裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

馮穎彥

（鄭州市建筑設(shè)計(jì)院， 河南 鄭州 450052）

由于我國在房屋建筑中所消耗的能源不斷增加，對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的污染現(xiàn)象也越發(fā)嚴(yán)重，裝配式建筑就是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生，其不僅能夠提升建筑的實(shí)際質(zhì)量與安全，也能夠在縮短施工周期的同時(shí)，降低對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境所造成的污染。在裝配式建筑中預(yù)制混凝土外墻是較為關(guān)鍵的一部分，也被人們稱之為PC掛板，其對(duì)于整個(gè)建筑的美觀、質(zhì)量、節(jié)能等多方面都可以起到一定的影響作用，因此，一定要針對(duì)裝配式建筑中預(yù)制混凝土外墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)展開詳細(xì)分析，從而確保其能夠符合我國可持續(xù)性發(fā)展的相關(guān)要求。

1 裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的類型

1.1 預(yù)制混凝土外墻的類型

在連接預(yù)制混凝土的外墻時(shí)主要有兩種方法，分別是干式連接與濕式連接。在這其中干式連接主要指的就是當(dāng)建筑的主體結(jié)構(gòu)裝配之后，再將預(yù)制混凝土外墻吊裝其中，這種連接方法不用現(xiàn)澆，只需要將預(yù)埋件連接到建筑的主體結(jié)構(gòu)中就可以，而濕式連接主要指的就是先將預(yù)制混凝土外墻吊裝上，再利用拉結(jié)鋼筋使其與建筑的主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆。根據(jù)預(yù)制混凝土外墻自身的結(jié)構(gòu)可以將其劃分為兩種，一種是單層的混凝土墻板，這種墻板自身較厚，可以將其與內(nèi)、外保溫層相互結(jié)合，另一種是夾芯的保溫墻板，這種墻板主要指的是把保溫材料安置在墻體中心的位置，屬于組成型的外墻板，而且這種墻板會(huì)更加適用于較為寒冷的地區(qū)，自身在安全方面的性能較高，可以將其與整個(gè)墻體防水、保溫相互結(jié)合，但因?yàn)檫@種墻板的位置在兩層墻板之中，非常不利于隨時(shí)更換，所以在其中的保溫材料通常都有著較強(qiáng)的耐久性能[1]，另外在應(yīng)用夾芯的保溫墻板時(shí)，一定要及時(shí)解決混凝土肋與金屬連接部件之間所形成的熱橋效應(yīng)。

2 裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

在設(shè)計(jì)裝配式建筑時(shí)，為了能夠在真實(shí)意義上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化建筑，大多數(shù)預(yù)制混凝土外墻都是由模具統(tǒng)一生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，但這樣就會(huì)導(dǎo)致其外觀的立面靈活與自由度較大，而且因?yàn)檠b配式建筑的立面不合適做出尺度太大的收進(jìn)與挑出，還需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與序列的相關(guān)原則，因此，就可以根據(jù)以下幾方面對(duì)預(yù)制混凝土外墻展開多樣化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[2]。

2.1 預(yù)制混凝土外墻的規(guī)格設(shè)計(jì)

采用干式連接方法的預(yù)制混凝土外墻，可以根據(jù)實(shí)際功能將其分成圍護(hù)板與裝飾板這兩種系統(tǒng)，而圍護(hù)板可以根據(jù)裝配式建筑在立面中的主要特征分成三個(gè)體系，分別是橫條版、豎條板與整間板，在設(shè)計(jì)體系各不相同的外墻規(guī)格時(shí)也有著各不相同的要求，如以下表1所示：

表1：不同外墻規(guī)格的設(shè)計(jì)參數(shù)

