試論房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造工藝

沈天生

寧夏上陵房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 寧夏銀川 750000

裝配式建筑是解決未來建筑技術(shù)作業(yè)工人短缺，解放重體力勞動和降低建筑安全風(fēng)險必要的技術(shù)工藝。在規(guī)劃和建筑設(shè)計方案過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計就要參與進來，在建筑工程單體布局時，結(jié)合裝配式結(jié)構(gòu)的特點，互相優(yōu)化設(shè)計，在建筑功能和建筑風(fēng)格更加優(yōu)秀的基礎(chǔ)上，利于裝配結(jié)構(gòu)的受力和抗震性能設(shè)計，并且有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計的拆分和PC生產(chǎn)，也更利于運輸和拼裝施工。使建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計完美結(jié)合，更好地實現(xiàn)裝配式建筑工程的優(yōu)勢和特點，達到裝配式建筑工程的“快、節(jié)、省”的綠色建筑的目的[1]。

2016 年是我國推進裝配式建筑具有劃時代意義的一年。在這一年國家層面出臺了兩個重要的文件。一是2月6日中共中央下發(fā)《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，文件指出“力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%”；二是9月27日，國務(wù)院下發(fā)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，文件規(guī)定“以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區(qū)，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區(qū)，其余城市為鼓勵推進地區(qū)，因地制宜發(fā)展PC結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等裝配式建筑。”由于政府的政策支持，裝配式建筑又得到興起，并不斷吸引人們的目光。但是由于裝配式建筑畢竟處于發(fā)展期，在施工過程中常會出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題。

1 裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

1.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計是以結(jié)構(gòu)計算與分析為基礎(chǔ)，再根據(jù)分析結(jié)果進行構(gòu)件的設(shè)計。盧家森系統(tǒng)總結(jié)了預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，通過計算參數(shù)的選取進行了結(jié)構(gòu)整體計算分析，闡述了預(yù)制柱、疊合梁及鋼筋桁架疊合樓板等構(gòu)件的設(shè)計方法，并通過實際工程進行了詳細分析，為工程提供了有益參考。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能分析，合理布設(shè)縱橫向剪力墻的位置，將工程結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑功能對稱性的特點，優(yōu)化混凝土澆筑與拼裝單元有規(guī)律的分段作業(yè)，類同于結(jié)構(gòu)后澆帶的施工方法，在結(jié)構(gòu)受力和抗震性能不受影響的前提下，更加合理有效地提高工程裝配率。

1.2 預(yù)制構(gòu)件的拆分設(shè)計

結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)件設(shè)計工作完成后，需要對構(gòu)件進行拆分設(shè)計，拆分需滿足施工要求，且拆分構(gòu)件種類盡量少，拆分的構(gòu)件應(yīng)不影響建筑設(shè)計的使用功能。王曉珊通過具體案例，在介紹等同現(xiàn)澆的基礎(chǔ)上闡述了預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的拆分設(shè)計，展示了剪力墻體與梁的拆分，樓板拆分以及樓梯和陽臺拆分，指出了行業(yè)對拆分設(shè)計方法沒有統(tǒng)一的標準和原則，通過整體設(shè)計、拆分設(shè)計、構(gòu)件深化設(shè)計以及創(chuàng)建預(yù)制構(gòu)件庫等設(shè)計方法對裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進行了探究[2]。

1.3BIM技術(shù)的應(yīng)用

裝配式建筑對BIM技術(shù)的應(yīng)用已得到行業(yè)內(nèi)普遍認可，以BIM為基礎(chǔ)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，可采用以下方法：根據(jù)建筑部品的模數(shù)化與標準化進行設(shè)計，以建成不同技術(shù)相互集成后各結(jié)構(gòu)所需構(gòu)件的族庫，包括預(yù)制外墻板、預(yù)制梁柱、預(yù)制樓梯與預(yù)制樓板，對具體的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，可直接從以上族庫當中選擇標準化構(gòu)件，并對不同的標準化構(gòu)件進行相互搭接，形成完整的三維模型，可極大地加快設(shè)計工作效率。為充分發(fā)揮裝配式建筑在設(shè)計方面的特點，應(yīng)加大力度研究并開發(fā)具有模數(shù)化特點的不同裝配式建筑戶型，從而為模型庫的建立創(chuàng)造良好的條件。

通過對Autodesk Revit Structure的不斷了解和掌握，了解到族對于Revit的實際使用是十分重要的，能以族創(chuàng)建者自身設(shè)計為依據(jù)，對不同類型的設(shè)置及參數(shù)變量進行定義。

2 裝配式建筑建造工藝

首先是施工之前需要做的準備，根據(jù)工程的實際特點，在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工前，編制相應(yīng)的專項施工方案。正式施工前，選擇有代表性的單位或部件進行試裝，并根據(jù)試裝結(jié)果及時調(diào)整和完善施工方案，嚴格按照專項施工方案中的施工措施進行構(gòu)件吊裝的詳細設(shè)計。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工前，施工單位應(yīng)當向技術(shù)人員和現(xiàn)場操作人員披露質(zhì)量安全技術(shù)。根據(jù)工程特點、施工進度、部件類型和重量，選擇合適的起重機械設(shè)備，所有起重機械設(shè)備應(yīng)具有專用設(shè)備制造許可證和產(chǎn)品合格證[3]。

其次要做好構(gòu)建的運輸與堆放，如果沒有指定的設(shè)計，組件的混凝土強度不得少于75%的混凝土設(shè)計強度等級值，預(yù)制構(gòu)件運輸堆疊方案的主要內(nèi)容包括：堆疊現(xiàn)場要求、運輸路線計劃、運輸固定要求、堆疊支撐墊要求、成品保護措施。對于超高、超寬、不對稱剛度等大型構(gòu)件，應(yīng)采取特殊的質(zhì)量安全措施，保證其運輸和堆放。堆垛位置應(yīng)平整、牢固、排水良好。預(yù)制組件另行存儲根據(jù)品種、規(guī)格、使用配件，起重序列，預(yù)制組件的應(yīng)力狀態(tài)和檢驗狀態(tài)。墊塊應(yīng)設(shè)置在底部和層之間。墊塊要平整，上下對齊，基礎(chǔ)應(yīng)該牢固，制造的部件不應(yīng)直接放置在地面上。

再次所采用的灌漿施工方法為鋼筋套筒灌漿法，應(yīng)用到的灌漿材料為高強無收縮灌漿料，采用專用灌漿機進行施工。高強無收縮灌漿材料具有較快的硬化速度，為了保證灌漿效果，關(guān)鍵施工材料必須嚴格按施工要求隨拌隨使用。灌漿施工的過程中，首先從下一排灌漿孔開始灌漿，直到所有出漿孔出漿，就可以斷定灌漿孔處于飽滿填充狀態(tài)。出漿孔出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象后，立即應(yīng)用橡皮塞進行封堵。灌漿施工的過程中，需要遵循以下施工要點。

3 結(jié)語

裝配式建筑施工是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，并且需要全過程協(xié)調(diào)，涉及范圍較廣，雖然我們在PC建筑施工方面已經(jīng)取得了一定的成績，但是在生產(chǎn)實踐過程中的某些關(guān)鍵問題仍亟待解決和提高，而這需要廣大同行的共同努力。