建筑裝配式混凝土結構設計

文/沈鵬程 湖南建設集團有限公司 湖南長沙 410000

人們的生活水平在經濟大發展的背景之下已有了很大的提升，隨著生活水平的不斷提高人們對建筑提出了新的要求，不僅僅是以往的居住要求，功能要求也是建筑行業需要謹慎考慮的方面之一。為了應對越來越多的用戶需求，各種建筑技術不斷出現，而裝配式混凝土就是當前情況下使用較為廣泛的一種。我國的建筑行業通過對國外先進技術進行學習不斷的對裝配式混凝土結構技術進行研究和應用，使裝配式混凝土不僅豐富了建筑形式，還對綠色建筑理念進行了進一步的滿足。接下來文章將圍繞裝配式混凝土結構設計進行簡要的分析。

1、裝配式混凝土結構設計原理以及原則

首先要做的就是從設計原理的角度進行分析，并且對裝配式混凝土結構設計所需要遵循的原則進行簡單的介紹，從這個角度出發才能做到對后續問題的全方位探討。

1.1 裝配式混凝土的設計原理

作為當代最受歡迎的建筑技術之一，裝配式混凝土結構設計在實際研發以及使用的時候采用的是等同原理。等同原理就是在較為穩定的預制構件受力鋼筋連接技術的幫助之下，將預制構件與后澆混凝土進行完善的結合，并且采用較為先進的構造措施，使其在耐久性等方面與現澆混凝土保持在同等水平，在這樣的手段支持之下能夠使裝配式混凝土結構與上文中所述的現澆混凝土的結構實現大致的等同性。而這里所說的等同性的實現，最主要依賴的就是結構構件的連接方式，但是不僅僅依賴上述條件就能完成，還需要一些其他的技術，比如適當的加強結構，或者是根據實際情況進行一些構件的調整。在實際應用的時候裝配式混凝土比現澆混凝土面臨著更為嚴格的要求。而其結構連接計算應根據連接點和接縫的構造方式和性能，確定結構的整體計算模型，并且從現澆墻地震力放大，樓蓋面內剛度假定和梁剛度增大系數，框架梁端負彎矩調幅系數，樓板的布置方式與荷載傳遞路徑和）混凝土保護層厚度這幾個方面進行實際計算。

1.2 裝配式混凝土的結構設計原則

上文中已經說明在裝配式混凝土的結構設計當中主要需要遵循的就是等同原理，而同時裝配式混凝土在進行結構設計的時候也需要遵循一些原則，主要有以下幾個方面。首先是需要對裝配式混凝土的整體結構進行有效的加強以保證整體使用效果，結構加強需要合理的科學的使用先進手段來完成；其次是裝配式混凝土的結構設計要求過高，這就決定了其在進行建造的時候最好選用高強度的鋼筋和高強度的混凝土以保證實際效果；第三就是為了使裝配式混凝土的耐久度和延性等特性達到相關的規定標準，必須使其構造可靠，并且在節點和接縫等部分要嚴格的按照要求受力；最后就是裝配式混凝土的整體模型計算，在這個方面要將其整體結構的構造方式作為考慮依據，尤其是節點和接縫部分。

2、結合實際案例對NPC技術進行分析

通過對一些裝配式混凝土相關資料的了解可以發現，我國某集團研發出裝配式混凝土NPC結構設計以及建造技術，這項技術的研發結合了一些國外相關技術的經驗，將采用工廠機械化生產、現場裝配的形式進行建筑施工，到現在已經形成了較為完善的體系。

2.1 NPC技術裝配式混凝土作業

首先是在設計方面，要對建筑的節能環保進行全面的考慮，在此基礎上進行剪力墻和充填墻的設計，而在做到設計混凝土現澆作業帶時，要對混凝土現鋼筋漿錨接頭和現澆連接帶進行完善的實際分析，同時做好水平構件梁和板的疊合形式進行設計，然后是連接方式的設計，一定要嚴格分析建筑的豎向結構；然后是預制構件吊裝施工方面，在這個方面首先要對施工設備進行嚴格的選擇，主要有鋼筋吊鉤等，而鋼扁擔能夠為起吊作業進行輔助，并且在實際使用過程當中可以根據實際情況自由調節調點，還有鋼筋的綁扎作業，要以施工圖作為綁扎的基礎，并且在綁扎的時候需要謹慎注意預制墻板的預埋，在焊接工作完成之后以增加鋼筋的方式來保證強度；再就是對定位式裝配結構進行測量，結構平面的控制工作要以網狀控制的形式來完成，并且要保證垂直控制，主要是通過層級引測點來進行實際作業；接著進行吊裝工作中的豎向構件吊裝，機械設備為塔式起重機，用吊索吊住構件兩端，并且使吊索和水平線一直保持在45度的夾角，先綁扎后起吊，并且在實際的吊裝作業時要精確計算豎件中心以調整吊裝作業；吊裝作業還包括水平吊裝，要按照先后順序對平衡梁、樓梯等進行吊裝，水平吊裝作業依舊靠塔式起重機來完成。下圖為裝配式混凝土框架結構吊裝工藝。

