杜佼DU Jiao

（云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，昆明 650031）

0 引言

裝配式混凝土填充墻結(jié)構(gòu)可以分為全裝配式結(jié)構(gòu)以及部分裝配式結(jié)構(gòu)。而在框架結(jié)構(gòu)中，起到分隔作用的建筑墻主要由加氣混凝土砌塊，或者多孔磚組建而成，裝配式填充墻與傳統(tǒng)砌體填充墻相比，可操作性、工業(yè)程度高，而預(yù)制混凝土墻板的隔熱性能佳，在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的損耗率小。而且在工廠生產(chǎn)過程中能夠與主體預(yù)制構(gòu)件溝通生產(chǎn)，保證質(zhì)量，而在管理過程中也可靈活管理，與其他形式的填充墻相比，此種填充墻形式更為便捷。填充墻作為框架結(jié)構(gòu)的非受力構(gòu)件，雖然不起支撐和抗剪切的作用，但在實(shí)際中仍然會受到框架結(jié)構(gòu)體系的影響，許多性能都會發(fā)生相應(yīng)的改變。

1 裝配式混凝土填充墻現(xiàn)狀

隨著時代的發(fā)展，墻體材料品質(zhì)也在隨之不斷提升，而與發(fā)達(dá)的工業(yè)國家相比，墻體材料的質(zhì)量及性能等多個方面還較為落后，因此就應(yīng)當(dāng)加大力度開發(fā)節(jié)能、功能性強(qiáng)以及與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相符合的墻體材料。隨著建筑行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，建筑墻體結(jié)構(gòu)建設(shè)也隨之發(fā)生改變，尤其是在當(dāng)下建筑工業(yè)化的背景下，填充墻是建筑工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，其建造形式多種多樣，而在裝配式混凝土建筑中，填充墻發(fā)展主要概況如下：

隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，墻體材料質(zhì)量越來越高，而墻體材料的厚度則越來越薄，整體較為輕便，更易于安裝，能夠有效提高工程建設(shè)速度，而新型墻體材料會使得現(xiàn)場施工作業(yè)量減少，相應(yīng)的人力成本會降低，工地文明也就會相應(yīng)提高，因此在建筑施工中越來越常見。

雖然墻板采購的實(shí)際價(jià)格高于砌塊，但墻板能夠有效減少成本的支出，給工程建設(shè)帶來不菲的經(jīng)濟(jì)效益，而墻體變薄也會相應(yīng)的增加建筑面積，質(zhì)量的減輕也能夠減少對墻體結(jié)構(gòu)荷載因素，而墻體機(jī)構(gòu)的抗震性能也不會降低，可以保證其強(qiáng)穩(wěn)定性，綜合考慮墻板的價(jià)格更優(yōu)于砌磚[1]。

就廣州和深圳兩地來看，砌塊仍然占據(jù)了墻體安裝的較大比例，各地區(qū)將板塊用量明顯高于新型墻體材料的使用，墻板的整體占用比較低。而造成這種情況的主要因素是由于與新型墻體材料使用過程相比，采用砌塊的方式能夠使得施工更加高效，而且應(yīng)用到的施工技術(shù)也與傳統(tǒng)黏土施工方法大致相同，因此在摒棄傳統(tǒng)的方法后，砌塊成為主要方法。分析世界發(fā)展情況可以得知，發(fā)達(dá)國家的人工費(fèi)用占比更高，而墻板都可以實(shí)現(xiàn)按片安裝，有效降低成本的支出，因此墻板的使用也越來越廣泛。就美國與德國等國家來看，其使用墻板的占有率更高，而且在面臨地震災(zāi)害危險(xiǎn)時，墻體結(jié)構(gòu)抗震性能良好，而就目前我國發(fā)展趨勢來看，墻板在我國應(yīng)用中具有廣闊的市場前景，隨著建筑行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，墻體材料的選擇也逐步向墻板的方向發(fā)展與探索。

2 填充墻基本類型

2.1 GRC 輕質(zhì)多孔板

GRC 輕質(zhì)多孔板主要由耐堿玻璃纖維等材料組織，而后在應(yīng)用硫酸鹽水泥作為主要支撐，經(jīng)過技術(shù)操作，可以形成具有多個圓孔的條板[2]。最開始GRC 輕質(zhì)多孔板更適用于非承重的內(nèi)隔墻之內(nèi)，目前逐步應(yīng)用到了建筑項(xiàng)目中的外圍護(hù)墻體中。

