預制裝配式建筑結構的設計要點

黃鴻山

摘要：當前，我國經濟的發展速度非常快，人們十分重視城市建設，由此產生了預制裝配式建筑。預制裝配式建筑包含了兩個環節，分別為預制、裝配。裝配式建筑是當今時代的新生產物，它有著巨大的發展潛能，可產生較高的發展價值，有利于建筑領域更快實現革新。基于此，文章結合具體工程實例，明確裝配式建筑結構設計流程，針對其設計要點進行分析，涉及預制構件的連接、構造及防水等方面內容，并對構件特點及優劣勢進行總結，旨在為類似工程提供參考。

關鍵詞：預制;裝配式建筑結構;設計要點

引言

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。對此，需從具體問題入手，提出可行的結構設計方案，給裝配式建筑的施工作業提供指導。

一、裝配式建筑的優點

（一）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]。

（二）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。

（三）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[2]。

（四）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。

（五）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[3]。

二、裝配式建筑結構設計要點

（一）預制構件的深化設計

立足于預制構件的基本情況，為之展開深化設計，需充分考慮到設計圖紙、生產工藝、現場作業環境等多方面因素。預制構件詳圖所涉及的內容應足夠完善，需含有預留孔洞、管線等多方面要素，針對所得圖紙進行全面的分析，經檢驗合格后方可下料制作。

（二）預制構件連接設計

從預制剪力墻的整體結構來看，鋼筋接頭套筒處需要設置足夠厚度的混凝土，以達到有效保護鋼筋的效果，該處厚度至少為20mm，且各套筒間距至少達25mm。施工中，預制板、預制梁之間會形成疊合區域，該處需設置為粗糙面的形式。預制梁端面施工中，應形成鍵槽并帶有粗糙面。相較于結合面，形成的粗糙面應達到總面積的80%。在展開預制板粗糙面的設置時，需確保凹凸深度至少達4mm，而關于預制梁端及墻端的粗糙面，該處產生的凹凸深度至少達6mm。需注意的是，預制構件連接處應具有足夠的穩定性，該處座漿材料強度要得到保障，即至少達到連接構件混凝土強度等級[4]。

（三）預制構件構造設計

根據該工程設計要求，所有預制樓板都設置為疊合單向板，針對底板采取開洞處理。若洞寬<300mm，需調節好鋼筋位置，應完全繞過洞口，不可對洞口產生切斷作用;若洞寬為300～1000mm，由于此類洞的尺寸較大，需在洞邊增設附加筋，數量為洞口每側2根。部分樓層屋面與立面為收進式，此時需要在預制剪力墻頂部增設圈梁，使其與疊合樓形成整體結構。部分情況下預制剪力墻頂部較為特殊，未設置后澆圈梁，有必要為之增設水平后澆帶，并向其中置入至少2根縱向筋，規格均為φ≥12mm。

（四）預制構件的防水設計

在裝配式建筑領域中，預制樓板與外墻直接暴露于自然環境中，必須注重相鄰構件連接處的處理，使其具有足夠的防水性能。該工程中使用的是三明治外墻板，其采取的是封閉型設置方式，含有3層防水措施，最外側鋪設聚氨酯密封膠，向內設置有減壓層，通過防水橡膠條提升緊密性，隨后設置內側灌漿層，從而達到多重防水的效果[5]。

三、裝配式構件特點及其應用效果

（一）裝配式混凝土結構特點

裝配式混凝土結構特點在于樓板在廠內的制作只完成一半——除底面以外的其他各結構面的預留連接鋼筋以及上部管線孔洞的施工作業。將制作后的半成品轉移至現場，經過吊裝后組織上層鋼筋的綁扎作業，再完成混凝土澆筑。梁結構包含主梁和次梁兩部分，其中主梁的作用在于承受上部的荷載，使其能夠有效傳輸至柱子或墻體處;次梁也具有傳遞荷載的作用，其是將上部結構的荷載傳給主梁。前期在廠內生產過程中，要求在主梁的上部和周邊預留連接鋼筋，此外還需設計次梁的安裝口，以便轉運至現場后實現主、次梁的穩定連接。

（二）裝配式混凝土結構優劣勢

（1）優勢：①相比于鋼結構，具有足夠的耐久性和耐火性，可明顯減少保養與維修工作量;②結構較為完整，無零散、殘缺現象;③可塑性好，以施工要求為準，可靈活制作成特定形狀的結構，更好地滿足施工需求;④材料用量少，傳統的鋼結構形式需到達大量鋼材的支持，在此方面的投入成本相對較高，鋼筋混凝土結構則通過水泥混合料取代了部分鋼筋，因此鋼材用量隨之減少。（2）局限性：①自重較大，正常狀況下鋼筋混凝土的密度約25kN/m3，明顯大于砌體和木材。雖然比重小于鋼材，但其具備的截面尺寸相對較大，因此自重也隨之增加，明顯大于同跨度的鋼結構;②混凝土抗拉強度偏低，在外力等因素作用下易發生開裂現象，導致鋼筋混凝土結構的完整性不足，盡管裂縫不會威脅到結構的正常使用，但會對結構的耐久性和觀感造成影響;③施工周期長，人員投入量較大;④受季節的影響較為顯著，在連續降雨天氣更為明顯;⑤補強修復難度較大，且難以從根本上將問題處理好[6]。

結語

綜上所述，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。

參考文獻：

[1]周濤勇，王海龍.簡析預制裝配式建筑結構體系與設計[J].建材與裝飾，2018（47）：69-70.

[2]劉永輝，王鵬宇.預制裝配式剪力墻住宅建筑的設計要點分析[J].居舍，2018（27）：88.

[3]陶冶.裝配式建筑的設計要點及其應用[J].住宅與房地產，2018（24）：101.

[4]梁晨，呂彥斌.試析裝配式建筑結構體系設計要點及其發展趨勢[J].工程建設與設計，2018（11）：56-57+60.

[5]郭旭靜，越淼，菅小東，姚春斌.預制裝配式剪力墻住宅建筑的設計要點分析[J].科技與創新，2018（11）：46-49.

[6]陳賽國，周紅霞，唐振興.實例探析裝配式建筑結構設計與施工要點[J].建材與裝飾，2018（22）：100-101.