装配式建筑结构施工关键技术的研究

叶亚三

(闽南理工学院 土木工程学院，福建 泉州 362700)

装配式建筑的数量和面积快速增长，为装配式技术的发展奠定了良好的基础．较之传统的施工技术，采用预制装配技术生产可以减少60%的材料损耗和80%的建筑垃圾，将工期缩短为传统方式建造工期的75%左右，同时实现65%以上的建筑节能[1]．近十几年来，科技给很多行业，比如金融、零售、交通、通讯、社交、制造等领域，都带来了翻天覆地的变化；而在过去的60年中，工程建设行业的很多作业方式几乎没有变化．我们整个行业对科技的投入，以及相对应的获益都严重不足．建造行业虽然在50年间有了长足的进步，但这个行业还处于劳动密集型产业．从1950年到2019年，在过去70年左右的时间里，建筑工地的很多作业方式几乎没有变化[2]．基于此，本文对装配式建筑结构施工关键技术进行研究，并从装配式混凝土结构识图的角度说明了装配式结构施工图表示方法，以期更好的了解装配式建筑图纸的表达形式，满足城镇化和可持续发展的要求，以科技辅助工程建设行业需要，提升效率与质量．

1 设计要点与深度要求

1.1 设计要点

装配式建筑结构的基本要求是等同于现浇结构，即装配式混凝土结构与现浇混凝土结构发挥的作用，达到的效力基本相同[3]．根据现行的国家、地方及行业的标准设计图集、规程、规范，来作为深化设计时的基本依据和基本原则．考虑因素有生产方面、运输方面、施工方面、其他方面．另外，关于装修与设备系统设计，设备系统图套管及基础布置图，由名字即可知道涉及的专业及需要考虑的预留埋件位置．设备系统图在装配式建筑汇总需综合考虑及体现．

1.2 深度要求

1.2.1 建筑专业施工图设计的深度要求

考虑装配式建筑的特点，标准化、模数化，和深化设计人员确认需深化的范围，来进行符合装配式建筑增加或减少设计的修改．尽可能实现建筑、结构、保温、设备、装饰一体化，是建筑专业对装配式最理想的设计．

1.2.2 结构专业施工图设计深度要求

深化布置部分会涉及到混凝土等级、配筋、出筋、尺寸的变化．如一般住宅的预制部分板厚需加到130 mm，钢筋和间距有时会加大加密[4]．结构需要对设计深化部分的构件进行重新的计算分配，来达到装配式建筑能等同于现浇的设计理念．

1.2.3 各专业间协同设计的要求

水、暖、电走线，横向走管时，要考虑管叠加后对板厚的影响，管线叠加后相应处的板是否仍适合做预制．纵向走管时，要考虑是需要留洞、穿孔、预埋等情况.如遇预埋，预埋件的高度需要高出预制板面还是平齐于预制板面，均需提前明确沟通．

2 装配式建筑结构施工关键技术

2.1 建筑部品部件生产

对于装配式，事实上可以将其分为3种发展逻辑．分别是：典型装配式、集成装配式和智能装配式[5]．而无论哪一种装配式的发展逻辑，都无法脱开数字化技术的支撑．如何与数字化技术更好的结合，从而实现量效的齐升．第一类装配式建筑，我们可以叫它传统装配式建造，符合我们传统观念中的装配式，当然，刚刚说到的政府的各项政策和意见，也符合此装配式发展方向．统装配式是以标准化为基础，通过构件的大量复制，在工程中标准化生产，并在施工现场快速组装．工厂生产的预制板构件如图1所示，大量的构件在工厂里预制完成，减少现场施工，这样的思路符合我们最基本的装配式诉求，就是快速、高效、减少浪费，这也是城市化扩张的刚需．

图1 工厂生产的预制板构件

2.2 结构装配技术

钢结构属于天然的装配式，大多采用焊接的工艺进行连接，保证整个构件具有良好的整体性和抗震性能，建立科学的结构传递系统．在地震作用下，使得结构能够产生柔性破坏，耗能减震．在耗能节点处结构构件优先破坏，保证梁柱构件的主体性不受到破坏，并对实际的参数进行修正，取得最优设计．结构装配中的连接方式及作用如表1所示，部分现浇带的连接能够将墙板与剪力墙、楼屋盖连接为整体，脱离现浇的方式如套筒、搭接、钢板连接等能够使得钢筋连续，墙板实现抗剪连接．

表1 结构装配中的连接方式及作用

2.3 保温装饰一体化外墙

如图2所示，建筑板材主要有蒸压轻质加气混凝土板(ALC板)，三明治式的构造内叶墙板+保温+外叶墙板[6]．墙板安装的主要步骤如下，首先进行表面清理和放线，清理墙板和连接部位的杂物和碎屑．根据放出的控制线，固定节点，构造安装所需的槽钢，之后进行墙板的吊装校正及位置固定．将钩头螺栓焊接在角钢上，最后用专门的勾缝器对板缝进行密实处理．

