建筑產(chǎn)業(yè)化與預(yù)制裝配建筑技術(shù)淺析

賈毅 王娟

摘 要：建筑不僅是一個社會現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，還體現(xiàn)在人們居住的生活品質(zhì)。目前隨著現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高，居住條件也在慢慢的發(fā)生著變化，這也使房屋建筑不斷地向低碳、節(jié)能、環(huán)保方面發(fā)展，而且我國的建筑模式相對比較傳統(tǒng)，很難滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需要，已經(jīng)進(jìn)入改革深水區(qū)，所以要大力推廣預(yù)制裝配式建筑，來滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需要。文章根據(jù)筆者工作實踐，對預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：預(yù)制；裝配式；建筑；施工；技術(shù)；應(yīng)用

通俗的說，所謂預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)主要包括預(yù)制與裝配兩個環(huán)節(jié)。預(yù)制，即預(yù)先制作，要求結(jié)合建筑的構(gòu)造要求在工廠內(nèi)對原材料進(jìn)行加工。而裝配則是指，將工廠預(yù)先制作完成的各部分構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場組裝。

1 預(yù)制裝配式建筑中裝配結(jié)構(gòu)技術(shù)概述

我國對于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的使用可追溯到上世紀(jì)80年代，其主要運用在大板建造方面。但受到經(jīng)濟(jì)方面的制約，該結(jié)構(gòu)并未得到有效發(fā)展。而在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的21世紀(jì)，在多方面因素的刺激下預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)迅速進(jìn)入到建筑建設(shè)過程中。

結(jié)合當(dāng)前該結(jié)構(gòu)體系的運用情況可見，其主要可分為兩類即專用型結(jié)構(gòu)體系與通用型結(jié)構(gòu)體系。其中以通用型最為廣泛，在結(jié)構(gòu)組成上基本與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相似，包括剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系以及混合體系。而專用結(jié)構(gòu)體系則建立在通用型結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，主要滿足不同建筑物在功能與性能上的需求。當(dāng)前，專用型結(jié)構(gòu)體系運用相對較少，國內(nèi)主要存在與住宅用大板以及單層工業(yè)廠房等，國外則有預(yù)應(yīng)力裝配框架體系、預(yù)制裝配停車樓體系、預(yù)應(yīng)力空心模板墻體系等。最近幾年，國內(nèi)對于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系的開發(fā)也在不斷推進(jìn)，并逐步在實際工程建設(shè)中得到試用，諸如預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系（由南京大地建設(shè)集團(tuán)開發(fā)）以及預(yù)制裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系（由黑龍江宇輝建設(shè)集團(tuán)開發(fā)）等。從發(fā)展層面上講，各結(jié)構(gòu)體系的不斷創(chuàng)新是推動預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。就現(xiàn)場施工來看，以主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的預(yù)制施工技術(shù)難度最大，其包括剪力墻、框架柱及各類型梁等。同時采用各類建筑技術(shù)有機(jī)組合的方式使得預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)出來，其中主要有降減震技術(shù)結(jié)合的預(yù)制裝配整體式結(jié)構(gòu)以及集保溫功能與施工構(gòu)造一體的預(yù)制技術(shù)等。

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)將建筑施工的綜合質(zhì)量提升到一個新的臺階，與常規(guī)施工技術(shù)相比，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個層面：（1）與以往施工建設(shè)相比，預(yù)制裝配式技術(shù)中輕質(zhì)墻板的比例更大，使得施工過程更加簡單，快捷，節(jié)約了大量人力與物力，對于控制施工成本具有重要作用，同時使建筑施工更具有靈活性；（2）在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升了建筑施工的速度，有效縮短工程周期。將施工中對環(huán)境、交通等方面的影響性降至最低，對于提升建筑企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益更具有關(guān)鍵性作用；（3）在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工中，對施工人員的數(shù)量及技術(shù)要求較低，有助于對施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制。同時與以往施工技術(shù)相比，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的原材料在種類以及數(shù)量上均較低，保障了現(xiàn)場施工中的安全性，更符合綠色發(fā)展理念。

2 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計核心關(guān)鍵

結(jié)合國內(nèi)預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的使用情況，文章主要對比例最大的兩種結(jié)構(gòu)體系，即剪力墻結(jié)構(gòu)體系以及框架結(jié)構(gòu)體系中的設(shè)計要點加以分析。

