常晉

（太原理工大學建筑設(shè)計研究院，山西太原 030024）

0 引言

近年來，隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多先進建筑技術(shù)和建筑設(shè)計理念被應(yīng)用于建筑工程的建設(shè)中，以提高建筑物的質(zhì)量，滿足人們的生活需求。在我國裝配式結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑形式，既能有效地縮短施工時間和成本，又能進一步提高建設(shè)工程質(zhì)量，對我國建筑現(xiàn)代化的實現(xiàn)有著重要的意義。

1 裝配式混凝土構(gòu)件概述

裝配式建筑是建筑業(yè)的重大變革，是我國建筑業(yè)的重要戰(zhàn)略措施。裝配式建筑是建筑結(jié)構(gòu)的主要形式之一，其在技術(shù)體系、工藝標準、安全性能、質(zhì)量穩(wěn)定性等方面都優(yōu)于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在抗震性能、質(zhì)量穩(wěn)定性、安全性、抗?jié)B性等技術(shù)指標都處于行業(yè)前列，我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展起步較晚，但發(fā)展速度很快。近年來，我國一直在致力于裝配式混凝土構(gòu)件生產(chǎn)、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)標準體系編制、工藝流程改進，大力發(fā)展裝配式建筑。

預(yù)制混凝土構(gòu)件與現(xiàn)澆混凝土施工的主要區(qū)別在于：裝配式構(gòu)件的加工均在工廠內(nèi)完成，引進機械卷揚機可顯著提高工業(yè)化生產(chǎn)水平，降低建筑施工成本。除此之外，預(yù)制混凝土構(gòu)件可在工廠加工時，同時完成預(yù)制墻體構(gòu)件的保溫、裝飾，從而提高窗框周圍保溫材料的防水效果和耐久性。同時，解決了墻體裝飾現(xiàn)場施工的問題，減少了材料損耗和施工工藝對周圍結(jié)構(gòu)的影響，滿足建筑的節(jié)能環(huán)保要求。

根據(jù)施工制度，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)可分為整體式混凝土結(jié)構(gòu)和全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)制混凝土是由預(yù)制構(gòu)件可靠組合的混凝土結(jié)構(gòu)，整體式混凝土結(jié)構(gòu)是目前我國預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的主流結(jié)構(gòu)，而其主要構(gòu)件的連接形式是濕連接。近年來，有關(guān)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)范和標準主要是針對裝配式整體混凝土結(jié)構(gòu)。在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，很少或甚至沒有澆注混凝土，其結(jié)構(gòu)性能與混凝土澆注體有很大不同，計算和設(shè)計方法也有很大不同。大型裝配式建筑項目很少，經(jīng)驗較國外相對比較欠缺。

2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1 結(jié)構(gòu)連接設(shè)計的基本要求

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接點的模型設(shè)計應(yīng)滿足建筑耐久性要求，保證裝配式構(gòu)件的連續(xù)性和裝配式結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免在使用過程中逐漸崩塌。裝配式混凝土的組合應(yīng)考慮建筑物高度和抗震等級等因素，并選擇適當?shù)倪B接形式。此外，節(jié)點和支撐結(jié)構(gòu)中的節(jié)點承載力和韌性不應(yīng)低于構(gòu)件本身，以增強節(jié)點的連接能力。

2.2 鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)

目前套筒灌漿技術(shù)在美國和日本得到了廣泛應(yīng)用，是目前最新的套管驅(qū)動技術(shù)，在套管的一端用螺紋進行預(yù)生產(chǎn)加固，另一端通過現(xiàn)場條紋進行加固。該項技術(shù)要求材料具有一定的強度，材料堅固，材料與鋼筋加固相兼容。

2.3 鋼筋漿錨連接技術(shù)

鋼筋錨桿的連接方式不同于以往的連接方式，以往的穿甲錨的連接技術(shù)是錨固在卡箍、螺母和管子上進行緊固。在基本結(jié)構(gòu)中，例如，必須通過剪切將拉力傳遞給連接材料。另外，加固技術(shù)具有一定的牽引力，對底盤有嚴格要求，開孔應(yīng)滿足強度高、不收縮的要求。

3 裝配式混凝土外墻規(guī)格設(shè)計分析

干連通預(yù)制混凝土墻根據(jù)功能可分為兩個系統(tǒng)，即根據(jù)立面預(yù)制建筑的主要特點，分為屋面板和整個空間板兩個系統(tǒng)，屋面板可分為水平筋板、垂直條板，在外墻設(shè)計中分為三個體系，不同的體系有不同的要求。對于已完工建筑物的施工，如果立面以水平為主體，則將水平條板作為預(yù)制構(gòu)件，在土壤中的許多墻板中被分割；如果以垂直方式為主，垂直條板可作為海灣內(nèi)所有地板覆蓋物的預(yù)制構(gòu)件，當外墻與窗洞分離時，可利用墻板與窗洞的連接來延伸隔墻，并將預(yù)留的窗洞接在外墻板上，水平或垂直地坎板可用作標準墻。