图2 保温装饰一体化外墙

如果没有很好的隔震措施，则会产生影响居民生活的社会问题．为了发挥墙体的隔声效果和保温作用，让墙体结构质量越发精巧，采用石膏板加岩棉的方式对钢结构构件进行包裹，并对ALC板的拼缝进行处理，采用组合的方式来达到隔声的效果．用200 mm厚的ALC墙板代替之前150 mm厚的ALC面板．对于插座及开关等错位布置，尽量减少对墙体的破坏程度，对墙面开洞妥善进行封堵．错开位置要求大于600 mm，并在其周围进行密封．在ALC墙面的双侧布置网格布，网格布尺寸为200 mm*200 mm，通过网格布有效连接来提高墙面的整体性．

2.4 清水混凝土预制楼梯

清水混凝土预制楼梯如图3所示，清水混凝土利用现浇混凝土的自然质感作为饰面，色泽均匀，独具韵味，体现了建筑师的创意理念．建筑中的楼梯不仅是交通构件、沟通垂直交通，也是视觉中的焦点和施工中的难点．清水混凝土楼梯需先铺设清水模板，后绑扎钢筋，由于计量高度及宽度较大，浇筑后模板与支撑体系的变形控制是施工难点，且清水混凝土台阶水平面不宜保证清水效果．清水混凝土楼梯施工流程如下：首先，将楼梯模板进行深化加工剪裁，清理底模，再绑扎楼梯梁板的钢筋.在正式清水楼梯施工之前，先进行替换样板施工.首先进行清水模板的加工及安装，对选板逐一检查并进行裁剪，使得清水模板坡口在背面缩进0.5～1 mm，确保拼接严密[7]．拼接缝用硅酮密封胶填充，防止模板进水.之后进行模板的组拼安装，再进行钢筋绑扎，最后浇筑混凝土，均匀下料，进行成品保护[8]．

3 装配式结构施工图表示方法

3.1 装配式与现浇结构施工图的区别

装配式与现浇混凝土结构施工图的不同之处在于：(1)装配式混凝土结构的平面图更复杂具体，图纸数量偏多，平面图中要表示预制构件名称、编号、位置及尺寸．(2)现浇结构施工图采用平法规则，不需表示构件详图，而装配式结构施工图不仅要在平面图上表示预制构件的编号，还要另绘制预制构件的详图，详图包括预制剪力墙模板图及配筋图、预制叠合楼板模板图及配筋图、预制叠合梁模板图及配筋图等．(3)装配式混凝土结构的施工图表示规则主要参考图集为装配式混凝土结构表示方法及示例(剪力墙结构)15G107-1．该图集是学习装配式混凝土结构施工图识读的参考依据，应反复研读．

3.2 装配式结构施工图的表示方法

预制混凝土剪力墙编号例如YWQ1：表示预制外墙，序号为1．YNQ5：表示预制内墙，序号为5．YNQ5a：某工程有一块预制混凝土内墙板，与已编号的YNQ5除线盒位置外，其余参数均相同，为方便起见，该预制内墙板的序号编为5a．平面图中预制剪力墙的装配方向表示方法，预制外墙的装配方向统一在房间一侧，所以平面图不需表示．预制内墙的装配方向需要在平面图上表示出来，如图4所示，方法是：用三角符号表示，有三脚符号一侧表示是装配方向．YNQ2的装配方向在左侧，.YNQ4的装配方向在右侧．

图4 预制内墙的装配方向平面图

叠合板的预制底板表示方法如下．叠合板包括预制底板和现浇层两部分，预制底板在图纸上要有配筋详图．预制底板分为单向板和双向板，表示示例如下：DBD67-3324：表示单向受力叠合板用底板，预制底板厚度为60 mm，现浇叠合层厚度为70 mm，预制底板的标志跨度为3 300 mm，预制底板的标志宽度为2 400 mm.DBS1-67-3924：表示双向受力叠合板用底板，拼装位置为边板，预制底板厚度为60 mm，现浇叠合层厚度为70 mm，预制底板的标志跨度为3 900 mm，预制底板的标志宽度为2 400 mm.DBS2-67-3924：表示双向受力叠合板用底板，拼装位置为中板，预制底板厚度为60 mm，现浇叠合层厚度为70 mm，预制底板的标志跨度为3 900 mm，预制底板的标志宽度为2 400 mm.

4 结语

综上所述，本文提出了装配式钢结构建筑发展的主要趋势和施工关键技术，阐述了装配式钢结构部品部件的生产、构造形式与工作机理、保温一体化墙板及清水混凝土预制楼梯等．希望通过技术特点的研究，能够促进装配式建筑技术的发展，发挥其具备卓越的保温、隔音、防火、防虫、节能、抗震、防潮功能，节约劳动力，提高建筑质量．