建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造技術(shù)

劉振陽

裝配式建筑是近些年快速發(fā)展的一個建筑建設(shè)方式。為了更好地實現(xiàn)裝配式建筑自身結(jié)構(gòu)設(shè)計特點,發(fā)揮其優(yōu)勢并盡量減少工藝的不足,應(yīng)充分了解其在不同結(jié)構(gòu)形式和建筑樣式要求下的不同特點、強度要求、強度薄弱點以及常見的設(shè)計問題,結(jié)合其全生命周期各階段特點以及對其整體安全性能的綜合考量,進行整體把握,從而實現(xiàn)裝配式建筑的安全性與實用性。基于此，本文著重分析和研究建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方式以及建造技術(shù)應(yīng)用策略，以供相關(guān)工作人員參考借鑒。

隨著現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展,以及傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)與施工技術(shù)在成本、效率等方面存在的諸多問題,裝配式建筑得到了廣泛應(yīng)用。區(qū)別于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式,裝配式混凝土能夠適用于更多的建筑場景,滿足多元化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,同時,由于借助了信息化技術(shù),裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在施工技術(shù)方面的要求也明顯降低,在建筑施工過程中造成的環(huán)境污染等問題得到了—定程度的解決。

一、裝配式建筑的優(yōu)點

裝配式建筑的優(yōu)點如下：（1）裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件在工廠加工完成后，直接運至施工現(xiàn)場進行組裝，這種施工方式減少了二次加工工序，提高了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，保證了構(gòu)件尺寸的準(zhǔn)確性。（2）與其他建筑工藝相比，裝配式建筑結(jié)構(gòu)簡單、部件少、現(xiàn)場組裝方便快捷，節(jié)約了大量的時間，實際使用效果良好。（3）當(dāng)采用預(yù)制構(gòu)件法時，各專業(yè)之間能夠相互配合、相互支持，施工過程中存在的問題能夠得到及時解決。裝配式建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化減少了設(shè)計的隨意性，并且簡化了施工工序，從而達到了縮短工期、節(jié)約成本的目的。（4）裝配式建筑工程管理信息化水平高，從而降低了人們施工現(xiàn)場的工作難度，減少了施工人員的工作量。（5）裝配式建筑符合綠色建筑發(fā)展要求，它已經(jīng)成為建筑行業(yè)的發(fā)展方向。（6）裝配式建筑不需要使用大量的建筑材料，它的構(gòu)件直接在工廠生產(chǎn)，就避免了在施工現(xiàn)場堆放混凝土等原材料，從而對周邊環(huán)境污染較小，起到了環(huán)保的作用。

二、建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)

1.澆筑混凝土預(yù)制裝配式施工技術(shù)

在設(shè)計裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)過程中，為凸顯建筑整體性、穩(wěn)定性特征，建設(shè)單位要安排專業(yè)人員實地考察施工現(xiàn)場地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、居民實際居住需求等多方面問題，而后不斷優(yōu)化和完善現(xiàn)場澆筑混凝土預(yù)制裝配式技術(shù)。通過合理有效的設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)施工方案，提升工程建設(shè)質(zhì)量。在工程項目實際施工過程中，施工人員要熟練掌握和運用各類鋼筋連接方法，依照構(gòu)件規(guī)格合理選用鋼筋預(yù)埋件施工方式；嚴(yán)格依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖紙以及施工實際要求開展鋼筋綁扎工作；在完成結(jié)構(gòu)樓板鋼筋綁扎、焊接作業(yè)后，要及時進行驗收、核查，以此確保鋼筋的穩(wěn)定性。

2.疊合板式與預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)

就目前混凝土剪力墻技術(shù)實際應(yīng)用情況而言，確定其結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形式十分豐富，如疊合式板墻與樓板、預(yù)制樓板等多種類型。由于疊合式樓板是由底層預(yù)制板和鋼筋共同組成，所以可以將其稱為后澆混凝土施工模板；聯(lián)合式板墻是由預(yù)制板及鋼筋構(gòu)成，在其施工過程中，施工人員要在預(yù)制板中間開展混凝土澆筑工作。此外，預(yù)制混凝土剪力墻施工技術(shù)的構(gòu)件更加多樣，如豎向剪力墻板、樓梯板、陽臺以及水平疊合樓板等方面，但該技術(shù)構(gòu)件形式十分簡便，只需要施工人員嚴(yán)格按照工程施工方案進行施工即可完成。

3.構(gòu)件吊裝施工技術(shù)

