裝配式建筑結構設計及施工技術研究

劉政委

（中益誠達建設集團有限公司，河北 唐山 063000）

時代在不斷向前發展，國內建筑行業的發展局勢相當可觀，建筑施工技術在這樣的發展背景下，得到了進一步優化，而且出現各種類型的建筑物。作為一種全新的建筑形式，預制裝配式建筑一般不會受氣候環境的影響，而且可達到較高的施工效率，可節約大量的勞動力。相較于普通建筑形式，預制裝配式建筑的應用優勢更加明顯，空間劃分比較靈活，而且可以自由分隔房間。

1 裝配式建筑的優點

先在工廠對結構圖紙進行加工，由此得到裝配式建筑結構，將這些結構運輸至施工現場，再進行現場起吊、節點連接，并做好安裝工作，這樣就能得到完整的混凝土結構。現澆混凝土結構相較于裝配式建筑結構，后者有著明顯的優勢。首先，工廠可預制結構構件，使建筑工業化，在施工現場完成結構的裝配，使住宅產業化，這樣就能提高生產效率，使構件加工具備節能、環保等特征，而且還能加快施工進度，它不會受到施工場地的任何限制。

1.1 污染少、噪聲小

裝配式建筑可在預制工廠完成構件的預制，拼裝需在施工現場進行，相較于傳統的現場澆筑方式，現場攪拌、振搗無需利用較多的施工機械，現場的噪音、粉塵也將減少。

1.2 模板標準化、工業化程度高

現場澆筑混凝土包括搭設腳手架、完成模板的拼裝、綁扎鋼筋、對混凝土進行澆筑、預應力施工等幾個施工步驟。整個施工由模板工程組成，不同的工程有著不同的構件，模板只能使用一次，因此最常用的就是一次性木模板，這也浪費了許多木材。由于裝配式建筑具備一定的施工特性，且其以標準化作業為主，鋼摸板可用于預制同型號的構件，可重復應用。

1.3 施工速度快、工期短

澆筑裝配式建筑或養護混凝土可不在施工現場進行，預制廠完成建筑構件的制作之后，再將其運到施工現場。其中，拼裝預制構件占據較大的比例，而且工作量不是很大，可達到較高的機械化程度，這樣既可以節約人力物力，還能縮短工期。

1.4 安全系數高、施工質量高

現場澆筑施工離不開施工現場，進行施工之前，必須將拌合站、項目指揮部，包括工人宿舍布置好。應保證裝配式建筑便于運輸，機械作業對人工的需求量不是很大，且安全系數比較高。裝配式建筑不同于現澆混凝土，其施工比較規范，而且可達到較高的施工質量。

1.5 建筑造型新穎、美觀

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對美的要求也越來越高，當前的建筑形式滿足不了人們精神文化的需求，有必要提升建筑的美觀性。而裝配式建筑可以結合建筑周邊環境，設計出造型新穎、美觀的建筑，使建筑與城市融合在一起。

2 預制裝配式建筑的設計要點

我國于2014 年正式頒布了《裝配式混凝土結構技術規程》，設計裝配式混凝土結構一般以此為依據。規程系統規定了裝配式結構、整體式結構，同時規定了剪力墻結構，如建筑材料、設計，結構設計與安裝施工，以及工程驗收等多個環節。

2.1 技術策劃

技術策劃對裝配式建筑的預制起著決定性作用，因此設計單位必須清楚建筑項目的成本限額、外部條件以及產業化目標，同時了解項目定位、建設規模等，這樣才能得到標準的預制構件。設計單位應及時聯系建設單位，以此確定有效可行的技術實施方案，這樣才能順利完成裝配式建筑的預制。

2.2 方案設計

裝配式建筑需進行技術策劃，遵循少規格、多組合的設計原則，對立面、平面設計進行優化，使裝配式建筑具備良好的使用性能，這樣才能得到標準的裝配式建筑。通過對立面設計進行重點分析，制造出不同的結構構件，按照裝配式建筑所采用的建造方式，以便設計出個性化的立面。

2.3 施工圖設計

初步設計階段需采取相應的技術措施，設計預制構件、內裝部品以及設備設施，包括施工圖在內，應結合預制構件的預埋要求。此外，裝配式建筑必須采取相應的防火、防水措施。

2.4 設計構件加工圖

構件加工廠必須與設計單位保持密切聯系，以此設計出構件加工圖，按照建筑項目的實際需求，將預制構件的尺寸與類型提交給設計單位。通過對預制構件門窗、機電管線進行精確定位，保證預制構件的正常運輸，將裝配式建筑附近的臨時設施考慮在內。

2.5 設計預制構件

預制構件是裝配式建筑的一個重要階段，設計過程中必須遵循模數化原則，盡可能減少構件類型，以便得到精確、標準的構件，這樣工程造價才能有所降低。裝配式建筑的主要部位有降板、開洞，還包括異形等。現澆施工是最常采用的方式，當然也要考慮當地的運輸條件，包括加工生產能力、構件吊裝等因素。與此同時，預制構件應充分體現耐久、耐火等性能，設計預制構件時，需保證生產可行性、成品安全性。對于尺寸較大的預制構件，可增加相應的構件脫模、預埋吊點等，根據具體的隔熱保溫要求，以此對預制外墻板進行設計，使之與空調、散熱器的安裝要求相符。建筑結構若包含非承重內墻，應選擇質量較輕、易于安裝且隔聲性好的隔墻板。