2.2 石膏空心條板

石膏空心條板的主要材料為石膏組成的空心板，而石膏包括天然石膏以及化學(xué)石膏。而石膏空心條板又分為石膏珍珠巖空心條板以及石膏粉煤灰硅酸鹽空心條板，一般多用于公有建筑以及工建筑的非承重墻。

2.3 蒸壓加氣混凝土板

蒸壓加氣混凝土板組成結(jié)構(gòu)包括石膏、鈣質(zhì)材料、硅質(zhì)材料等，同時需要鋼筋等支撐。此種混凝土板自重輕，絕熱性能好，且隔音效果較佳。除此之外，在生產(chǎn)此條板時，會在其中添加混凝土等多種材料，所以其穩(wěn)定性不斷提升，防護(hù)性能更高，承載能力強(qiáng)，能夠?qū)⑵溆脟菝姘濉?nèi)墻板以及外墻板。

2.4 輕質(zhì)陶?；炷翖l板

此種條板的主要膠結(jié)原材料為硅酸鹽水泥，同時其基料選擇輕質(zhì)陶粒，將其制作為實(shí)心條板[3]。一般此種板材常應(yīng)用到公共建筑物的非承重墻，又或者作為陽臺欄板、管道井。此種條板主要特點(diǎn)為自重小、所以安裝等環(huán)節(jié)則更為輕便；同時也會與主體結(jié)構(gòu)之間形成較大拉力，進(jìn)而增強(qiáng)墻體結(jié)構(gòu)的整體性能，抗震性能良好；可按照需求裁鋸、釘，更方便鋪設(shè)水電線管，以及安裝門窗等多個節(jié)點(diǎn)的處理工作；吊掛荷載更大，能夠?qū)崿F(xiàn)吊掛壁櫥以及板式暖氣片等等；抗沖擊性能更佳，在運(yùn)輸與安裝過程中出現(xiàn)的損壞率較低。而在實(shí)際應(yīng)用到裝配式建筑時，也可以提高框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，保證建筑物的穩(wěn)定性。

2.5 預(yù)制混凝土墻板

此種墻板主要是需要根據(jù)使用需求，并交由預(yù)制廠提前生產(chǎn)的一種墻板。而在具體安裝過程中，則需要應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備逐步進(jìn)行吊裝作業(yè)，另外在此類墻板在生產(chǎn)過程中需要提前埋下水電管線，進(jìn)而減少后續(xù)所需人工工作量，更能夠保證建筑工作效率。

此類墻板具有良好的隔熱性能，且穩(wěn)定性較強(qiáng)，強(qiáng)度高，在運(yùn)輸過程中很少會出現(xiàn)損壞的情況，滿足填充墻對墻體材料的各項(xiàng)需求。而且預(yù)制混凝土墻板能夠使用到內(nèi)隔墻之中，也可以應(yīng)用到分戶墻之中。而且墻板的生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以得到有效控制，這主要是由于預(yù)制廠在生產(chǎn)過程中未對其質(zhì)量環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)把控，而在管理時也能夠更有效的管理分包單位。與傳統(tǒng)建造建筑物相比，預(yù)制墻體系能夠有效加快工程施工速度，但裝配式建筑，在建設(shè)過程中，需要使用到大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行吊裝作業(yè)，而對于預(yù)制混凝土板而言，使用設(shè)備吊裝生產(chǎn)效率高效[4]。

3 混凝土框架-填充墻結(jié)構(gòu)有限元模型分析

當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析軟件主要為ATENA，在分析混凝土的實(shí)際結(jié)構(gòu)時，專業(yè)性更強(qiáng)。

混凝土材料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，屬于非線性材料的一種，如果混凝土在超強(qiáng)負(fù)載的作用下，會導(dǎo)致其模擬過程難度增加，而ATENA 則能夠?yàn)榛炷敛牧夏Ｐ吞峁┴S富的材料信息，進(jìn)而支持模型的構(gòu)建與分析，準(zhǔn)確預(yù)測出結(jié)構(gòu)以及其構(gòu)件的受力情況，為提高建筑物抗震性能提供有利條件?；炷敛牧夏Ｐ桶ㄊ芾瓲顟B(tài)下本構(gòu)模型、混凝土受壓狀態(tài)下本構(gòu)模型、鋼筋本構(gòu)模型以及接觸面模型。