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在裝配式建筑的設(shè)計(jì)中立面以橫向的方式作為主時(shí)，就可以應(yīng)用橫條板作為在樓層之中劃分成許多墻板的預(yù)制件；以豎向的方式作為主時(shí)，就可以應(yīng)用豎條板作為開間中所有樓層墻板的預(yù)制件；還可以從墻板和窗洞之間的關(guān)聯(lián)來展開劃分，在外墻板中采取預(yù)留窗洞的方法時(shí)，就可以應(yīng)用整間板作為所有開間的標(biāo)準(zhǔn)外墻板；當(dāng)外墻板和窗洞之間處于分開狀態(tài)時(shí)，就可以采用橫向或是豎向的窗臺(tái)板當(dāng)做標(biāo)準(zhǔn)外墻板。

2.2 預(yù)制混凝土外墻的材質(zhì)設(shè)計(jì)

通過預(yù)制混凝土外墻的材質(zhì)處理外觀的方法非常多，但主要可以將其分為兩種，一種是直接采用預(yù)制混凝土板來呈現(xiàn)混凝土獨(dú)有的特點(diǎn)，另一種是直接涂刷顏料或與其他材料結(jié)合。第一種方法主要就是把混凝土材料自身的顏色以及生產(chǎn)模具所留下的紋路當(dāng)做立面外觀，可以為人們帶來最為淳樸的自然感受。因?yàn)榛炷吝@種材料自身就具備一定的表現(xiàn)力，所以在處理混凝土的材料時(shí)所使用的手法有所不同時(shí)，最終所呈現(xiàn)在人們眼前的立面效果也會(huì)有所不同。例如：在北京市某區(qū)中一裝配式建筑，所采用的就是預(yù)制混凝土的外墻掛板，呈現(xiàn)出來的外形主要是由橫向與豎向的窗間板與立柱所形成，完全呈現(xiàn)出混凝土這種材料獨(dú)有的特點(diǎn)。第二種方法主要就是在生產(chǎn)預(yù)制混凝土外墻時(shí)，在其表面上粘貼石材與瓷磚等裝飾材料，或者是在預(yù)制混凝土板上涂抹彩色的顏料，也可以在制作混凝土板時(shí)填入顏料變成彩色混凝土板，這些都可以呈現(xiàn)出較為充實(shí)的立面效果。例如：在上海某裝配式建筑的工程項(xiàng)目中，就采取了現(xiàn)澆框架的剪力墻結(jié)構(gòu)，并在外墻板中加入了其他材料，如顏料與瓷磚等加以復(fù)合，從而大幅度增添了整棟建筑的表現(xiàn)力[3]。

2.3 預(yù)制混凝土外墻的組合設(shè)計(jì)

通常在設(shè)計(jì)預(yù)制混凝土外墻的組合方法時(shí)，都會(huì)選擇同一性或是復(fù)合性這兩種重復(fù)方法。同一性主要是由標(biāo)準(zhǔn)的外墻掛件所組成較為簡潔的立面效果，通過標(biāo)準(zhǔn)外墻板的材質(zhì)與色彩，根據(jù)疊加或是錯(cuò)動(dòng)的形式所組成各不相同的外形，這種組成方法較為簡單，但卻存在一定的限制性。而復(fù)合性則是由幾個(gè)材質(zhì)、尺寸各不相同的標(biāo)準(zhǔn)外墻掛件，通過有所規(guī)律或是無規(guī)律的組成，所形成的立面外形。

3 結(jié)束語

綜上所述，如今我國在裝配式建筑中設(shè)計(jì)預(yù)制混凝土的外墻結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)因?yàn)槟壳暗氖┕すに嚺c施工設(shè)備等因素有所限制，而且PC掛板在耐久、防水與保溫等多方面問題也是解決難點(diǎn)。由于我國在建筑方面的發(fā)展一直處于不斷加速的狀態(tài)，而在發(fā)展的過程中具體應(yīng)該怎樣處理裝配式建筑中，預(yù)制混凝土外墻在限制性、靈活性、多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化之間所產(chǎn)生的矛盾，就會(huì)成為建筑行業(yè)在發(fā)展過程中需要共同處理與討論的重點(diǎn)。