式整體結(jié)構(gòu)的工程設計中，應根據(jù)圖紙考慮鋼筋的位置。預留鋼筋的間距和位置必須綁在立柱內(nèi)定位。圖紙固定，保證與灌漿孔位置一致，便于預制構(gòu)件吊裝定位，偏差不允許超過5mm。

（3）吊裝豎向構(gòu)件、組合梁板平面布置圖及吊裝順序圖中的樓梯等構(gòu)件。構(gòu)件吊裝前，應按樓層高度1m 控制線，布置垂直結(jié)構(gòu)抄測底層應用于高程測量的內(nèi)容，傾斜部分應局部切除或修補。

（4）墻柱構(gòu)件吊裝定位后，應進行校正，達到要求后，應將豎向和斜撐拉緊。然后，整個現(xiàn)澆接縫模板安裝、鋼筋和構(gòu)件組裝水平、垂直接縫處（通?！?0mm）可密封，以防聚苯乙烯擠塑板或模板、海綿橡膠等拼縫構(gòu)件堵塞，應使用雙面橡膠帶和支撐桿，以保證氣密性和牢固的堵塞，避免其模糊。

（5）吊裝預制樓梯前，必須完成尺寸、長度、管繩。在提升下降系統(tǒng)之前，應對測量的上立柱高度進行校正，以確保其與橫梁的高度相對應，以便提升樓梯位置。

（6）混凝土澆筑和灌漿在監(jiān)理人驗收合格后進行。

5 通過具體的建筑構(gòu)件優(yōu)化設計方法

（1）制定有效地構(gòu)件設計標準，在裝配式建筑構(gòu)件設計中，形成有效地標準設計體系可以不斷提高設計質(zhì)量。這種建筑基于裝配式建筑的特點要求，比普通住宅更重要的是規(guī)范化的設計體系，讓我們更加嚴格。裝配式建筑的需求日益增長。不僅注重內(nèi)部功能，而且對外部設計提出了更高的要求。傳統(tǒng)的有序規(guī)范的建筑結(jié)構(gòu)正逐漸被這種趨勢所淘汰。有意識地在建筑中添加不同種類的預制構(gòu)件，使整個建筑看起來更加豐富多彩。層次化的外觀形象可以得到更多消費者的青睞。例如，對于走廊式或廳式組合，需要根據(jù)實際匹配調(diào)整空間構(gòu)件模塊。同時，根據(jù)建筑空間利用率和區(qū)域的不同特點，對原有的設計布局構(gòu)件也要求進行修改和調(diào)整。

（2）在傳統(tǒng)的裝配式建筑設計中，應嚴格控制設計過程，人們更注重其功能和應用效率，特別是對一些以住宅為主的裝配式住宅，以建筑的功能和空間尺寸為主要設計原則。隨著建筑與建筑的不斷發(fā)展，人們選擇裝配式房屋，不僅是為了建筑自身的居住功能，也為了建筑工程中人們將要設計的各種構(gòu)件的范圍。工廠化生產(chǎn)和預制施工的提高不是建筑本身的整體質(zhì)量和整體舒適性。荷載匹配建筑雖然得到了廣泛的應用，但其造價仍處于較高水平。構(gòu)件分塊、節(jié)點施工設計不合理，導致配套施工成本高。還包括對構(gòu)件設計控制不足，導致設計與施工生產(chǎn)相分離，使整個構(gòu)件的設計和生產(chǎn)更加困難，需要進一步增加資金成本。因此，裝配式建筑的各種構(gòu)件都是在生產(chǎn)過程中進行設計的。運輸、裝配等要求要求預制建筑的設計延伸整個過程。在結(jié)構(gòu)設計的開始，設計者需要分解和構(gòu)建它們的組件。優(yōu)秀的設計是設計元素的一部分。在構(gòu)件設計與施工方面，引入咨詢或優(yōu)化單元，可以解決生產(chǎn)不銜接的問題。

（3）對預制構(gòu)件在不同工程中的位置和分塊進行優(yōu)化，根據(jù)工程的實際需要，進行部分預制和現(xiàn)澆，由哪一方使用。預制率或結(jié)構(gòu)體系的差異將是工程運行要求中需要考慮的關鍵因素。預制構(gòu)件的優(yōu)化設計和分裝是建筑構(gòu)件優(yōu)化設計的重要組成部分。構(gòu)件不合理的布置和拆卸會給建設項目增加許多不必要的成本負擔，這需要設計人員綜合考慮。在裝配式住宅設計中，水平構(gòu)件可采用預制技術，既可降低施工成本，又可有效避免腳手架和模板的施工。外墻保溫裝飾，預制外墻主體應考慮預制內(nèi)墻的承載力和非承重，并應仔細測量，注意少用外腳手架。由于預制率和預制件設置的要求不同，在設計和布置時應考慮區(qū)域要求。比如上海對預制外墻的需求量很大，混凝土的體積需要確定預制率，但仍需根據(jù)具體工程確定。如果是整體剪力墻結(jié)構(gòu)體系，則需要剪力墻、內(nèi)隔墻、疊層預制樓板和外墻板。在分割過程中要注意預制構(gòu)件的重復率。在拆分構(gòu)件模塊的過程中，采用標準化的模塊可以進行不同的組合，不僅可以有效降低模具成本，而且可以提高分離效率，使整個構(gòu)件的施工過程和安裝過程變得更加順暢。此外，還需要改進相關部件的重量對中。塔吊在現(xiàn)場安裝時，可根據(jù)塔吊的位置進行劃分。

（4）在裝配式建筑構(gòu)件的設計優(yōu)化中，結(jié)構(gòu)工藝系統(tǒng)的優(yōu)化是關鍵。技術體系不同于結(jié)構(gòu)體系。它包括框架結(jié)構(gòu)、疊合剪力墻結(jié)構(gòu)和組合整體剪力墻結(jié)構(gòu)。技術體系與生產(chǎn)過程有關，屬于制造企業(yè)自身的生產(chǎn)技術。一般來說，不同系統(tǒng)的應用需要根據(jù)具體項目的要求來確定。因此，每個組件和每個組件之間的連接也需要逐個確定，因為沒有絕對固定的連接方式。例如，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術中，可以使用預制組合板或組合梁，而組合板可以是桁架或預應力結(jié)構(gòu)。例如，當剪力墻預制時，可以預制疊合剪力墻或完全預制剪力墻。豎向連接可采用剪力墻與鋼套管。管道根部的連接可以通過管的根部或波紋管的連接來完成。

6 結(jié)束語

裝配式建筑是近年來興起的一種新型建筑，是未來建筑發(fā)展的重要方向。在我國當前的社會發(fā)展中，裝配式建筑在我國有著非常廣闊的發(fā)展前景和市場。它能緩解經(jīng)濟發(fā)展中的環(huán)境污染和住房短缺問題，將成為建筑業(yè)的一個突出問題。優(yōu)化建筑預制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝，有利于降低裝配式建筑的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)建筑預制構(gòu)件的批量生產(chǎn)。