ATENA 軟件中主要檢測混凝土所受的應(yīng)力，如果應(yīng)力超過標(biāo)準(zhǔn)之后，其現(xiàn)象結(jié)構(gòu)，這也就代表墻體結(jié)構(gòu)會受壓損壞。而這種情況大多是出現(xiàn)于應(yīng)力垂直面之中。而峰值后受到壓力影響，其能量也會消失于此平面之中。而在達(dá)到峰值之前，各個曲線之間也會出現(xiàn)部分重合，注重超過應(yīng)力，其試件高度等多項(xiàng)內(nèi)容也會隨之增加。之間產(chǎn)生的斜率也就自然減少。如若使用剪切帶理論可以發(fā)現(xiàn)，混凝土超過峰值應(yīng)力值后則會出現(xiàn)局部應(yīng)變，各試件都會發(fā)生位移，這也就說明混凝土出現(xiàn)了破壞[5]。此軟件能夠準(zhǔn)確測量出框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，為后續(xù)建設(shè)提供依據(jù)，保證裝配式建筑的綜合質(zhì)量。

4 墻體破壞情況分析

通過對實(shí)驗(yàn)構(gòu)件破壞情況的調(diào)查結(jié)果來看，墻體出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要因素是由于砌塊墻出現(xiàn)開裂、梁端部出現(xiàn)裂縫、梁端部裂縫增多、砌塊脫落等多種情況導(dǎo)致。這與地震導(dǎo)致的墻體破壞大致相同，通過對墻體破壞情況的分析，可以為提高其抗震性能作數(shù)據(jù)支持。主要破壞過程包括：彈性階段、彈塑性階段、承載力下降階段。

通過大量研究數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，如果出現(xiàn)地震等情況，填充墻及混凝土框架由于內(nèi)部填充較為復(fù)雜，會受到多個條件因素的影響，而各個因素包括砌塊強(qiáng)度、才材料質(zhì)量，施工技術(shù)等等。具體的破壞形式也可分為5 種類型。

第一，對角壓碎模式。這種模式就是指在放在角落里的擱塊被碾碎。而造成此種原因主要是由于各個框架節(jié)點(diǎn)之間交錯布置，而墻體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能有限，進(jìn)而導(dǎo)致框架構(gòu)件強(qiáng)度較為集中[6]。第二，對角斜壓破壞模式。此種模式下填充墻砌塊組成結(jié)構(gòu)被損壞。這種情況主要是由于墻體厚度薄，進(jìn)而時刻腳底出現(xiàn)扭曲、斷裂、壓碎的情況。第三，剪切滑移模式。這種模式是指在水平灰縫的影響下，填充墻會逐步出現(xiàn)滑移的情況，而裂縫墻體結(jié)構(gòu)的剛度值為零，墻體結(jié)構(gòu)的支撐力降低，進(jìn)而使得在力的影響下墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞。造成這種情況也與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度之間有關(guān)，而框架強(qiáng)度較高導(dǎo)致，整體結(jié)構(gòu)的脆性較強(qiáng)。第四，對角開裂模式。此種模式是指裂縫會沿著對角開裂加大。而在此時也會隨之出現(xiàn)斜壓桿傳力，出現(xiàn)力的影響與框架結(jié)構(gòu)薄弱有著關(guān)聯(lián)，構(gòu)架強(qiáng)度高的部位，比如砂塊和砂漿的強(qiáng)度較高。第五，框架破壞模式。此種模式下墻體并未受到破壞，而其框架梁則受到影響。此種模式破壞機(jī)理主要與對角開裂模式無較大差異，與砂漿強(qiáng)度以及氣砌塊安裝強(qiáng)度之間有著緊密關(guān)聯(lián)，進(jìn)而使得墻體結(jié)構(gòu)性能逐漸降低。

對于混凝土框架-砌塊填充墻結(jié)構(gòu)來看，其破壞類型較為復(fù)雜，而且并不是以單一類型出現(xiàn)，大多數(shù)是在兩種及以上的組合。而在上述提到的模式中，1、3、4 更為常見，而在實(shí)驗(yàn)地震危害時，此三種情況結(jié)合出現(xiàn)也更為普遍。隨著填充墻的損壞，墻體框架結(jié)構(gòu)的破壞程度也會隨之加大，而在破壞的影響下塑性鉸位置逐漸顯現(xiàn)出來[7]。而受到地震因素的影響，墻體框架結(jié)構(gòu)之間會出現(xiàn)力的反應(yīng)，如斜壓破壞以及剪切破壞等多項(xiàng)因素，其中剪切破壞影響最為嚴(yán)重。由于會受到施工及設(shè)計(jì)等多種因素的影響，砌塊填充墻結(jié)構(gòu)受力以及抗震性能也會隨之受到影響，進(jìn)而出現(xiàn)薄弱層，而對于墻體結(jié)構(gòu)來看，灰縫是最容易出現(xiàn)薄弱層的位置。而在外部力的影響下，如地震等，強(qiáng)度低的灰縫會受到力的影響，導(dǎo)致裂縫逐漸加大，受到力也越來越集中。而裂縫則也會沿著灰縫方向開裂，進(jìn)而使其出現(xiàn)剪切破壞。

