装配式建筑构件设计与现场施工研究

李卫东

北京建工远大建设工程有限公司 北京 102627

引言

近年来，随着我国建筑业快速发展，装配式建筑应用更加广泛，装配式建筑是一种绿色环保型的建筑施工方式，而且能够快速施工，减少了施工时的污染。但是在装配式建筑施工前期，要优化布局设计建筑工程图纸，图纸设计好坏会影响到后期项目建设的效果。设计师要把握好各装配施工环节要点，明确设计中的关键点，不断完善装配式建筑施工设计方案，为后期装配式建筑施工方案打下坚实基础。

1 装配式建筑概述

相关政府部门提出了大力发展装配式建筑且推进产业结构升级的主要方针，为深化改革和利企便民政策中政府的相关行动打下了理论基础。目前我国建筑方法方面，工业产业化装配式住宅结构是指通过工业生产预先制作墙板、楼梯、地板等建筑组件，用大型运输工具运输到施工现场进行组装、连接处理。我国很多地区和城市中，装配式住宅技术已经有了重要突破，已经完全在设计与施工上实现了图纸标准、加工步骤、现场维护保养等工作的量化标准，有效保障了装配式组织的质量，也为装配式住宅多样化开发提供了有力支持。我国建筑材料丰富，新型的装配式建筑的开发与创新为建筑行业未来发展指明了方向。我国装配式建筑技术是在发达国家生产标准的基础上，根据我国国情进行合理改革而形成的，与原本的闭锁式建筑体系相比，设计人员在结构模式上进行了创新，形成了非局限性的开放思维建筑体系，让装配式住宅在美观和环保上有了更多可能[1]。

2 装配式建筑设计

2.1 框架结构体系设计

当前，我国大部分的大型商场建设，都采用装配式建筑结构。就商场本身来讲，框架式体系结构质地轻，且运输方便，在大型商场建设中应用广泛。尤其是高层框架，能够更好地展现装配式建筑结构的综合性能。在应用框架结构体系的装配式建筑时，大部分的部件都是在车间里生产加工的，像内外墙板、叠合板、空调板、阳台、预制梁等相关部件，都是在车间里完成的。加工完成后通过车辆运输，送至建筑工程施工现场，随后在现场完成现浇处理等下一步的施工步骤。为了更好地保障装配式建筑的承受能力符合标准要求，在框架结构体系设计中需要注意以下几点：首先，要对强度等级做好科学控制。针对预制柱混凝土进行设计时，要严格按照《混凝土强度检验评定标准》来确定强度等级，根据立方体抗压强度的标准值来进行确定，就现下的预制框架柱底来讲，其强度的等级最低也要达到C30。其次，设计要遵循平面设计原则。梁柱中心线要保障竖向平面一致，同时纵向对齐。最后，要对预埋件进行科学设计。作为框架结构体系的装配式建筑，预埋件是其结构中的重要组成，实际设计工作中，要将不同位置的预埋件进行有效连接，这样才能够让剪力和受轴力能够保持稳定状态。

2.2 立面设计

立面设计体现了标准化与差异化的对立统一。构件的标准化设计意味着大规模生产构件，以实现“少规格、多组合”，这将不可避免地限制房屋造型的独特性。由标准化组件组装的房屋类型将具有对称性和可重复性的特点。除了采用不同的配色方案来解决这一问题外，我们还应积极推动技术进步，探索新的立面处理方法，在更高限制的前提下进行技术创新。目前，普通预制建筑立面设计有以下处理方法：①采用局部降层的方法改变建筑立面造型，通过阳台等悬挑构件进行竖向装饰，增加立面节奏，突出建筑魅力；②通过对阳台、空调架、储物空间、花池等功能部位的组织，如调整窗户与阳台的比例、改变立面的视觉效果等，丰富人体模块的变化；③通过独特的外墙板展示预制模块的机理变化，形成丰富的立面效果；④采用瓷板防撞击技术，该技术是指在制作预制构件时，将用于建筑外墙装饰的瓷砖或石材与混凝土一起浇注成一个整体。一方面提高了外墙的装饰效果，具有表面平整、附着力强的特点。另一方面，它最大限度地实现了建筑产业化。这是预制建筑立面处理的常用方法。