圖1 裝配式混凝土框架結構吊裝圖

2.2 NPC技術裝配式混凝土的優劣

這種技術存在著自身的優勢，首先使用這種技術進行建造的時候可以大大的提升建筑的整體性，其次是能夠始終使建筑的排水系統等各個方面保持在流暢的狀態，通過這種方式來保證建筑的保暖，最后就是能夠使建筑較之一般建筑技術之下顯示出更高的協調性；而其劣勢也十分明顯，就是在進行混凝土現澆的時候會產生許多的灌漿孔洞，所以就無法對實際的灌漿工作質量進行保障，不僅使工作質量降低，還為工程增加了一定的難度。

3、裝配式結構混凝土優化方案

通過上文中的了解，裝配式混凝土結構設計的優勢以及存在的發展阻礙已經較為明顯，并且對于NPC技術也有了簡單的認知，為了保障裝配式混凝土在設計應用當中能夠不被隱患所困擾，接下來文章將提出裝配式結構混凝土優化方案。

3.1 裝配式混凝土結構研發方向

上文中已經了解過裝配式混凝土的優勢，在這種優勢之下裝配式混凝土一定會在未來市場上取得巨大的成功，所以一定要考慮到裝配式混凝土結構的標準化和模塊化。裝配式混凝土結構設計在研發的時候一直是遵循著單一的模式，并且一直受到封閉性的限制，在這種單一性和封閉性的限制之下如果行業想要在裝配式混凝土結構設計技術方面取得新的突破就會面臨更加嚴格的要求，施工企業要為了研發新技術而調動大批資源，在引進先進設計技術方面展現出企業積極性和彰顯企業實力，并且要調動技術研發人員的研究積極性和團隊凝聚力，使其在研發時能夠更加自由主動的交流，甚至是在很多時候進行跨團隊、跨領域的合作。只有這樣，裝配式混凝土才能在設計和制作方面獲得更大的優勢。

3.2 提升預制構件的質量

為了保障實際施工時的建筑物質量，需要對裝配式混凝土預制構件的品質進行進一步的提升。在這個方面首先需要提高施工人員和研發人員的專業能力，加大技術方面的投入，引進高技術人才或者是對企業內部相關人員進行技術培訓；還有就是加大輔助技術的開發裝配式混凝土結構設計技術不僅僅是在這一個方面，他還需要有很多的輔助技術進行完善，例如實際結構設計的檢測技術輔助，和裝配式混凝土的施工工藝輔助等等，只有全面考慮到裝配式混凝土技術和輔助技術的關系，才能對預制構件的質量進行合理提升。

3.3 完善預制構件連接

在進行實際的施工作業時，一定要在預制構件連接方面考慮完善，為了加強工程的安全性控制，首先要保證預制構件連接的完整以及達到相關標準，并且為了降低操作難度要盡可能的在不影響工程質量的情況之下對預制構件的連接部分進行環節上的簡化，用減少程序的手段來最大可能的提升工程的安全性。最后就是進行作業檢測，對于裝配式混凝土的防滲透等性能進行全面的測試。

3.4 對裝配式混凝土進行推廣完善

加大裝配式混凝土的使用力度也是優化技術的重要途徑之一，在裝配式混凝土得到推廣之后對其技術的研發力度也會隨之加大。在裝配式混凝土有著眾多優點的現階段，必須集合整個行業的力量對NPC技術下灌漿孔洞過多的問題進行解決，而技術得到推廣之后就會有更多的企業關注到其缺陷并且投入到問題解決措施的研發當中。還有就是在實際工程當中要建立完善的機制，成立技術研發小組對現階段裝配式混凝土進行及時的技術反饋以及調整嗎，并且結合實際經驗進行新技術的研發。

結語：

文章簡單介紹了裝配式混凝土結構設計，對現階段某集團的NPC技術以及實際建造進行了簡要的分析，最后提出了裝配式混凝土結構設計的優化方案。希望能夠對我國建筑行業相關技術的優化有一些實質性的幫助。