關于裝配式建筑結構設計中的施工因素分析

朱振宇

（山西省建筑設計院有限公司，山西 太原 030013）

面對現代建筑行業飛快發展帶來的挑戰，綠色節能戰略大力實施，強調建設綠色節能型建筑，在滿足建筑行業發展需求的同時，降低建筑能源損耗和環境污染。裝配式建筑結構設計中，相較于普通建筑結構更為特殊，為了保證后期施工便捷，提升施工質量和效率，應該綜合考量后期施工因素，推行集成化設計、裝配式施工和工業化生產，打造更符合節能環保需要的建筑工程，對于建筑行業健康持續發展意義深遠。

1 裝配式建筑內涵分析

1.1 生產式建造

裝配式建筑推行集約化設計、工業化生產，在工業標準化建筑理念基礎上，施工期間的構件和部件全部是在工廠中制作，工廠生產的構件質量穩定，可以最大程度上降低施工現場因素對質量的影響，為后續施工活動更順利展開奠定基礎。生產的構件運輸到施工現場后，然后運輸到施工現場后總裝，有助于加快裝配式建筑施工進度，降低人工勞動強度，提升施工效率和質量。傳統建筑生產方式逐漸被淘汰，開始推行集約、高效的建筑理念，改善傳統資源浪費和質量通病，打造高質量工程[1]。

1.2 節能環保

綠色節能型建筑是建筑行業發展的主流趨勢，裝配式建筑相較于傳統建筑而言優勢突出，迎合節能環保要求，降低資源損耗和施工成本，現場安裝可以降低水泥和鋼材耗量，尤其是水資源的用量大大減少，有助于降低施工現場污染和破壞。裝配式建筑外墻敷設保溫層，可以減少夏季空調能耗和冬季采暖能耗，并且所選擇的保溫材料還具有降噪吸聲功能，最大程度上降低外界噪音的干擾。裝配式建筑的材料具有不可燃或是難燃特性，即便出現火災，也可以有效阻礙火災蔓延。相較于普通建筑，裝配式建筑的抗震等級更高，為人們生命財產安全提供保障。

1.3 綜合效益

裝配式建筑較之傳統建筑的綜合效益更高，有助于設計多樣化、制造工廠化和施工裝配化，提升施工效率和質量。

2 裝配式建筑結構設計中的施工因素

2.1 構件尺寸和重量

在裝配式建筑結構設計中，構件尺寸和重量限制是首要考量的施工因素之一，為了滿足裝配式工業化生產需要，應該在工廠里生產預制構件，然后運輸到施工現場裝配施工[2]。施工現場很少具備預制生產條件，對質量影響較大，而裝配式建筑可以最大程度上規避施工現場帶來的不良影響。諸如，預制構件從生產工廠運輸到施工現場，對于道路轉彎半徑、限寬和限高有著明確要求。這就需要設計人員進行充分的實地調研，明確結構受力特性，結合運輸條件來確定構件尺寸和質量，規避預制構件生產后受到運輸條件限制，無法順利運輸到施工現場。

預制構件專員過程中，除了考慮道路條件外，還要結合施工現場垂直運輸設備作業的重量限制，施工中主要是以QTZ63 型塔吊應用最為廣泛，如果是50m 起重臂，最大作業半徑50m 處起重量不超過1300kg，40m 處起重量不超過1800kg。需要注意的是，單個構件重量超過起重量，需要在施工現場動態調整垂直運輸設備，以便于更好的滿足高層建筑和超高層建筑施工需要[3]。

2.2 起重機械附著處強度

裝配式建筑結構施工過程中，施工期間很容易受到客觀因素影響，加劇施工質量和安全問題出現。縱觀裝配式建筑施工現場來看，電梯和塔吊是主要的垂直運輸設備，如果設備性能不符合高度要求，則需要將建筑物和附著架整合在一起，確保垂直運輸設備安全穩定運行。施工電梯附著架是建筑工程不可或缺的組成部分，對建筑所產生的應力較小，但是塔吊附著架對建筑物產生的應力較大，需要予以高度關注和重視[4]。裝配式建筑施工中常見的塔吊以QTZ63 為主，每個附著架有兩個附著點，在X 和Y 方向產生一個分力。塔吊附著架安裝后，結構構件最大受到265kN 平面外應力，在結構設計中如果未能考慮附著點構件的作用力，可能對構件帶來不同程度上的破壞。所以，裝配式建筑結構設計中，應該綜合考量構件連接點的作用力，避免后期施工中破壞連接點穩固性。通常情況下，塔吊生產廠家則會在使用說明書中予以明確說明，確定建筑物附著點受力情況，并對建筑物附著點強度進行計算[5]。

2.3 外墻腳手架的構件要求

在裝配式建筑后期施工過程中，外墻腳手架是施工中的主要安全保障措施，其中包括懸挑架、落地架和附著式升降架等。在多層建筑中落地架應用廣泛，在具體搭設中可以將對建筑構件的影響降到最小化。所以，實際應用中應綜合分析附著式升降架和懸挑架使用情況對結構構件的影響情況。

懸挑架懸挑高度在20m 以下，立桿縱距1.5m，橫距1.05m，選擇I18 懸挑梁，固定端長度則是懸挑長度1.25 倍以上。支座構件受力大概為32kN，懸挑梁固定端錨固點拉應力16kN。附著式升降架每步架1.8m，長5 跨，每跨1.5m；架體跨0.9m，采用兩個附著支座的豎向荷載42kN 左右。

上述結構對建筑產生的作用力較大，結構設計中計算構件單件和連接節點，明確作用力方向和大小，便于后續施工活動有序開展，最大程度上消除安全隱患。在后期施工中，作用力對現澆結構建筑影響較小，但是結構設計中很少會綜合考量。但是，裝配式建筑預制構件受到外部作用力較大，裝配式建筑可能發生不同程度上的邊扭曲和變形。

2.4 建筑物料因素

在裝配式建筑結構設計中，物料因素對后期施工質量影響較大，在預制構件生產中，施工人員由于經驗不足，可能無法把控混凝土配合比合理性，埋下一系列質量隱患。混合料拌制中，遵循少拌、勤拌原則；后期混凝土澆筑中，疊合板澆筑厚度較薄，如果粗骨料用量多，可能產生爛根問題。構建安裝前，可能出現構建尺寸偏差，影響到構建平整度。所以，進入施工現場前，需要將尺寸有誤差的構件篩選出來，并做好成品構件保護，避免移動過程中受到損壞構件，影響到裝配式建筑整體施工質量。另外，還要考量環境因素，促使后續裝配式建筑施工活動有序開展，消除潛在安全隱患，確保施工活動安全有序進行。

3 結語

綜上所述，裝配式建筑是建筑行業主流發展趨勢，面對現代建筑行業帶來的挑戰，應該整合建筑資源，分析后期施工因素，在工廠生產的構件運輸到施工現場后，及時質量檢驗，縮短施工強度和施工周期，提升裝配式建筑結構設計合理性，打造高質量的工程。