预制装配式混凝土建筑的结构浅析

◎李惠

（作者单位：吉林建筑大学）

一、预制装配式混凝土结构的特点

现浇混凝土结构体系施工，从搭脚手架、支模、扎筋、到混凝土浇筑，多数工作由手工劳动完成。现浇混凝土结构现场施工存在着：噪声扰民，粉尘污染；模板周转材料消耗大；施工人员多，手工劳动多，劳动强度大，且熟练程度要求较高；施工速度慢，建设周期长，受自然条件影响大；混凝土外观及内在质量控制难；现场的建筑材料浪费严重等缺陷。预制装配式混凝土结构技术与传统建造方式相比，具有以下优点：

1.可以用各种轻质隔墙分割室内平面，房间布置可以灵活多变。

2.施工方便，模板和现浇混凝土作业很少，预制楼板无需支撑，叠合楼板模板很少。采用预制及半预制形式，现场湿作业大大减少，有利于环境保护和减少施工扰民，更可以减少材料和能源浪费。

3.建造速度快，对周围生活工作影响小。

4.建筑的尺寸符合模数，建筑构件较标准，具有较大的适应性。预制构件表面平整、外观好、尺寸准确、并且能将保温、隔热、水电管线布置等多方面功能要求结合起来，有良好的技术经济效益。

5.预制结构工期短，投资回收快。由于减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间，施工速度大大加快，缩短了投资回收周期，减少了整体成本投入，具有明显的经济效益。

二、预制装配式混凝土结构分类与布置要求

1.预制装配式混凝土结构分类。装配式混凝土结构在具体的施工使用过程中，通过根据其使用特点，可以大致分为几种主要的种类，分别为：装配整体式混凝土框架结构、装配整体式混凝土剪力墙结构、装配整体式框架－剪力墙（核心筒）结构等主要结构体系。对于装配整体式混凝土结构来说，装配整体式混凝土剪力墙结构具有多个方面的优点，对于高层建筑物中对于质量得要求十分有效，一方面具有良好的抗测的性能，还具有抗震性能，是建设高层建筑物的首要选择。但是，我国现有的技术仍然存在很多的不足，在未来，需要进一步的进行研究，满足建设的需要。

2. 预制装配式混凝土结构布置要求。预制装配式混凝土结构对于功能布置有规则、均称、整体性的要求。其平面的长宽比以及局部凹凸比例都应该尽量偏小，结构排布遵循规则、匀称的原则；同时，竖向构件的截面尺寸和材料布置遵循从下到上逐渐减小的原则。避免整体结构出现受力变化，承重构件应该上下对齐，并且刚度分布上小下大。这种预制构件的设计方式应当在受力合理、施工方便、最简规格最多组合的基础之上，兼顾连接简单的特点，在梁柱和墙体的布置中尤甚。

三、预制装配式混凝土建筑结构稳定性

1.结构整体的抗震性能研究。新型预制装配式结构体系在美日韩等发达国家已有成功的实践经验，其成熟度已达到能够直接应用于施工和设计中。而在我国的地震区并没有相关的应用经验。实际上，在历次地震中安全性表现系数低下的情况，使得我们对国内现有抗震体系信心不足，这促使我们加深对于预制装配式混凝土结构的研究和推广。

2.梁柱节点的设计及构造。在装配式结构这种结构体系中，接缝是结构体系中的一个重要薄弱点，处理好节点构造才能保证结构的长久性。对于此种结构，可行的办法之一是采取适当构造方法使得梁柱节点的等同于现浇结构。研究梁柱节点的连接方式变得很重要，设计中我们主要将梁柱节点的连接分为干式连接与湿式连接两种方式。 干式结构的薄弱点在于延伸性不足，恢复力低下，但其承载力与刚度很容易达到现浇结构的类似程度，在施工中不可以替换以现浇框架为受力特征的体系中；而湿式连接由于主筋和加强筋全部粘结，节点受力发生转变，预制结构这时因为新浇筑的混凝土的存在与预制构件连在一起共同受力，其受力特征与现浇节点相似。只有当节点强度超过（至少等于）现浇结构的节点强度之时，即节点承载力和延性等特征被保障之后，装配整体式结构体系才能应用到施工中，我们才可以将其与现浇结构同等对待。

四、装配式混凝土建筑结构施工技术要点

1.NPC 施工技术。我国房屋建筑装配式混凝土结构施工的主要技术之一就是NPC 施工技术。NPC 施工技术可以有效地连接不同构件之间的缝隙，将不同构件连接起来，对于水平构件和垂直构件连接时，通常会出现缝隙或者是其他建筑难点，使用NPC 技术就可以有效地解决这些问题，从而加强建筑物的稳定性，使建筑更加牢固安全。

2.PC 技术。PC 施工技术也是装配式混凝土施工技术的主要施工技术之一。这种技术主要使用在空调板、填充墙等构件上。运用PC 技术可以有效地加强不同构件之间的连接度，减小施工出现的缝隙，从而使其连接的更加紧密，这在一定程度上加强了建筑物的保温功能。构件的制作大多是在工厂中完成的。运用PC 技术可以有效地简化现场工作流程。使工地现场工作更加高效，材料利用更加充分。PC 技术可以有效的减少工程队的施工量，并且使其高效率的利用材料。这在一定程度上减少了对环境的污染，简化了工作流程。促进了施工速度，从而有效的缩短了工期。

3.混凝土浇筑技术。使用装配式混凝土施工技术的过程中，不同构件连接时，需要工作人员在现场进行混凝土的浇筑。所以在施工过程中也必须考虑这个方面。我国现阶段工地施工的混凝土浇筑主要是在机械中完成。在混凝土制作过程中，首先要对水泥进行搅拌，将水泥以及砂子等其他物质加入搅拌机内进行搅拌，接着添加80%的水分。当搅拌时间达到5 分钟左右就可以形成完整的砼。此时就可以进行混凝土的浇筑工作。在灌浇时必须保持温度在5°到35°之间。温度过高或过低都会对浇筑过程产生直接影响。同时浇筑过程要避免阳光直射，最好在30 分钟内完成浇筑工作。当连接两个构件时，首先要对构件表面上洒水，保持其表面湿润，从而利于浇筑施工。在冬天混凝土浇筑施工过程中必须注意。温度低于5 摄氏度时必须停工，否则即使浇筑成功，其浇筑的质量也会有极大程度的降低。

在实际施工过程中，其浇筑功能主要应用在预制墙板两端进行合模时，建筑工地工作时通常采用套筒灌浆来进行混凝土的浇筑。首先从套筒底部开始，利用预置的PVC 浇灌孔进行浇灌，当另一孔出现混凝土时，就说明孔内已装满混凝土。此时就需要运用软活塞将孔塞住，防止出现漏浆的现象。在浇灌完的四小时内不能对构件移动，否则就容易出现裂缝现象。

结束语：预制装配式混凝土结构就是将外墙板等构件进行现代工厂化生产之后，运输到施工现场进行组装作业，主体受力结构梁、柱、剪力墙选用现浇形式。在预制墙板板片上面预先留有钢筋，然后将这些预留钢筋与建筑物主体结构的钢筋混凝土浇筑连接，以此来合二为一，形成一体，保证结构安全可靠。由此可见，若是想要保证预制装配式混凝土结构工程的高质量水平，就务必应该控制好施工过程中各个连接点以及安装质量。进而保证建筑工程的高质量水平。