装配式混凝土建筑结构初探

李 鑫

（福州外语外贸学院， 福建 福州 350000）

0 引言

随着时代的不断发展和科学技术的不断进步,人们对建筑工程的要求既有定性又有定量。传统的建筑业逐渐退出人们的视野,主要是由于其低效、低水平的手工业生产方式。建筑工业化的发展在当今时代背景的衬托下愈演愈烈，它的基本途径是建筑标准化、建设生产工业化、机械化施工、科学组织管理。逐步采用现代科技新成果,提高劳动生产率,加快建设,降低工程造价,提高工程效益。

建筑工业化的快速发展，不仅仅是主观意识上的推动，在一定程度上也是因为受到物理客观条件的要求。我国建筑工人的老龄化问题日益严重，而新生一代中又只有极少数人群愿意成为建筑行业的一线工作者。劳动力的严重短缺导致了劳动力成本的迅速增加，与此同时环境问题也接踵而来。传统现场施工方式所造成的水资源浪费，产生大量的建筑垃圾，与近年来我国政府所提出的“四节一环保”相违背。 建筑工业化已迫在眉睫。

装配式混凝土建筑从字面上来解释我们可以因字而释义，这是一种以装配为主要生产过程，混凝土为生产材料的一种建筑形式。非常的浅显易懂，那么既然有装配式这一名词，自然也就有其他的建筑类型，也就是我们所说的传统手工式建筑。我国目前的建筑业大部分采用都是这两种方式。那么孰优孰劣也不可避免被探讨，被比较。本文主要是分析装配式混凝土建筑的优缺点。以及简单的探讨装配式混凝土建筑未来的发展趋势。

1 装配式建筑的发展历程

最早期可以被记录的装配式建筑，应该是16世纪早期美洲移民所采用的简易木质建筑。将人力物力集中起来，集体伐木，将所需的木材准备就绪后，便只需要少量的劳动力即可完成剩余的所有步骤，快速拼装房屋。虽然当时所用的材料及各项工程的复杂度远不如现今建筑发展的程度，但是其原理与宗旨是一致的。之后，在第二次世界大战时期，由于战争的原因，大量房屋被破坏，百姓流离失所，住房荒的问题出现在了大部分被战火蔓延的地区，短时间内大批量的建设成为了那时的主要要求，装配式也在那时再一次被推广，延续至今。在此期间各国的建筑学家可谓是百花齐放，例如日本的住宅公团研发了预制装配式混凝土结构工法，以及预应力在预制混凝土结构中的应用研发,美国也在采用柔性连接节点的预制预应力抗震结构体系中取得了大量研究成果并成功应用到预制装配混凝土建筑工程中，耳熟能详的“构造逻辑系统” G5软件系统则是在此期间由法国编制而成极大程度上辅助建筑工业化发展。

2 装配式混凝土建筑的特点

2.1 建筑工业化生产

建筑工业化生产可以说是装配式混凝土建筑最为突出的一个重点。各个构件可以由预制加工厂批量生产，避免了不良天气， 恶劣环境等外界因素的影响。同时工业化的生产方式也确保了产品质量高而稳定(温度,湿度,由专业人员使用标准化模板,熟练操作各项步骤使得产品的质量优于现场制作,构件质量得到保证，这将有效地确保工程质量的稳定，在一定程度上更是减少混凝土开裂、鼓胀、渗水等建筑质量缺陷。一经检验合格后，即可快速运到施工地点，只需在节点连接处采用现场浇筑，有效缩短了工期。而且，装配式建筑的构件生产可以与现场施工同步进行， 如在施工地基与基础时就可同时预制墙面、楼面等， 等到施工时只需要将已经预制好的建筑构件运输到施工现场，通过少量的现场作业将各个构件拼装起来即可。不仅有效避免了现场施工因天气恶劣等原因而长期停工导致运营亏损的情况。此外,还可以缩短施工时间,加快施工进度，尤其在北方特别寒冷气候地区这种优势更为明显。反观传统手工建筑，构件多为现场浇筑，延长了工期，遇到恶劣天气更是只能停工，最关键的在质量方面虽有专门人员检测，但很难面面俱到，尤其是在农村地区，更多的是凭借于老师傅的“工作经验”。我们不可否认由实践而得出的经验是非常重要的存在，但粗糙的计算方式中蕴含了有太多的不可确定性，比如房间大小，楼层高低，缺乏精确的计算，导致在部分情况下影响个人生活的舒适性。装配式混凝土建筑和传统手工建筑由于构件所产生的不同远不是这么简单。因城市人口快速发展，房价高居不下，住房贵，住房难就成了一个社会问题，从而效率就显得尤为重要。

