试论房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺

2019-11-28沈天生

商品与质量 2019年45期

沈天生

宁夏上陵房地产开发有限公司宁夏银川 750000

装配式建筑是解决未来建筑技术作业工人短缺，解放重体力劳动和降低建筑安全风险必要的技术工艺。在规划和建筑设计方案过程中，结构设计就要参与进来，在建筑工程单体布局时，结合装配式结构的特点，互相优化设计，在建筑功能和建筑风格更加优秀的基础上，利于装配结构的受力和抗震性能设计，并且有利于结构设计的拆分和PC生产，也更利于运输和拼装施工。使建筑设计与结构设计完美结合，更好地实现装配式建筑工程的优势和特点，达到装配式建筑工程的“快、节、省”的绿色建筑的目的[1]。

2016 年是我国推进装配式建筑具有划时代意义的一年。在这一年国家层面出台了两个重要的文件。一是2月6日中共中央下发《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，文件指出“力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%”；二是9月27日，国务院下发《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》，文件规定“以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展PC结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。”由于政府的政策支持，装配式建筑又得到兴起，并不断吸引人们的目光。但是由于装配式建筑毕竟处于发展期，在施工过程中常会出现了一些质量问题。

1 装配式结构设计方法

1.1 结构构件的设计

结构设计是以结构计算与分析为基础，再根据分析结果进行构件的设计。卢家森系统总结了预制混凝土框架结构设计方法，通过计算参数的选取进行了结构整体计算分析，阐述了预制柱、叠合梁及钢筋桁架叠合楼板等构件的设计方法，并通过实际工程进行了详细分析，为工程提供了有益参考。在结构设计过程中，根据建筑结构抗震性能分析，合理布设纵横向剪力墙的位置，将工程结构根据建筑功能对称性的特点，优化混凝土浇筑与拼装单元有规律的分段作业，类同于结构后浇带的施工方法，在结构受力和抗震性能不受影响的前提下，更加合理有效地提高工程装配率。

1.2 预制构件的拆分设计

结构计算和构件设计工作完成后，需要对构件进行拆分设计，拆分需满足施工要求，且拆分构件种类尽量少，拆分的构件应不影响建筑设计的使用功能。王晓珊通过具体案例，在介绍等同现浇的基础上阐述了预制装配式结构的拆分设计，展示了剪力墙体与梁的拆分，楼板拆分以及楼梯和阳台拆分，指出了行业对拆分设计方法没有统一的标准和原则，通过整体设计、拆分设计、构件深化设计以及创建预制构件库等设计方法对装配式结构设计方法进行了探究[2]。

1.3BIM技术的应用

装配式建筑对BIM技术的应用已得到行业内普遍认可，以BIM为基础的装配式建筑结构设计，可采用以下方法：根据建筑部品的模数化与标准化进行设计，以建成不同技术相互集成后各结构所需构件的族库，包括预制外墙板、预制梁柱、预制楼梯与预制楼板，对具体的结构进行设计时，可直接从以上族库当中选择标准化构件，并对不同的标准化构件进行相互搭接，形成完整的三维模型，可极大地加快设计工作效率。为充分发挥装配式建筑在设计方面的特点，应加大力度研究并开发具有模数化特点的不同装配式建筑户型，从而为模型库的建立创造良好的条件。

通过对Autodesk Revit Structure的不断了解和掌握，了解到族对于Revit的实际使用是十分重要的，能以族创建者自身设计为依据，对不同类型的设置及参数变量进行定义。

2 装配式建筑建造工艺

首先是施工之前需要做的准备，根据工程的实际特点，在预制混凝土结构施工前，编制相应的专项施工方案。正式施工前，选择有代表性的单位或部件进行试装，并根据试装结果及时调整和完善施工方案，严格按照专项施工方案中的施工措施进行构件吊装的详细设计。预制混凝土结构施工前，施工单位应当向技术人员和现场操作人员披露质量安全技术。根据工程特点、施工进度、部件类型和重量，选择合适的起重机械设备，所有起重机械设备应具有专用设备制造许可证和产品合格证[3]。

其次要做好构建的运输与堆放，如果没有指定的设计，组件的混凝土强度不得少于75%的混凝土设计强度等级值，预制构件运输堆叠方案的主要内容包括：堆叠现场要求、运输路线计划、运输固定要求、堆叠支撑垫要求、成品保护措施。对于超高、超宽、不对称刚度等大型构件，应采取特殊的质量安全措施，保证其运输和堆放。堆垛位置应平整、牢固、排水良好。预制组件另行存储根据品种、规格、使用配件，起重序列，预制组件的应力状态和检验状态。垫块应设置在底部和层之间。垫块要平整，上下对齐，基础应该牢固，制造的部件不应直接放置在地面上。

再次所采用的灌浆施工方法为钢筋套筒灌浆法，应用到的灌浆材料为高强无收缩灌浆料，采用专用灌浆机进行施工。高强无收缩灌浆材料具有较快的硬化速度，为了保证灌浆效果，关键施工材料必须严格按施工要求随拌随使用。灌浆施工的过程中，首先从下一排灌浆孔开始灌浆，直到所有出浆孔出浆，就可以断定灌浆孔处于饱满填充状态。出浆孔出现溢浆现象后，立即应用橡皮塞进行封堵。灌浆施工的过程中，需要遵循以下施工要点。