2.3 节点的设计

节点设计过程中，需要注意其承载能力和协同变形能力。防止装配式建筑受到外力影响出现变形，良好的节点设计可以通过结构弹性来有效化解建筑的微小形变，进一步保障装配式建筑的稳定性。安装和施工的便捷性。装配式建筑由于其工业化程度高，对于安装的难易程度也是有一定的要求的。其预制板，横梁，等结构都是大规模模块化生产，然后在施工现场进行拼装。因此对于预埋件等固定位置有着严格的要求，而在施工的过程中难免存在偏差，因此，链接节点需要具有足够的容差性，方便现场施工。

2.4 完善装配式结构防水方案

在建筑工程施工过程中，建筑结构的使用往往受到一些因素的影响，如雨雪天气的风化、生活用水和高辐射阳光的影响，这些因素会对装配式结构产生一定的影响。因此，在装配式结构设计中，有必要以提高耐久性为目的进行防水设计，并在设计中不断完善装配式结构的防水方案。首先，需要通过科学设计装配结构外墙结构、楼板构件，避免长期暴露的外界环境中，因此，需要对建筑物结构相邻构件处进行防水设计，对于装配式外墙结构而言，需要选择闭环型的防水设计方案。该方案运用了两种防水设置来确保防水效果的实现，第一种是在外墙板设计中选择弹性高的泡沫棒和粘剂胶对外墙板进行封闭处理，促使外墙最外侧呈现出一种三明治形状结构，对于中间位置主要进行减压处理，并且选择防水性能好的橡胶条对中间位置进行密封处理。第二种，是在外墙最外侧三明治结构的基础上通过灌浆砂层进行密封[2]。

3 现场施工

3.1 预制剪力墙施工

为了提高装配式建筑预制构件之间的连接强度，满足施工质量的可靠性要求，需要对预制剪力墙施工技术的应用进行深入思考。在此期间，需要注意以下2点：①充分考虑剪力墙及预制构件的功能特性，严格执行施工计划，并对预制构件尺寸的精密度进行检测，保证合格率；②提高螺栓连接强度，并对构件连接处的水泥砂浆的配比加以控制，满足剪力墙固定处理及应用效果提高方面的实际要求，并使装配式建筑结构的性能更加可靠，避免埋下质量隐患。

3.2 预制装配式构件的运输和存放

在预制构件建筑施工过程中，预制构件需要及时运输和储存，在运输和储存过程中要采用科学的方法加强对构件产品的保护，以避免因运输和储存不当而损坏部件，影响产品性能。因此，有必要在预制构件运输和储存过程中进行标识，加强对运输和储存过程的监督管理，以确保构件产品的质量。首先，在预制构件运输时需要采用底板低的运输车辆，并在车内设置专用架，确保构件稳定运行，对于预制剪力墙板需要选择竖自立方式进行运输，并对预制底板进行整合，对预制阳台、预制楼梯都需要选择平向运输，并对构件进行支垫处理。其次，在预制构件运入施工现场后，需要进行妥善存放，存放区域需要选择地面硬化高、排水设施齐全的地方。对于预制外墙板需要进行竖直靠放，墙板外侧需要朝里放置，叠合板预制底板、预制阳台等都需要进行水平方向的存放，并相互之间垫平处理。墙面部分装配式施工是和建筑物装修装饰紧密相关的，随着装配式结构设计的发展，装配式施工模式已经实现了优化，也提升了装配式施工工艺、技术，因此需要重点关注墙面部分的装配式施工。