5 砌塊填充墻體施工方法

在實(shí)踐與理論的基礎(chǔ)上總結(jié)了施工流程，為了提高建筑施工的整體效率，建設(shè)施工周期就要結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的裝配式砌塊墻施工經(jīng)驗(yàn)，選擇最為便捷的施工方法。砌塊及砌體結(jié)構(gòu)墻首先要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在工廠使用機(jī)械及組成墻面平均數(shù)值使用機(jī)械設(shè)備完成吊裝作業(yè)，在各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)之后，將填充墻以及墻體框架結(jié)構(gòu)與框架柱連接形成整體，保證墻體結(jié)構(gòu)的抗震效果及墻體穩(wěn)定性。

5.1 施工流程 裝配式混凝土砌塊具體操作流程規(guī)范分為以下幾點(diǎn)：墻構(gòu)件吊裝、頂縫處理、綁扎剪力墻鋼筋、結(jié)點(diǎn)處理、水電安裝、疊合梁構(gòu)件安裝、疊合梁樓板安裝、澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)及綁扎樓板鋼筋。

5.2 施工準(zhǔn)備

5.2.1 墻片制作 首先做好砌筑準(zhǔn)備，將薄膜鋪設(shè)到相應(yīng)區(qū)域之內(nèi)，薄膜的主要作用就是鋪設(shè)砂漿，并預(yù)先留好綁扎帶孔洞[8]。其次，砌塊砌筑。砌塊移動需要使用砌墻機(jī)進(jìn)行操作，此設(shè)備可以將砌塊放置到固定區(qū)域內(nèi)，而后在人工輔助的作用下，將其精準(zhǔn)放在砂漿之上，每完成一層砌筑作業(yè)后，要認(rèn)真檢查其平整度。如果不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，則需要及時進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整過程中可以應(yīng)用橡膠錘來完成平整作業(yè)，而后再進(jìn)行后續(xù)操作。最后，做好養(yǎng)護(hù)。在完成砌筑之后，可以使用鋼條綁扎，并將其放置在工廠內(nèi)做好養(yǎng)護(hù)工作。

5.2.2 墻片準(zhǔn)備 在墻片綁扎過程中要注意：首先，選擇塑料材料作為鋼條底座并聯(lián)在其底部，此環(huán)節(jié)對平整度的要求較高。在確保施工條件后，可將鋼條放置在底座之上，之后在相應(yīng)開展砂漿鋪設(shè)及砌筑墻板等環(huán)節(jié)。其次，鋼條與鋼條之間的距離應(yīng)當(dāng)在1.2 米以內(nèi)，而在綁扎鋼條時，需確保其位置與地面之間的垂直角度，切記不可傾斜。最后，對于有門墻片的綁扎工作而言，首先就應(yīng)當(dāng)應(yīng)用螺栓確定其支撐力，而螺栓需要與墻片底梁之間相連接。

5.3 墻片裝車

在進(jìn)行墻片裝車時，應(yīng)當(dāng)按照裝車標(biāo)準(zhǔn)而展開，首先要確定二者之間的順序，應(yīng)用吊裝設(shè)備將其放置在最外側(cè)，確保墻片不可出現(xiàn)移動等情況；金屬之間也要相應(yīng)設(shè)置緩沖裝置，金屬包括集裝箱、鋼條等等[9]。

為了確保墻片之間不出現(xiàn)位移，要合理放置集裝箱，分不同區(qū)域、分不同墻片規(guī)格，每個墻片兩側(cè)需相應(yīng)設(shè)置擋板。另外，也可以在集裝箱設(shè)置拴緊器，取10 個拴緊器，每一個拴緊器應(yīng)當(dāng)鉤住集裝箱底部的耳洞，而在集裝箱兩側(cè)則放置五個拴緊裝置，并交叉設(shè)置，進(jìn)而防止在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)一側(cè)傾斜的現(xiàn)象。為了避免金屬之間緩沖裝置，需要相應(yīng)設(shè)計(jì)緩沖裝置設(shè)備。而墻片安裝的鋼梁則應(yīng)使用拴緊器放置橡膠墊等固定設(shè)備，同時可以起到防護(hù)作用。而集裝箱在運(yùn)輸時應(yīng)當(dāng)放在頭部，并使用保護(hù)墊來起到防護(hù)作用。

