試論房屋建筑裝配式混凝土結構設計及建造工藝

沈天生

寧夏上陵房地產開發(fā)有限公司 寧夏銀川 750000

裝配式建筑是解決未來建筑技術作業(yè)工人短缺，解放重體力勞動和降低建筑安全風險必要的技術工藝。在規(guī)劃和建筑設計方案過程中，結構設計就要參與進來，在建筑工程單體布局時，結合裝配式結構的特點，互相優(yōu)化設計，在建筑功能和建筑風格更加優(yōu)秀的基礎上，利于裝配結構的受力和抗震性能設計，并且有利于結構設計的拆分和PC生產，也更利于運輸和拼裝施工。使建筑設計與結構設計完美結合，更好地實現裝配式建筑工程的優(yōu)勢和特點，達到裝配式建筑工程的“快、節(jié)、省”的綠色建筑的目的[1]。

2016 年是我國推進裝配式建筑具有劃時代意義的一年。在這一年國家層面出臺了兩個重要的文件。一是2月6日中共中央下發(fā)《關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》，文件指出“力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%”；二是9月27日，國務院下發(fā)《國務院辦公廳關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》，文件規(guī)定“以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區(qū)，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區(qū)，其余城市為鼓勵推進地區(qū)，因地制宜發(fā)展PC結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑?！庇捎谡恼咧С?，裝配式建筑又得到興起，并不斷吸引人們的目光。但是由于裝配式建筑畢竟處于發(fā)展期，在施工過程中常會出現了一些質量問題。

1 裝配式結構設計方法

1.1 結構構件的設計

結構設計是以結構計算與分析為基礎，再根據分析結果進行構件的設計。盧家森系統(tǒng)總結了預制混凝土框架結構設計方法，通過計算參數的選取進行了結構整體計算分析，闡述了預制柱、疊合梁及鋼筋桁架疊合樓板等構件的設計方法，并通過實際工程進行了詳細分析，為工程提供了有益參考。在結構設計過程中，根據建筑結構抗震性能分析，合理布設縱橫向剪力墻的位置，將工程結構根據建筑功能對稱性的特點，優(yōu)化混凝土澆筑與拼裝單元有規(guī)律的分段作業(yè)，類同于結構后澆帶的施工方法，在結構受力和抗震性能不受影響的前提下，更加合理有效地提高工程裝配率。

1.2 預制構件的拆分設計

結構計算和構件設計工作完成后，需要對構件進行拆分設計，拆分需滿足施工要求，且拆分構件種類盡量少，拆分的構件應不影響建筑設計的使用功能。王曉珊通過具體案例，在介紹等同現澆的基礎上闡述了預制裝配式結構的拆分設計，展示了剪力墻體與梁的拆分，樓板拆分以及樓梯和陽臺拆分，指出了行業(yè)對拆分設計方法沒有統(tǒng)一的標準和原則，通過整體設計、拆分設計、構件深化設計以及創(chuàng)建預制構件庫等設計方法對裝配式結構設計方法進行了探究[2]。

1.3BIM技術的應用

裝配式建筑對BIM技術的應用已得到行業(yè)內普遍認可，以BIM為基礎的裝配式建筑結構設計，可采用以下方法：根據建筑部品的模數化與標準化進行設計，以建成不同技術相互集成后各結構所需構件的族庫，包括預制外墻板、預制梁柱、預制樓梯與預制樓板，對具體的結構進行設計時，可直接從以上族庫當中選擇標準化構件，并對不同的標準化構件進行相互搭接，形成完整的三維模型，可極大地加快設計工作效率。為充分發(fā)揮裝配式建筑在設計方面的特點，應加大力度研究并開發(fā)具有模數化特點的不同裝配式建筑戶型，從而為模型庫的建立創(chuàng)造良好的條件。

通過對Autodesk Revit Structure的不斷了解和掌握，了解到族對于Revit的實際使用是十分重要的，能以族創(chuàng)建者自身設計為依據，對不同類型的設置及參數變量進行定義。

2 裝配式建筑建造工藝

首先是施工之前需要做的準備，根據工程的實際特點，在預制混凝土結構施工前，編制相應的專項施工方案。正式施工前，選擇有代表性的單位或部件進行試裝，并根據試裝結果及時調整和完善施工方案，嚴格按照專項施工方案中的施工措施進行構件吊裝的詳細設計。預制混凝土結構施工前，施工單位應當向技術人員和現場操作人員披露質量安全技術。根據工程特點、施工進度、部件類型和重量，選擇合適的起重機械設備，所有起重機械設備應具有專用設備制造許可證和產品合格證[3]。

其次要做好構建的運輸與堆放，如果沒有指定的設計，組件的混凝土強度不得少于75%的混凝土設計強度等級值，預制構件運輸堆疊方案的主要內容包括：堆疊現場要求、運輸路線計劃、運輸固定要求、堆疊支撐墊要求、成品保護措施。對于超高、超寬、不對稱剛度等大型構件，應采取特殊的質量安全措施，保證其運輸和堆放。堆垛位置應平整、牢固、排水良好。預制組件另行存儲根據品種、規(guī)格、使用配件，起重序列，預制組件的應力狀態(tài)和檢驗狀態(tài)。墊塊應設置在底部和層之間。墊塊要平整，上下對齊，基礎應該牢固，制造的部件不應直接放置在地面上。

再次所采用的灌漿施工方法為鋼筋套筒灌漿法，應用到的灌漿材料為高強無收縮灌漿料，采用專用灌漿機進行施工。高強無收縮灌漿材料具有較快的硬化速度，為了保證灌漿效果，關鍵施工材料必須嚴格按施工要求隨拌隨使用。灌漿施工的過程中，首先從下一排灌漿孔開始灌漿，直到所有出漿孔出漿，就可以斷定灌漿孔處于飽滿填充狀態(tài)。出漿孔出現溢漿現象后，立即應用橡皮塞進行封堵。灌漿施工的過程中，需要遵循以下施工要點。

3 結語

裝配式建筑施工是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作，并且需要全過程協(xié)調，涉及范圍較廣，雖然我們在PC建筑施工方面已經取得了一定的成績，但是在生產實踐過程中的某些關鍵問題仍亟待解決和提高，而這需要廣大同行的共同努力。