3.3 吊装施工

构件吊装是现场施工最为重要的环节，其中最为关键的就是叠合板及与楼梯的安装。叠合板在吊装时要由专门的人员挂钩，由塔机指挥人员保证挂钩人员安全离场后为塔机发送信号，缓慢吊起构件，等叠合板与楼面距离不超过0.5m时，由专业的安装人员手扶构件的四个角，引导构件降落至距离楼层100mm位置，之后使用铅锤测量叠合板的边缘与最终安装位置。叠合板外伸的钢筋要保证安装时不得弯曲，当叠合板安装完成并且验收通过之后，开始绑扎梁钢筋。避免叠合板伸出筋与梁钢筋相冲突，则先绑扎箍筋，之后穿放纵筋与腰筋，最后对钢筋进行绑扎固定。预制楼梯在安装时，由于重量较大，则需要先进行试吊，保证吊具能够承受荷载，且牢固可靠之后再进行吊装，预制楼梯的起吊角度要比安装角度大1°，从而保证构件能够快速放置到位。

3.4 外墙装配式施工防水处理

防水技术的应用应严格按照施工技术规范进行，并根据装配式外墙的实际施工进行科学处理。与传统的防水方法不同，预制技术需要结合建筑结构和预制构件的特点，妥善解决接缝问题，从而明确外墙漏水的具体位置，这也需要改变传统技术。一般先选择的方法是排水引流的方法，在外墙装配式结构设计时先需要将建筑物室内的积水进行引流，并运用室内排水系统将室内的积水引流至室外。另外，一些预制装配式结构构件施工时会运用一些特殊材质，这种材质形成的外墙会有接缝，因此更容易发生接缝现象，这种现象需要及时解决，避免因此漏水影响建筑物质量。

3.5 预制叠合板安装施工

在安装预制叠合板的过程中，需要控制好其与作业层之间的距离，按照相应的技术规范要求进行施工，并对构件安装质量是否可靠、施工效果是否显著等进行科学的评估，完成细节问题的处理，实现预制叠合板的科学应用。与此同时，在安装预制叠合板前，需要进行临时支架的设置，且每个支架之间要保持一定的距离，安装完成后，应及时拆除临时支架。除此之外，施工过程中需要注重双层支架的合理设置，落实叠合板安装作业完成后的质量检查工作。

3.6 现场施工管理

施工单位需要设计施工工艺，完善施工方案，设计施工图纸。施工单位管理部门在将套管灌浆技术应用于施工之前，需要重点进行套管灌浆技术的试验。施工单位还需加强对施工人员的技术和职业培训，明确装配式结构施工的重点，安排专人对施工全过程进行记录，并及时记录相关数据和信息。另外，需要注意对建筑物室内进行装修时需要加强对瓷质装配式构件的保护。在进行装配式剪力墙板安装时，需要将钢筋和预制剪力墙板套筒进行充分衔接，对衔接后的稳固性、密实性进行检查，避免在屋内吊顶安装时对钢筋节段连接处进行调整。预制剪力墙外侧墙板需要采用分配梁和衔架构件进行安装，需要将吊顶合力作用线和装配式构件重心进行重合，预制剪力墙外墙板需要进行精确定位，在安装完成后需要及时脱钩，并确保装配式剪力墙板的上下部都需要进行斜支撑，并保证斜支撑构件为2个[3]。

4 结束语

综上所述，对于建筑工程结构而言，装配式结构设计相比较于传统的混凝土结构，其优势作用更加显著，对此需要建筑工程单位加强对装配式结构设计的重视力度，从而实现装配式建筑结构设计，从根本上保证建筑施工安全、质量，以此实现现代化建筑建设需求。装配式结构设计和施工要点有着直接的联系，因此，需要建筑施工企业加强对装配式建筑施工的质量控制、工序管理，从而为装配式建筑施工科学发展奠定基础。为了解决上述问题，装配式建筑标准化设计势在必行，只有逐步完善标准化设计体系，才能从源头解决生产和施工的矛盾，解决成本、工期和资源之间的矛盾，使我国更早迈入建筑工业化发展道路。