在預(yù)制裝配式建筑施工期間，建筑施工單位需明確施工現(xiàn)場人員的基礎(chǔ)職責(zé)與責(zé)任，及時制定構(gòu)件預(yù)制裝配式建筑施工管理體系，保證相關(guān)人員在施工操作中保持有章可循。對此，施工單位在正式施工開始之前，需要基于具體情況制定詳細(xì)的管理體系，并在交底中明確施工環(huán)節(jié)，促使所有施工人員明確自身職責(zé)。管理人員還需基于當(dāng)天具體施工情況做好構(gòu)件數(shù)量數(shù)據(jù)分析表，并編制具體編號，提高施工管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計的規(guī)范化，保障所有施工人員可在日常管理中履行自身職責(zé)，提高整體施工效率。另外，預(yù)制構(gòu)件體積普遍較大，一搬情況下，塔式起重機可采用豎向位移限制和橫向轉(zhuǎn)動交接的方式處理，將結(jié)構(gòu)物件附著在墻件連接中，在塔式起重機施工中可采用附墻措施做好與塔式起重機型號的匹配處理，并按照具體施工步驟落實合理的安裝施工，保障預(yù)制構(gòu)件高效率安裝。

三、建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

1.平面設(shè)計

模數(shù)協(xié)調(diào)和正向設(shè)計是裝配式建筑平面設(shè)計的主要原則。在平面設(shè)計當(dāng)中需要對戶型模塊的種類以及尺寸進行優(yōu)化，通過標(biāo)準(zhǔn)戶型模塊的組裝形成建筑平面，從而實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件與內(nèi)裝部品的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，進而實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的相關(guān)配套技術(shù)升級，在降低成本的基礎(chǔ)上同時實現(xiàn)施工質(zhì)量和效率的提升。在進行建筑平面布局時，應(yīng)合理地選擇大空間的布局，同時還應(yīng)合理安排管井與承重墻的實際位置，達到建筑空間合理布局的目標(biāo)。

2.立面設(shè)計

對于套型組合采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化與系列化的特點進行立面設(shè)計，在預(yù)制墻板的設(shè)計中可以利用不同類型的飾面材料來體現(xiàn)紋理與色彩的變化。裝配式建筑立面可通過采用不同墻體組件的組合與變化來實現(xiàn)較好的可變性與靈活性。如可以在保證通風(fēng)和采光滿足要求的基礎(chǔ)上，對窗口大小、比例和窗框形式進行調(diào)整等。裝配式建筑提倡裝飾保溫一體化，采用裝配式一體化墻板滿足建筑立面的要求。復(fù)雜的建筑立面推薦采用反打一次成型技術(shù)，例如石材反打等技術(shù)。復(fù)雜的建筑立面模板成本較高，從成本角度出發(fā)，建筑立面宜簡潔，不宜設(shè)置復(fù)雜的突出的橫線條或豎線條。建筑水平腰線宜設(shè)置于開始采用預(yù)制夾心墻板的樓層底部，立面豎線條宜采用不同顏色涂料凸顯。

3.有效優(yōu)化裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工藝正在進一步完善，從設(shè)計角度來分析，設(shè)計人員需要對銜接節(jié)點進行優(yōu)化，對銜接節(jié)點的各類構(gòu)造及結(jié)構(gòu)的耐久性進行分析與考量。同時，設(shè)計人員需要對整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能進行分析，從而提升房屋建造工程的綜合質(zhì)量與水平。此外，在研究過程中，研究人員需要采用更加科學(xué)的計算模型進行綜合計算，應(yīng)用專業(yè)技術(shù)來有效控制建筑結(jié)構(gòu)的銜接點剛度，應(yīng)用“強剪弱彎，增強節(jié)點”的原則提升預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量。在對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制件進行加工的過程中，施工人員需要對整體預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量進行嚴(yán)格把控，在充分保證預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量的前提下，確保建筑的其他性能得到優(yōu)化，對抗震、裝飾、保溫等性能進行分析，從而使建筑的綜合質(zhì)量得到大幅度的提升。

4.提高預(yù)制構(gòu)件的連接科學(xué)性

在進行整體裝配式混凝土的綜合結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的連接過程中，施工人員要確保整體預(yù)制構(gòu)件連接具有高度的完整性與合理性，保證各個連接結(jié)構(gòu)的高度簡便性，以提升連接各項構(gòu)件的效率，保證當(dāng)前建筑工程具有高度的穩(wěn)定性。

四、結(jié)語

裝配式建筑是未來建筑發(fā)展的一個必然方向，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中不應(yīng)排斥或放棄這種新的技術(shù)方式。對一個建筑物來說，不同的建筑功能需求與結(jié)構(gòu)設(shè)計方案具有千絲萬縷的聯(lián)系，在設(shè)計初期就應(yīng)該把握好這種內(nèi)在關(guān)聯(lián)，從而起到事半功倍的效果。