5.4 施工準(zhǔn)備

5.4.1 技術(shù)準(zhǔn)備 在施工前首先要在構(gòu)件圖上定位好預(yù)埋件，并通過應(yīng)用構(gòu)件圖將其直接反映出來。而構(gòu)件模具的生產(chǎn)則要按照固定順序完成，保證現(xiàn)場實(shí)際吊裝計(jì)劃相符合。在吊裝墻前，工作人員需要了解施工圖紙的實(shí)際情況，并進(jìn)行細(xì)致的技術(shù)交底與圖紙審查，保證每一施工人員都能夠明確當(dāng)下的施工策略。

在編制吊裝方案過程中，要考慮各個設(shè)備的設(shè)立條件，并針對各桿件進(jìn)行科學(xué)運(yùn)算，尤其是對于吊裝的安全性，則需要進(jìn)行精準(zhǔn)驗(yàn)算。而在進(jìn)行調(diào)查作業(yè)過程中，墻片的應(yīng)力務(wù)必要檢測精準(zhǔn)。而在具體吊裝過程中，各個位置需要根據(jù)實(shí)際吊裝點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)確定，切記不可隨意變更吊裝點(diǎn)[9]。

5.4.2 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備 首先，吊車要時時做好準(zhǔn)備，并按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖紙位置合理放置吊車。其次，卡車則應(yīng)當(dāng)與吊車的位置相對應(yīng)，在進(jìn)入場后直接調(diào)轉(zhuǎn)車頭即可。再次，準(zhǔn)備好叉車，以此便于隨時運(yùn)輸各個工具。最后，確定墻片的實(shí)際安裝區(qū)域，并按照不同的安裝標(biāo)準(zhǔn)確定好各個安裝點(diǎn)，在確定完成后則應(yīng)完成標(biāo)號工作，保證二者清晰度，在完成編輯后，要與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行再次核驗(yàn)，保證位置的準(zhǔn)確性。

5.5 墻片吊裝

5.5.1 墻片定位 確定好墻片位置，保證具體定位與設(shè)計(jì)圖紙相一致。

5.5.2 放置墊片及鋪設(shè)砂漿 在吊裝墻片前，首先要按照圖紙?jiān)趬ζ恢梅胖脡|片，保證墻片的平整度，并在其頂面出設(shè)計(jì)標(biāo)高。墊片具體位置應(yīng)當(dāng)使用水平儀測量好各個控制點(diǎn)的實(shí)際標(biāo)高，根據(jù)最高點(diǎn)完成記錄工作。最高點(diǎn)應(yīng)為整個施工的標(biāo)準(zhǔn)，而后再選擇墊片，墊片越薄越好，在控制點(diǎn)放置墊片時，要確保墊片的差值數(shù)。而在放置墊片時，則包括兩種方法，其一直接完成放置，另一種則是在確定好了各控制點(diǎn)后，確定墻片的實(shí)際數(shù)量以及厚度，在安裝墻片時在放置[10]。墻片應(yīng)當(dāng)相應(yīng)放置兩個墊片，而墊片適合放置在對角位置，從而在鋪設(shè)砂漿時不會擋住墨線。而在放置兩塊墊片后，可以使用垂直檢測值確定其是否在同一平面上。在完成操作之后要復(fù)合墊片的實(shí)際位置，并進(jìn)行砂漿鋪設(shè)作業(yè)，而在鋪設(shè)過程中也要確保各個流程的合理性，以及砂漿鋪設(shè)的均勻程度而墊片的位置也要預(yù)留出不鋪設(shè)區(qū)域，切記留出墨線位置。只有合理按照步驟完成施工與安裝，才能夠確保墻體的穩(wěn)定程度，進(jìn)而增強(qiáng)其抗震性能，提高裝裝配式建筑的優(yōu)勢。

6 結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向仍然朝著現(xiàn)代化、工業(yè)化以及生態(tài)化的方向發(fā)展。砌塊墻在裝配式建筑中十分常見。而在普通建筑施工中，一般大多數(shù)使用的是現(xiàn)場混凝土砌塊墻，但此種模式造價(jià)低，且隔音及隔熱效果良好，但在實(shí)際施工中卻存在人力資源成本過高的情況導(dǎo)致工期較長，施工建設(shè)進(jìn)度以及施工成本難以得到控制，而受到天氣等因素的影響也會難以進(jìn)行。而裝配式混凝土填充墻的逐步構(gòu)建，能夠有效提高其抗震性能，成本低，更適合應(yīng)用到建筑行業(yè)之中。