2.6 構造節點設計

裝配式建筑在設計過程中，應重點設計構造節點，以及外墻板的接縫、門窗洞口進行預制。有的材料不具備良好的防水性，或構造節點達不到建筑的力學要求，可根據當地氣候，結合項目的具體情況，對構造節點設計進行優化，使其滿足防水、節能要求。外墻板垂直縫需設置在合適的位置，可采用構造防水結合材料防水的方式，同時考慮風荷載、地震作用以及熱脹冷縮等因素，對接縫進行設置。

3 裝配式建筑施工

3.1 使用狀況

筆者詳細分析了裝配式建筑結構，發現其主要包括兩種類型，一種是專用型，另一種是通用型。就目前來說，使用最多的是通用型。建筑工程施工運用通用型結構，建筑物將具備更好的使用性能，這樣就能達到工程施工要求。居民住宅、廠房建設采用的是專用型結構。從某種程度上來說，建筑施工通過運用裝配建筑，可便于操作，主要為輕質墻板，這樣可降低工程造價，使建筑施工體現其有效性；通過應用裝配式建筑，可縮短施工周期，工程施工速度也將加快，而且不會影響交通、環境，能夠為建筑企業創造更高的經濟效益；為了使施工人員更好控制工程質量，應充分運用裝配式建筑結構。相較于傳統施工技術，裝配式建筑可達到較高的安全水平，而且符合綠色發展理念。

3.2 常見的施工技術

裝配式建筑分為不同類型，常見的有預制內剪力墻，還包括疊合板安裝以及窗體施工，具體可參照以下幾點。

（1）內剪力墻施工。為了使施工質量水平得以提高，裝配式工程施工過程中，應將各個預制構件連接在一起，同時做好安裝工作，提前預留相應的螺栓孔、插筋等。建筑施工采用這種方法，其穩定性將得到提高，將構件與剪力墻連接在一起，可快速提升構件的連接精度。

（2）疊合板安裝施工。安裝疊合板是裝配式工程施工的關鍵環節，它決定了整個建筑的質量。想要提高工程施工水平，負責安裝工作的施工人員，應按照具體的施工要求，對安裝方向做適當調整，把握好安裝距離。通常，作業層與疊合板之間的距離為30cm。為防止發生偏差，疊合板應選擇合適的安裝方向。對預制吊板進行安裝時，負責安裝吊板的施工人員，應合理選擇吊裝安裝方式，保護好疊合板，使吊裝達到較高的緊密度，同時采用模數化吊裝方式，在疊合板底部設置一個臨時支架，提高其穩定性。

（3）預制窗體施工。將預制窗體安裝在裝配式建筑中，可起到極大的作用。裝配施工期間，施工人員應連接螺栓與螺母，施工過程中，應及時調整窗體方向，使螺栓能夠順利插入，采用這種手段可全面提高預制窗體的穩定性。

為了使建筑工程達到更高的施工質量水平，必須采用優質的裝配式構件，嚴格管理各個生產環節，以此提升其性能。一般來說，裝配式構件呈現出彈性狀態，遇到惡劣的雨雪天氣，容易出現裂縫，這樣對工程質量有很大的影響；當然，裝配式構件也會受地震的影響，為避免出現非人為損傷，必須提高裝配式構件的自我修復能力。

4 裝配式建筑所需采用的施工技術

4.1 混凝土澆筑環節

裝配式建筑施工包括了混凝土澆筑這一環節，它直接影響了建筑的整體質量。

澆筑混凝土構件之前，需嚴格檢查構件所需模具的質量，保證模具達到設計要求，同時也要檢測鋼筋成品，這樣混凝土構件才能順利開展澆筑工作。混凝土澆筑作業還未開展之前，應認真觀測相關構件。如果出現形變問題，必須立即采取補強處理措施，等施工結束之后，再進行養護施工。

4.2 裝配式構件運輸環節

運輸裝配式構件期間，應加強管理，慎重選擇運輸設備，同時采取加固措施，運輸構件過程中，應保護好構件。可通過制定一份運輸計劃，保證該計劃能夠順利實施，以防構件出現質量問題，運輸期間應避免緊急剎車。

4.3 裝配式構件的存放

構件運輸極其重要，當然也要重視構件的存放問題，施工人員應綜合考慮構件的實際特點，將其放置在合適位置。通常，樓板和頂面這兩種構件應采用豎向的存放方式，梁體構件應采用橫向放置方式。放置構件過程中，應提前壓實處理地面，防止發生洼陷情況，采用這種手段，可保證構件質量。

4.4 裝配式構件的連接

連接裝配式構件過程中，可采用不同的方法，比如機械式、現澆式等。連接構件若采用的是現澆式，經常出現狹窄狀況，想要解決這個問題，必須對混凝土進行現澆，這樣才能提高其強度，進而使工程的整體質量得到提升。

5 結束語

現階段，我國十分重視裝配式建筑建設。為順利開展建筑項目施工，必須按照相關設計要求，考慮多方面的因素。首先，最重要的就是設計施工環節，只有認真分析預制裝配式建筑并展開深入研究，以便獲得更多的技術資源。其次，對裝配式建筑進行優化設計，確保我國的建筑行業朝著產業現代化的方向發展。