论述预制装配式建筑施工技术的研究与应用

颜天积

摘 要：在社会经济发展速度持续加快的情况下，人们对于城市建设与发展有着更高的要求。为此建筑行业我国开始重视预制装配式建筑结构的时间相对较短。在2013年颁发的《绿色建筑行动方案》中明确指出，出于对环境保护及节约资源等多方面因素必须对工业化生产进行有效管理。同时表示，各个建筑施工单位都应大力推广预制装配式建筑结构，推动建筑施工技术的更新。文章根据笔者工作实践，对预制装配式建筑施工技术的研究与应用进行了分析和探讨。

关键词：预制；装配式；建筑；施工；技术；应用

通俗的说，所谓预制装配式建筑结构主要包括预制与装配两个环节。预制，即预先制作，要求结合建筑的构造要求在工厂内对原材料进行加工。而装配则是指，将工厂预先制作完成的各部分构件进行现场组装。

1 预制装配式建筑结构技术概述

我国对于预制装配式建筑结构的使用可追溯到上世纪80年代，其主要运用在大板建造方面。但受到经济方面的制约，该结构并未得到有效发展。而在经济飞速发展的21世纪，在多方面因素的刺激下预制装配式建筑结构迅速进入到建筑建设过程中。就国内来讲，北京与上海对该结构的研究与使用处于国内领先地位。其中由上海城建置业发展公司建设的浦江大型居住社区是国内首次以预制混凝土结构为主体的构件。

结合当前该结构体系的运用情况可见，其主要可分为两类即专用型结构体系与通用型结构体系。其中以通用型最为广泛，在结构组成上基本与现浇结构相似，包括剪力墙结构体系、框架结构体系以及混合体系。而专用结构体系则建立在通用型结构体系的基础上，主要满足不同建筑物在功能与性能上的需求。当前，专用型结构体系运用相对较少，国内主要存在与住宅用大板以及单层工业厂房等，国外则有预应力装配框架体系、预制装配停车楼体系、预应力空心模板墙体系等。最近几年，国内对于预制装配式建筑结构体系的开发也在不断推进，并逐步在实际工程建设中得到试用，诸如预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系（由南京大地建设集团开发）以及预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系（由黑龙江宇辉建设集团开发）等。从发展层面上讲，各结构体系的不断创新是推动预制装配式建筑结构不断发展的核心环节。就现场施工来看，以主体结构竖向构件的预制施工技术难度最大，其包括剪力墙、框架柱及各类型梁等。同时采用各类建筑技术有机组合的方式使得预制装配式结构的优势进一步体现出来，其中主要有降减震技术结合的预制装配整体式结构以及集保温功能与施工构造一体的预制技术等。

预制装配式建筑结构将建筑施工的综合质量提升到一个新的台阶，与常规施工技术相比，其优势主要表现在以下几个层面：（1）与以往施工建设相比，预制装配式技术中轻质墙板的比例更大，使得施工过程更加简单，快捷，节约了大量人力与物力，对于控制施工成本具有重要作用，同时使建筑施工更具有灵活性；（2）在保证施工质量的基础上，提升了建筑施工的速度，有效缩短工程周期。将施工中对环境、交通等方面的影响性降至最低，对于提升建筑企业的综合经济效益更具有关键性作用；（3）在预制装配式建筑结构的施工中，对施工人员的数量及技术要求较低，有助于对施工质量进行有效控制。同时与以往施工技术相比，预制装配式建筑结构的原材料在种类以及数量上均较低，保障了现场施工中的安全性，更符合绿色发展理念。

