預制裝配式混凝土結構在高層住宅的應用

文/計云亮 中元國際（南京）城市規劃建筑設計研究院有限公司 江蘇南京 210000

1、裝配式混凝土建筑優點

(1)調整產業結構，發展技術創新。建筑構件工廠化是裝配式建筑的基本要求，通過工廠化制作整體墻板、梁柱、樓屋面板，并在相應構件內預埋電氣管線、水暖管線、窗戶，部品部件的產品精度是實現建筑工業化的基礎。鋼結構或鋼筋混凝土結構全裝配式建筑框架體系通過技術創新實現所有配套建筑構件采用工廠預制、現場拼裝的操作模式。

(2)實現持續施工，高效節約成本。裝配式建筑構件的工廠預制使得高寒地區冬季施工變得更加容易實現，有效解決了冬期施工限制問題。裝配式建筑較常規施工工期可節省30%，減少“三材”用量及浪費，顯著降低管理成本。

(3)有效節能環保，實現綠色建筑。“三明治”形式混凝土外掛板內夾擠塑板，避免產生熱橋，能耗大幅降低。節約資源、保護環境是推動綠色建筑的主要措施，可持續發展是我國當前經濟建設的基本原則。工廠定型化生產過程對環境資源負荷小、能耗少、碳排放低、減少環境污染。經有關部門統計顯示采用裝配式建筑在結構建造階段約減少建筑垃圾91%，節約砂漿和粘接材料83%，節水63%，節能20%。

(4)降低勞動強度，質量穩定可控。裝配式建筑部件產品按照一定的質量標準、作業流程控制質量，容易達到標準要求。現場吊裝和少量節點連接作業大大降低現場勞動強度，質量更有保證，能有效預防外墻塊狀材料老化脫落等等傳統建造質量問題。

2、預制裝配式混凝土結構的應用

2.1 在模具制作和組裝中的應用

因為預制構件的大小和形狀都存在較大差別，通常可以將其劃分為底模、內側模、吊模和外側模等四種形式;這四種構件的連接方式也有較大差別，有的是依靠螺栓，有的是依靠自身的連接件。這些預制構件具有較強的剛度和精度，其定位性能優越，使用方法較為簡單。由于預制模件對于準確度有很高的要求，因此，廠商必須嚴格控制構件的尺寸，使其符合設計的標準，結構部件的各項基本允許偏差值不應超過2mm。工廠在制作結構部件時，需要把鋼模按照工藝圖紙的要求，擺放在合理的位置，然后完成底模的安裝，再利用激光定位儀對其高度和位置進行精準測量，其高度差值不應高于1mm，上述步驟完成后，對其進行固定，模具組裝的順序是由內及外，先下后上。

圖1 預制結構組裝

其次，還可以將預制裝配技術應用在保溫板的安裝之中，工作人員可以在保溫板上進行打孔，并采用特定的連接方式，保證保溫板可以同混凝土結構進行有效的連接，錨固件是當前應用最為廣泛的連接固件，工作人員可以將其作為保溫板和混凝土結構連接的主要工具，在使用錨固件進行保溫板和混凝土的連接后，還需在保溫板背部開槽，槽的深度大致為5mm左右，以此來加強混凝土和擠塑板之間的連接。

2.2 處理預制構件

預制裝配式混凝土結構施工過程中，建筑企業應按照逆時針的方向對吊裝進行逐一安裝，同時，施工人員不要盲目操作，甚至出現錯誤操作。工作人員可以利用水泥等材料對預制板的缺陷位置進行修復。或是使用膠條封堵預制板的裂縫，在此之前，工作人員還要將預制板的表面清理干凈，防止其表面污染對膠條的應用效果產生影響。待膠條將兩個吊裝墻粘貼完畢后，工作人員則要對兩墻的間隔位置進行填充，然后再使用水泥進行夯實處理。工作人員之后的施工內容為定位，由于預制構件自身具備連接方式和連接點，并且這一工作內容的完成地點是工廠，不會受到施工現場外部環境的影響，其準確性較強。

2.3 完善標準通用體系，加強設計集成協同

預制裝配建筑在推廣過程中最適合住宅建筑，但目前建成的PC構件住宅建筑缺乏統一的行業指引標準和工程實踐，2016版《裝配式混凝土建筑技術標準》系列還不能滿足裝配式建筑從項目設計、生產、安裝施工、驗收評定、審批各環節對國家級行業規范和標準的需求，部件部品標準化是裝配式建筑市場化的關鍵，是降低企業運營成本、減少設備周轉和材料租賃費用的關鍵，更是充分實現裝配式建筑產業化的前提和價格市場化的要素。要以部品構件及連接技術的標準化與通用性為基礎，實現構件在不同類型房屋中的通用性，助推裝配式發展。因此裝配式建筑設計對建筑、結構、設備、裝修等專業的配合及運用信息化技術手段滿足一體化的要求極高，在預制裝配式混凝土建筑全周期中充分運用BIM信息技術，實現PC建筑在設計階段的充分集成與協同。

3、裝配式高層混凝土住宅發展的對策研究

裝配式建筑是對部品進行集成實現建筑功能滿足用戶需求的過程，各專業間相互結合，須站在建筑系統集成的層面上解決建造過程中交叉和碰撞的問題。以建筑功能為核心，采用模數化來統一柱網進深、開間尺寸，戶型設計應考慮抗側力構件的合理布置，發揮混凝土結構內部空間靈活分割的特性;以結構布置為基礎，在滿足功能布局的要求下采用優化結構布置方案，既考慮到工業化內裝提倡的空間自行分割功能要求，也要控制造價、實現各專業可靠連接降低施工難度;以工業化內裝為支撐，在保障可靠、耐久、防雨、保溫、隔聲、防火防腐等性能前提下，通過內裝設計隱藏室內的梁、柱和剪力墻，最終實現“像搭積木一樣造房子”。

從人員、材料、技術方面入手：必須先從建筑行業人員中打破原有混凝土現澆結構住宅認識觀念的禁錮，必須站在國家打針方針的指導下大力推廣;加快制定相關標準及培養新型裝配式混凝土結構技術管理人才;推進裝配式高層混凝土結構建筑產業鏈建設，從取材、設計、生產、運輸、安裝及使用過程中的物業運維等各個環節進行發展;研發新型高層裝配式混凝土新型抗側力結構體系及適合快速裝配式節點構造的技術;充分利用現有互聯網+BIM大數據下的新型信息技術平臺，進行多用戶模式下的建模和多方協同技術等。

總之，建筑裝配化除了保護環境、減少耗能、提高生產力水平，有還利于促成建筑業與信息化及工業化全面滲透，孕育新興產業和動力能源，我們應當解放思想、調整方向，堅決反對壟斷壁壘，走大眾化發展方向，相信不久的將來人們一定會居者有其屋，大同世界、偉大復興的夢想，必將指日可待。