裝配式建筑深化設(shè)計(jì)問題探討

□肖 輝

新時(shí)期新形勢(shì)下，我國建筑行業(yè)必須優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快建設(shè)速度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)成產(chǎn)率，使建筑業(yè)走上集約型、效益型道路，國家提出要大力發(fā)展建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，全面推進(jìn)裝配式建筑。根據(jù)我國目前的研究工作水平和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于高層混凝土建筑我國目前主要采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，其他建筑也是以裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)為主。裝配式建筑質(zhì)量的好壞，很大一部分因素跟設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞有關(guān)，而設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞由深化設(shè)計(jì)質(zhì)量決定，深化設(shè)計(jì)中構(gòu)件設(shè)計(jì)又成為了控制環(huán)節(jié)。

一、剪力墻豎向構(gòu)件間的連接問題

預(yù)制構(gòu)件豎向連接是否可靠直接決定了建筑的安全性，連接方式可采用套筒灌漿連接，連接強(qiáng)度也已經(jīng)試驗(yàn)證明安全可靠。對(duì)于柱類構(gòu)件，柱中受力主筋全部伸出做全部連接，對(duì)于墻類構(gòu)件，不需要全部豎向鋼筋進(jìn)行連接，在保證承載力的條件下采用部分鋼筋連接，理論分析及設(shè)計(jì)沒問題，但是在施工的時(shí)候就不好保證了，由于套筒內(nèi)的空間較小，下部的插入鋼筋稍有偏位就無法插入套筒。因此在實(shí)際施工中，常有工人剪斷鋼筋的操作，這樣對(duì)于結(jié)構(gòu)安全的危害是非常大的。

對(duì)于套筒灌漿連接強(qiáng)度已被證實(shí)可行，但是目前對(duì)于施工后進(jìn)行套筒內(nèi)是否有鋼筋的檢測(cè)技術(shù)尚不成熟，無法進(jìn)行檢測(cè)，所以有些地區(qū)不建議采用套筒灌漿連接或是直接采用現(xiàn)澆，這樣對(duì)于預(yù)制率是有一定限制的。

對(duì)于剪力墻豎向連接的問題，還可采用雙皮墻的方法解決(如圖1所示)。整片墻體分成3層，靠外面的兩層先做，中間留空，中間留空部分可以穿鋼筋和線管，此時(shí)豎向鋼筋連接不需截?cái)啵夸摻罹蛇B接，并且屬于現(xiàn)澆部位鋼筋的連接，取代灌漿套筒連接，還可以節(jié)省預(yù)制構(gòu)件體積和重量以及套筒的數(shù)量。但是它在生產(chǎn)過程中比較復(fù)雜，而且中間空腔位置只有10公分必須用自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑，否則澆筑質(zhì)量得不到保障。

不論是采用套筒灌漿還是雙皮墻，都需要對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)及施工精度進(jìn)行嚴(yán)格把控，這也是建筑工業(yè)化的必備條件，建筑行業(yè)要飛躍發(fā)展，就必須要嚴(yán)格控制施工精度，保證施工質(zhì)量。

圖1

二、預(yù)制構(gòu)件的碰撞檢查設(shè)計(jì)

構(gòu)件內(nèi)部及構(gòu)件之間的碰撞是裝配式建筑的關(guān)鍵問題，設(shè)計(jì)中如果忽略了這些問題，那么在拼裝過程中就會(huì)出現(xiàn)打架或是裝不上的問題。如果采用人工檢查，則效率太低，并且出錯(cuò)的幾率較大，往往采用軟件檢查，在進(jìn)行建模和參數(shù)設(shè)置的時(shí)候要注意某些部件是不需要進(jìn)行碰撞檢查的，比如墻體內(nèi)部鋼筋的豎向分布鋼筋和水平分布鋼筋，這兩種鋼筋本來就是挨在一起的，如果進(jìn)行檢查，是會(huì)提示碰撞的，但這不屬于碰撞，而且這些是在預(yù)制的時(shí)候可以避免的。因此在建模的時(shí)候?qū)Σ煌牟考捎貌煌膱D層，軟件進(jìn)行碰撞檢查的時(shí)候，只需要選用所需檢查圖層，比如墻體的鋼筋有水平分布鋼筋、豎向分布鋼筋、約束構(gòu)件鋼筋、箍筋、伸出鋼筋，每種鋼筋設(shè)一個(gè)圖層，混凝土墻體設(shè)一個(gè)圖層，預(yù)埋件設(shè)一個(gè)圖層，把需要進(jìn)行檢查的圖層調(diào)出來進(jìn)行碰撞檢查即可通過設(shè)置凈間距大小來保證碰撞的保證性且此類檢查對(duì)電腦配置的要求很低，可輕易的部分或整體進(jìn)行全面的碰撞檢查(如圖2所示)。比如，可單獨(dú)調(diào)用一個(gè)構(gòu)件內(nèi)的鋼筋之間進(jìn)行碰撞檢查或鋼筋與預(yù)埋件進(jìn)行碰撞檢查，此類的碰撞其實(shí)可以在構(gòu)件制作的時(shí)候進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但是會(huì)影響到設(shè)計(jì)圖紙。也可調(diào)用一個(gè)構(gòu)件中的伸出鋼筋和另一個(gè)構(gòu)件的伸出鋼筋進(jìn)行碰撞檢查，此類檢查非常重要，因?yàn)樵跇?gòu)件制作的時(shí)候無法發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)行構(gòu)件拼裝的時(shí)候就會(huì)出問題，并且補(bǔ)救的措施很少，甚至無法補(bǔ)救，導(dǎo)致構(gòu)件報(bào)廢。

圖2

圖3

三、構(gòu)件的模具設(shè)計(jì)

模具是在制作構(gòu)件時(shí)依賴性非常強(qiáng)的工具，模具制作的不好，做出來的構(gòu)件質(zhì)量就不合格，特別對(duì)于裝配式混凝土構(gòu)件來說，不應(yīng)對(duì)生產(chǎn)好的混凝土構(gòu)件進(jìn)行二次加工，因此對(duì)模具的要求更高，混凝土構(gòu)件有些鋼筋是需要伸出混凝土的，并且要求模具可拆卸，那么在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮這些問題。預(yù)制構(gòu)件中的預(yù)埋件種類較多，除了拼裝所需的預(yù)埋件外，還有吊裝過程中需要的預(yù)埋件，這些在模板設(shè)計(jì)中均需考慮。利用軟件進(jìn)行構(gòu)件建模的時(shí)候生成的三維模型包含了構(gòu)件的各種信息，這些信息在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候是非常有用的。在模型中構(gòu)件外翻模板，保證伸出鋼筋和預(yù)埋件的留孔或留洞，孔洞的大小應(yīng)與鋼筋的直徑相匹配，以免孔洞過小鋼筋難以穿出或是孔洞過大模板漏漿。模型中預(yù)埋件的定位對(duì)于模板制作也是非常有用的，模板的背楞要保證模板的剛度和拼裝的可靠以及拆裝的方便(圖3)。

裝配式建筑深化設(shè)計(jì)構(gòu)件設(shè)計(jì)問題是在實(shí)際操作中不斷發(fā)現(xiàn)的，需要運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行解決，以保證深化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度和可行性。