裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)拆分初探

余小燕　劉婭婷

摘 要 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展受到部件拆分的制約。本文以裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)為例從工程設(shè)計(jì)的角度，揚(yáng)長(zhǎng)避短開拓了部件拆分設(shè)計(jì)的新視野。

關(guān)鍵詞 裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu) 部件拆分

中圖分類號(hào)：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1裝配式混凝土建筑發(fā)展現(xiàn)狀

裝配式建筑有利于節(jié)約資源，加快建設(shè)速度，提高建筑物質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。2018年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確提出“發(fā)展建筑工業(yè)化是推動(dòng)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展的重要手段”。

從建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施情況來(lái)看，裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有有效發(fā)揮出來(lái)。裝配式混凝土建筑出現(xiàn)整體造價(jià)高，施工進(jìn)度慢，進(jìn)度不可控的問(wèn)題。新的建造模式對(duì)技術(shù)工人和機(jī)械設(shè)備要求高，項(xiàng)目組織和管理難度加大。缺乏專業(yè)訓(xùn)練的建筑施工工人以及老舊施工機(jī)具與裝配式施工精度要求高之間的矛盾難以突破。換一個(gè)角度來(lái)看，設(shè)計(jì)人員如果從施工角度做一些簡(jiǎn)化施工過(guò)程，降低施工難度的設(shè)計(jì)會(huì)減輕項(xiàng)目實(shí)施的壓力，有利于裝配式混凝土建筑的大力推廣。本文從此視角，以裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)為例對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)的拆分做了一些探討。

2預(yù)制混凝土部件拆分

預(yù)制混凝土部件的拆分直接關(guān)系著施工進(jìn)度和生產(chǎn)成本。在裝配式建筑建造過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。預(yù)制混凝土部件的拆分需要堅(jiān)持以下幾項(xiàng)基本原則：

2.1預(yù)制部件標(biāo)準(zhǔn)化

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，要求拆分出來(lái)的部件種類少。對(duì)一棟建筑物來(lái)說(shuō)，部件種類少則模具少，備件少。實(shí)現(xiàn)部件在不同建筑物之間的通用性，提升預(yù)制構(gòu)件的使用率。從而降低預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)成本，減少資源浪費(fèi)。

2.2易生產(chǎn)，易存儲(chǔ)，易運(yùn)輸

目前預(yù)制混凝土部件還存在模具復(fù)雜多樣的問(wèn)題。易生產(chǎn)，要體現(xiàn)在工廠模具易設(shè)計(jì)加工，預(yù)制部件尺寸不能太大，部件重量不能太大，方便存儲(chǔ)和運(yùn)輸。當(dāng)前預(yù)制生產(chǎn)車間對(duì)線性部件或板式部件比較有利。對(duì)陽(yáng)臺(tái)，樓梯等部件模具較復(fù)雜，需要定制，占用空間大，需要特殊的養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，預(yù)制成本高。

2.3便于安裝

安裝方式能基本利用現(xiàn)有的大型機(jī)具實(shí)現(xiàn)粗放式安裝。對(duì)要求高精度的部件宜控制預(yù)制部件的重量，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。

2.4能滿足力學(xué)要求以及結(jié)構(gòu)整體性要求

建筑工程是特殊的項(xiàng)目，對(duì)結(jié)構(gòu)安全性要求高，建筑物的任何創(chuàng)新都不能偏離結(jié)構(gòu)安全性。

3裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)拆分方法探討

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式。目前對(duì)這類結(jié)構(gòu)裝配式建筑的做法是，以受力構(gòu)件為單元進(jìn)行拆分。由于前述問(wèn)題的存在當(dāng)前裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)鮮少應(yīng)用。

3.1構(gòu)件的深入拆分

一根截面為250x600，長(zhǎng)6米的梁重為2.25噸。當(dāng)前工地吊車常用的吊裝重量宜控制在3噸內(nèi)。但3噸左右的重物對(duì)安裝工人來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)鋼筋的對(duì)準(zhǔn)等操作比較困難，需要消耗大量時(shí)間。而施工現(xiàn)場(chǎng)一個(gè)吊裝范圍內(nèi)，吊車一臺(tái)，用于預(yù)制件的位置遷移。工作面不能充分展開。

梁是以受彎為主的構(gòu)件。結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)梁拆分時(shí)可再深入一些，將一根梁分成若干部分，暫且將這種結(jié)合構(gòu)件受力特點(diǎn)進(jìn)行的構(gòu)件內(nèi)拆分叫做深入拆分。經(jīng)過(guò)深入拆分不同梁之間就有相同預(yù)制部件（也就是標(biāo)準(zhǔn)件），而且由于預(yù)制件單件重量減小可用擱置于樓面的小型機(jī)具協(xié)助安裝。樓面同時(shí)開展多個(gè)構(gòu)件施工成為可能。梁構(gòu)件深入拆分方法如圖1所示a，b，c三種方法。

圖1中當(dāng)采用b法深入拆分，不同的梁之間3號(hào)預(yù)制部件可成為標(biāo)準(zhǔn)件。c法時(shí)，同構(gòu)件中2和3號(hào)預(yù)制構(gòu)件部件成為標(biāo)準(zhǔn)件。同時(shí)，各部件之間只是尺寸和鋼筋的不同，預(yù)制模具有通用性的可能。預(yù)制件的養(yǎng)護(hù)，運(yùn)輸和存放也很便利。

同理結(jié)合框架柱的壓（拉）彎受力的特點(diǎn)，可將柱進(jìn)行深入拆分如圖2所示。

圖2中a和b法深入拆分，2號(hào)預(yù)制部件可成為標(biāo)準(zhǔn)件。c法，1可成為同樓層柱的標(biāo)準(zhǔn)件。2和3以及4和5可成為同類柱的標(biāo)準(zhǔn)件。

3.2預(yù)制構(gòu)件的整體性

預(yù)制構(gòu)件的整體性對(duì)預(yù)制構(gòu)件的力學(xué)性能起著至關(guān)重要的作用。為保證構(gòu)件的力學(xué)性能，需要科研工作者，工程設(shè)計(jì)人員，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠治鐾粯?gòu)件的不同部件之間的力學(xué)關(guān)系，并出臺(tái)便于工程設(shè)計(jì)人員查用的構(gòu)件拆分規(guī)范規(guī)程。將工程設(shè)計(jì)深入到構(gòu)件單元內(nèi)部，為裝配式混凝土建筑的發(fā)展保駕護(hù)航。

4結(jié)論

當(dāng)前制約裝配式混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵問(wèn)題在于預(yù)制件的拆分不夠充分。將構(gòu)件深入拆分后可降低施工難度，提升建筑物的施工速度，從而體現(xiàn)裝配式的優(yōu)勢(shì)。

基金項(xiàng)目：本文依托于湖北省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目“裝配式混凝土建筑節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究 ”，項(xiàng)目編號(hào)：B2017359。

作者簡(jiǎn)介：余小燕（1977.12-），女，漢族，湖北黃岡人，碩士，武昌首義學(xué)院工程師，研究方向：裝配式混凝土建筑節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究;劉婭婷（1986.02-），女，漢族，湖北天門人，碩士，武昌首義學(xué)院講師，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)抗震研究，裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)研究。