2.1 預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)因具備使用簡單，運輸方便以及質(zhì)量較輕等優(yōu)勢在施工建設(shè)中得到廣泛運用，且主要運用于對高層建筑的施工中，與當(dāng)前建設(shè)方向相符。該結(jié)構(gòu)中以預(yù)制疊合板與預(yù)制疊合梁最為關(guān)鍵，而上述兩部分構(gòu)件均在工廠直接制造而來，現(xiàn)場僅需要進(jìn)行簡單的澆筑與焊接。為保證施工質(zhì)量，在設(shè)計中需注意以下幾方面：（1）結(jié)構(gòu)整體必須做到平整規(guī)則，對應(yīng)內(nèi)部支撐體系因具備足夠強(qiáng)度與韌性，滿足結(jié)構(gòu)在使用過程中承載力要求。同時，各個梁柱的中軸線必須維持在同一水平面上；（2）采用剛接點對梁與柱間的交接部位進(jìn)行處理，且框架基礎(chǔ)必須滿足強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性要求。所采用的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)在C30以上；（3）需要對內(nèi)部構(gòu)件之間的焊接方式進(jìn)行合理選擇，結(jié)合構(gòu)件所處環(huán)境以及承載力特點，對焊縫形式以施焊方式進(jìn)行選擇。針對承擔(dān)剪力、彎矩以及扭矩等作用時，需要對承載力設(shè)計要求分開計算。

2.2 A制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系

對于剪力墻的設(shè)計需要注意以下幾點：（1）結(jié)合使用環(huán)境與條件，對縱橫墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，并充分考慮外部動、靜荷載對墻體的作用，確保墻體各方面力學(xué)性能滿足正常使用的需求；（2）在橫墻布置的過程中，針對兩側(cè)端部的山墻結(jié)構(gòu)需要安置承重墻板。內(nèi)墻則需要結(jié)合抗側(cè)力構(gòu)件承載力特點，對內(nèi)力進(jìn)行計算并布置合適的承重墻板以及填充墻板；（3）對于剪力墻間的連接部位，需要結(jié)合承受力特點進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計。

3 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展分析

作為建筑工業(yè)化建設(shè)的主要內(nèi)容，在實際設(shè)計過程中需要充分考慮不同區(qū)域抗震烈度的不同，以及建筑節(jié)能上的需求、結(jié)構(gòu)特點開發(fā)適用性更強(qiáng)的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。在不斷提升預(yù)制率的同時，保障工程的整體質(zhì)量，持續(xù)提升專業(yè)化水平。緊緊圍繞由簡單到復(fù)雜，由低級到高級的方式，逐步推動預(yù)制疊合構(gòu)件以及非受力構(gòu)件的發(fā)展。充分發(fā)揮預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的各方面特點，實現(xiàn)對當(dāng)前施工技術(shù)的全面提升，徹底改變以往長周期、大勞動力的建設(shè)方式。在不斷完善設(shè)計理念的過程中，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的自動化生產(chǎn)。需要注意的是，與常規(guī)建筑構(gòu)件設(shè)計相比，預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求更高，為此必要要求設(shè)計師熟練的掌握各個建筑結(jié)構(gòu)的特點以及力學(xué)知識，并持續(xù)關(guān)注建筑行業(yè)的發(fā)展動向，使得預(yù)制裝配式構(gòu)件更加具有安全性、穩(wěn)定性，貼合社會發(fā)展的實際需求。

4 裝配式建筑受到國家政策的扶持

2013年1月國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑行動方案的通知【國辦發(fā)〔2013〕1號】，住房城鄉(xiāng)建設(shè)等部門要加快建立促進(jìn)建筑工業(yè)化的設(shè)計、施工、部品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)體系，推動結(jié)構(gòu)件、部品、部件的標(biāo)準(zhǔn)化，豐富標(biāo)準(zhǔn)件的種類，提高通用性和可置換性。推廣適合工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制裝配式混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等建筑體系，加快發(fā)展建設(shè)工程的預(yù)制和裝配技術(shù)，提高建筑工業(yè)化技術(shù)集成水平。支持集設(shè)計、生產(chǎn)、施工于一體的工業(yè)化基地建設(shè)，開展工業(yè)化建筑示范試點。積極推行住宅全裝修，鼓勵新建住宅一次裝修到位或菜單式裝修，促進(jìn)個性化裝修和產(chǎn)業(yè)化裝修相統(tǒng)一。

結(jié)束語

因此在改革不斷深入和國家政策的指引下，作為發(fā)展中國家，建筑業(yè)要求降低能耗、抗震減災(zāi)、保護(hù)生態(tài)與環(huán)境，提高人們工作與生活質(zhì)量的大大背景下要加快改革創(chuàng)新，使用新材料、應(yīng)用新工藝、發(fā)展新技術(shù)，提高工程質(zhì)量、提高工效，減少污染和浪費、減少現(xiàn)場作業(yè)，實現(xiàn)更加文明施工是建筑業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志。加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)體系集成，實現(xiàn)房屋建筑構(gòu)件化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，將是當(dāng)今世界建筑業(yè)的發(fā)展趨勢，所以裝配式建筑的未來是光明的，希望廣大建筑同仁對裝配式建筑不斷深入研究，早日形成我國裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)

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[3]李媛、淺議生態(tài)建筑設(shè)計——《城市建設(shè)理論研究》2012（10）2-28

作者簡介

賈毅（1983-），男，漢族，籍貫四川簡陽，學(xué)歷：碩士，職稱：工程師，研究方向：建筑設(shè)計。

王娟（1984-），女，漢族，籍貫山西晉城，學(xué)歷：碩士；職稱：工程師。

（作者單位：四川省建筑設(shè)計研究院）