2 预制装配式建筑结构设计核心关键

结合国内预制装配式建筑结构的使用情况，文章主要对比例最大的两种结构体系，即剪力墙结构体系以及框架结构体系中的设计要点加以分析。

2.1 预制装配式框架结构体系

框架结构因具备使用简单，运输方便以及质量较轻等优势在施工建设中得到广泛运用，且主要运用于对高层建筑的施工中，与当前建设方向相符。该结构中以预制叠合板与预制叠合梁最为关键，而上述两部分构件均在工厂直接制造而来，现场仅需要进行简单的浇筑与焊接。为保证施工质量，在设计中需注意以下几方面：（1）结构整体必须做到平整规则，对应内部支撑体系因具备足够强度与韧性，满足结构在使用过程中承载力要求。同时，各个梁柱的中轴线必须维持在同一水平面上；（2）采用刚接点对梁与柱间的交接部位进行处理，且框架基础必须满足强度、刚度与稳定性要求。所采用的混凝土强度等级应在C30以上；（3）需要对内部构件之间的焊接方式进行合理选择，结合构件所处环境以及承载力特点，对焊缝形式以施焊方式进行选择。针对承担剪力、弯矩以及扭矩等作用时，需要对承载力设计要求分开计算。

2.2 預制装配式剪力墙结构体系

对于剪力墙的设计需要注意以下几点：（1）结合使用环境与条件，对纵横墙结构进行选择，并充分考虑外部动、静荷载对墙体的作用，确保墙体各方面力学性能满足正常使用的需求；（2）在横墙布置的过程中，针对两侧端部的山墙结构需要安置承重墙板。内墙则需要结合抗侧力构件承载力特点，对内力进行计算并布置合适的承重墙板以及填充墙板；（3）对于剪力墙间的连接部位，需要结合承受力特点进行构造设计。

3 预制装配式建筑结构发展分析

作为建筑工业化建设的主要内容，在实际设计过程中需要充分考虑不同区域抗震烈度的不同，以及建筑节能上的需求、结构特点开发适用性更强的预制装配式结构。在不断提升预制率的同时，保障工程的整体质量，持续提升专业化水平。紧紧围绕由简单到复杂，由低级到高级的方式，逐步推动预制叠合构件以及非受力构件的发展。充分发挥预制装配式建筑结构的各方面特点，实现对当前施工技术的全面提升，彻底改变以往长周期、大劳动力的建设方式。在不断完善设计理念的过程中，实现预制构件的自动化生产。需要注意的是，与常规建筑构件设计相比，预制装配式建筑结构的设计要求更高，为此必要要求设计师熟练的掌握各个建筑结构的特点以及力学知识，并持续关注建筑行业的发展动向，使得预制装配式构件更加具有安全性、稳定性，贴合社会发展的实际需求。

4 BIM技术在预制装配式建筑施工中的运用

建筑施工前，可以运用BIM技术进行施工过程的模拟，以便及时发现建筑施工中可能存在的问题，从而制定有效的解决方案。为此，还要运用BIM技术进行BIM模型的构建，并对相关构件的具体参数进行技术处理，以便对现有工程施工过程进行合理模拟。比如，在预制装配式建筑构件吊装的过程中，可以结合吊装方案进行施工模拟。运用BIM技术，可以利用准确、生动的施工模拟动画进行施工工艺流程的表达，并在模拟过程中发现问题和制定改进方案，从而为后续吊装施工提供指导。在这一过程中，涉及到塔吊旋转半径范围、运输路线规划等多种因素，需确保各因素能够与其他施工环节相互联系，以确保构件装配质量。而运用BIM技术进行场地模型的构建，并对施工计划与实际现场施工信息进行分析，则能完成吊装路线的合理规划，同时确认塔吊旋转半径范围，进而使施工质量得到保证。在实际模拟施工过程时，可以使用NAVISWORKS2015软件，并结合建筑结构模型、场地模型和施工计划，得到具有时间属性的施工模拟动画，以确保施工人员能够对施工工序有更加直观的了解，并掌握各种施工细节。采取该种方法对标准层各预制构件和施工环节进行模拟，则能找到施工方案存在的缺陷，并对现有方案进行改进。

5 结语

总之，预制装配式建筑结构就是将传统的施工建设过程划分为两部分分开进行，预先对所需要的构件进行生产，施工现场仅需要完成简单的组装工作。该结构方式彻底改变了传统施工建设中周期长，质量缺乏保障及安全性低等问题。预制装配式建筑结构是当前建筑行业发展的主要方式，能使得建设施工以及工程总体质量上升至新的台阶。而在实际发展过程中依旧存在需要注意并不断完善的地方，需要持续对设计进行完善，并鼓励各个建设单位积极运用，才能促使该结构体系更好的服务于建筑行业。

参考文献

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