混凝土外墻的材料施工方法許多，可以通過混凝土處理外墻材料。一般可以分為兩種方式：一種是直接用混凝土板來體現(xiàn)混凝土的獨特性能，另一種是直接或用其他材料涂刷顏料。第一種方法是用混凝土材料的顏色和線條留下的形狀作為立面，給人最簡單的裝飾感受?；炷帘旧砭途哂幸欢ǖ谋憩F(xiàn)力，在處理混凝土材料時所采用的方法不同，呈現(xiàn)給人們的立面效果也不盡相同。以某裝配式建筑為例，使用預(yù)制混凝土墻吊機，所描繪的形狀主要由水平和垂直的窗玻璃和柱子組成，具有展示混凝土的獨特特性。第二種方法是用石材等裝飾材料將瓷磚粘貼于混凝土墻表面，或在混凝土板上涂上或填充顏料，在生產(chǎn)混凝土板時將其轉(zhuǎn)變?yōu)椴噬炷涟?，從而產(chǎn)生更強的立面效果。某預(yù)制構(gòu)件工程，如剪力墻結(jié)構(gòu)中，在外墻上增加了現(xiàn)澆框架和其他材料，如顏料、瓷磚等，大大提高了整個建筑的藝術(shù)性。

混凝土外墻的組合設(shè)計通常是在設(shè)計混凝土外墻時，選擇相同或組合的方法。主要由標準的壁掛組成，一種相對簡單的時尚效果。標準墻的材料和顏色，取決于重疊或疊放的形狀，構(gòu)圖方法相對簡單，但也具有一定的局限性。外墻連接的立面造型是由不同材質(zhì)和尺寸的不同標準外墻按規(guī)則或不規(guī)則的組合而成。對建筑設(shè)計中的影響因素進行詳細分析，是保證建筑設(shè)計合理的必要環(huán)節(jié)，同時并將室內(nèi)溫濕度、日照等因素的影響降至最低。另外，設(shè)計人員必須重視外墻覆蓋物的防風、防雨、防潮和隔熱功能設(shè)計，做好防潮隔熱層的設(shè)計，對物理性能特殊的建筑物進行功能設(shè)計，要求在保證材料質(zhì)量滿足物理性能要求的同時，必須做好窗框的設(shè)計工作。窗框尺寸和窗板的設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑物的高低而定，合理利用BIM 等技術(shù)完成設(shè)計參數(shù)的測試和計算，以保證建筑物的功能和外觀。裝配式結(jié)構(gòu)的外墻與樓板的連接大樣如圖1 所示，外墻與梁連接大樣如圖2 所示。

圖1 裝配式結(jié)構(gòu)的外墻與樓板的連接大樣

4 裝配式建筑存在的問題分析及建議

4.1 存在的問題

我國裝配式混凝土技術(shù)相對薄弱，①由于地震中大量混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，人們對預(yù)制結(jié)構(gòu)的采用較為保守；②我國現(xiàn)澆混凝土節(jié)點存在抗拉寬度低、耐久性差、韌性差、品種單一等問題，嚴重制約了我國裝配式建筑的發(fā)展。

圖2 裝配式結(jié)構(gòu)的外墻與梁連接大樣

整體式混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中，關(guān)于預(yù)制柱之間的連接、現(xiàn)澆梁與預(yù)制柱的連接、自立鋼筋方面的研究理論很少，裝配式整體混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)支撐，在裝配式框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計中沒有得到廣泛應(yīng)用，必須加以改進。

4.2 建議措施

（1）加強區(qū)域特點的研究。在我國，模塊化協(xié)調(diào)僅限于建筑構(gòu)件的預(yù)制和安裝，對住宅產(chǎn)品、設(shè)備和設(shè)施的開發(fā)、生產(chǎn)、安裝缺乏相應(yīng)的指導。然而，標準化、系列化、通用化的住宅構(gòu)件開發(fā)、生產(chǎn)與建筑藝術(shù)的創(chuàng)作存在沖突。國外在這一問題上有著相對成熟的經(jīng)驗。不僅具有成熟的措施協(xié)調(diào)規(guī)則和建筑體系，而且還有一套結(jié)構(gòu)體系，這對建筑多元化的發(fā)展很有幫助。在我國一般制度的發(fā)展過程中，可借鑒國外的成熟做法。

（2）加強施工技術(shù)協(xié)調(diào)和組織管理。建筑技術(shù)與組織管理的協(xié)調(diào)過程中應(yīng)重技術(shù)，提倡建筑技術(shù)與組織管理相結(jié)合，在最低消耗的前提下促進效益的最大化。國外通過建設(shè)流程整合了技術(shù)與組織管理，將各種項目進度計劃和財務(wù)計劃結(jié)合起來，產(chǎn)生最大限度的綜合效益。

（3）加強科研投入。由于缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)，科研院所難以應(yīng)用數(shù)學模型來滿足住房設(shè)計需求，模擬技術(shù)在提高住房質(zhì)量發(fā)展中起著極其重要的作用。

5 結(jié)束語

裝飾與建筑一體化是裝配式建筑市場開發(fā)的主要焦點，基于裝配式混凝土構(gòu)件的設(shè)計與施工的有效整合，可以挖掘裝飾行業(yè)和預(yù)制構(gòu)件企業(yè)的潛在能力和價值，在建筑業(yè)符合裝飾業(yè)設(shè)計與施工一體化發(fā)展的條件下，并使裝飾行業(yè)和預(yù)制構(gòu)件企業(yè)得到全面、系統(tǒng)的發(fā)展，對裝飾業(yè)的發(fā)展具有較強的促進作用。為了讓裝配式建筑行業(yè)的未來更加輝煌，創(chuàng)造出高品質(zhì)的預(yù)制混凝土構(gòu)件，應(yīng)大力推動裝飾設(shè)計融入裝配式建筑行業(yè)。