2.2 环境负荷低

在PM2.5大范围肆虐的情况下，环境问题越发被人们所重视，这同样也是传统手工建筑被人们所诟病的地方。即使有相关法律规定但效果依旧不显著，简单的洒水隔音，所产生的效果只能称之为聊胜于无。在这样的情况下，装配式混凝土建筑与之对比就显得采用62年建筑学家梁思成在人民日报发表文章所用的一个形容词，干净利索。因工作方式都不同装配式混凝土建筑减少大部分不必要的环境污染，就是从工程步骤上减少的也是与传统手工建筑根本上的不同。同样采用小天城的数据，在二氧化碳排放问题上与同体积大小的建筑相比，减少了 12000吨。至于尘土方面的话，其中的差距更是难以计量，由于装配式混凝土建筑所用的大部分预制构件都可以在工厂内完成生产，减少了现场作业的工作量，使得生产过程中的建筑垃圾大量减少，与此同时，在建筑材料的运输、装卸以及堆放等过程中，装配式混凝土建筑可以大量地减少扬尘污染。

另外一个问题，噪音问题。在装配式建筑上也得到了很大的改善。传统建筑中使用的大多为空心楼板，而装配式建筑中更多的则是叠合老板。它是在预制楼板的基础上再现浇一层混凝土楼板，从而形成实心的装配整体式楼板。在隔音标准上，不仅与现浇楼板一致，而且平整度好、节约模板、方便施工。在内隔墙方面，通常的话是采用轻质条板，轻质条板本身就具有非常优越的隔音性。可以看出，在环境保护方面装配式混凝土建筑依旧是远胜于传统手工建筑。

2.3 抗震性能好

关于抗震方面可能是普通大众最为担心的一点。大部分情况下，我们的建筑物需要达到抗八级地震的程度，在组装接头连接不分，合理的设计是关键,如预制柱与柱连接,梁柱连接,采用锚栓连接的梁板连接,端板焊接、套筒连接,所以对装配式混凝土建筑的抗震性能可以等同于现浇建筑物。甚至某些性能指标可超过现浇混凝土建筑结构。如果想进一步改善提高整体结构的抗震性能，可在预制装配混凝土结构中布置减震装置，如设置相应的阻尼器或直接设置隔震层。

2.4 可应用建筑信息化模型设计施工一体化建造

从一定意义上可以这么说真正让装配式混凝土施工走入人们生活的是第五次信息技术革命的推动。加入科技力量的装配式建筑，更显得如虎添翼,BIM（建筑信息化模型）的可视化技术更是将偌大的一栋楼解剖于人们的眼前。将三维数字技术作为基础，在此之上增加时间参数，可以模拟一个工程的施工进度。同时，BIM的协同设计可以在极大程度上解决了以往难以避免的问题，比如因图纸宽泛、现场施工不明确等问题。将传统的线条绘图转向构件布置，从单纯的几何表现转向全信息模型集成，这样的改变带来的利处是显而易见的。通过BIM的参数化设计可以实现在图纸与模型一处更新，处处更新。最大程度上避免了人为失误，视觉协同和碰撞协调更是增强了设计项目的可施工性。

3 总结

装配式混凝土建筑的特点和优点都比较突出，工业化生产方式确保了工程的质量，极大程度的缩短了建设工期，在环保节能和劳动生产率方面也具有明显的优势，相比于传统手工建筑方式，更加适应现在新型城镇化的发展。但由于发展时间较短，技术不完善，规范标准的不统一，相关专业的人才较少，导致现阶段成本较高。在未来，结合 BIM 等最新技术利用工业化管理的方式对建筑全生命周期进行管理，可有效推动装配式建筑全产业链发展。从而促进装配式建筑在我国快速发展，在我国能够得到广泛使用。

[1]王爱兰, 宋萍萍, 杨震卿, 张强. BIM 技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J]. 建筑技术, 2015, 46(3): 228-229

[2]王爽, 王春艳. 装配式建筑与传统现浇建筑造价对比浅析[J]. 建筑与预算,2014, (7): 25-27