建筑装配式混凝土结构设计

文/沈鹏程 湖南建设集团有限公司 湖南长沙 410000

人们的生活水平在经济大发展的背景之下已有了很大的提升，随着生活水平的不断提高人们对建筑提出了新的要求，不仅仅是以往的居住要求，功能要求也是建筑行业需要谨慎考虑的方面之一。为了应对越来越多的用户需求，各种建筑技术不断出现，而装配式混凝土就是当前情况下使用较为广泛的一种。我国的建筑行业通过对国外先进技术进行学习不断的对装配式混凝土结构技术进行研究和应用，使装配式混凝土不仅丰富了建筑形式，还对绿色建筑理念进行了进一步的满足。接下来文章将围绕装配式混凝土结构设计进行简要的分析。

1、装配式混凝土结构设计原理以及原则

首先要做的就是从设计原理的角度进行分析，并且对装配式混凝土结构设计所需要遵循的原则进行简单的介绍，从这个角度出发才能做到对后续问题的全方位探讨。

1.1 装配式混凝土的设计原理

作为当代最受欢迎的建筑技术之一，装配式混凝土结构设计在实际研发以及使用的时候采用的是等同原理。等同原理就是在较为稳定的预制构件受力钢筋连接技术的帮助之下，将预制构件与后浇混凝土进行完善的结合，并且采用较为先进的构造措施，使其在耐久性等方面与现浇混凝土保持在同等水平，在这样的手段支持之下能够使装配式混凝土结构与上文中所述的现浇混凝土的结构实现大致的等同性。而这里所说的等同性的实现，最主要依赖的就是结构构件的连接方式，但是不仅仅依赖上述条件就能完成，还需要一些其他的技术，比如适当的加强结构，或者是根据实际情况进行一些构件的调整。在实际应用的时候装配式混凝土比现浇混凝土面临着更为严格的要求。而其结构连接计算应根据连接点和接缝的构造方式和性能，确定结构的整体计算模型，并且从现浇墙地震力放大，楼盖面内刚度假定和梁刚度增大系数，框架梁端负弯矩调幅系数，楼板的布置方式与荷载传递路径和）混凝土保护层厚度这几个方面进行实际计算。

1.2 装配式混凝土的结构设计原则

上文中已经说明在装配式混凝土的结构设计当中主要需要遵循的就是等同原理，而同时装配式混凝土在进行结构设计的时候也需要遵循一些原则，主要有以下几个方面。首先是需要对装配式混凝土的整体结构进行有效的加强以保证整体使用效果，结构加强需要合理的科学的使用先进手段来完成；其次是装配式混凝土的结构设计要求过高，这就决定了其在进行建造的时候最好选用高强度的钢筋和高强度的混凝土以保证实际效果；第三就是为了使装配式混凝土的耐久度和延性等特性达到相关的规定标准，必须使其构造可靠，并且在节点和接缝等部分要严格的按照要求受力；最后就是装配式混凝土的整体模型计算，在这个方面要将其整体结构的构造方式作为考虑依据，尤其是节点和接缝部分。

2、结合实际案例对NPC技术进行分析

通过对一些装配式混凝土相关资料的了解可以发现，我国某集团研发出装配式混凝土NPC结构设计以及建造技术，这项技术的研发结合了一些国外相关技术的经验，将采用工厂机械化生产、现场装配的形式进行建筑施工，到现在已经形成了较为完善的体系。

2.1 NPC技术装配式混凝土作业

首先是在设计方面，要对建筑的节能环保进行全面的考虑，在此基础上进行剪力墙和充填墙的设计，而在做到设计混凝土现浇作业带时，要对混凝土现钢筋浆锚接头和现浇连接带进行完善的实际分析，同时做好水平构件梁和板的叠合形式进行设计，然后是连接方式的设计，一定要严格分析建筑的竖向结构；然后是预制构件吊装施工方面，在这个方面首先要对施工设备进行严格的选择，主要有钢筋吊钩等，而钢扁担能够为起吊作业进行辅助，并且在实际使用过程当中可以根据实际情况自由调节调点，还有钢筋的绑扎作业，要以施工图作为绑扎的基础，并且在绑扎的时候需要谨慎注意预制墙板的预埋，在焊接工作完成之后以增加钢筋的方式来保证强度；再就是对定位式装配结构进行测量，结构平面的控制工作要以网状控制的形式来完成，并且要保证垂直控制，主要是通过层级引测点来进行实际作业；接着进行吊装工作中的竖向构件吊装，机械设备为塔式起重机，用吊索吊住构件两端，并且使吊索和水平线一直保持在45度的夹角，先绑扎后起吊，并且在实际的吊装作业时要精确计算竖件中心以调整吊装作业；吊装作业还包括水平吊装，要按照先后顺序对平衡梁、楼梯等进行吊装，水平吊装作业依旧靠塔式起重机来完成。下图为装配式混凝土框架结构吊装工艺。

图1 装配式混凝土框架结构吊装图

2.2 NPC技术装配式混凝土的优劣

这种技术存在着自身的优势，首先使用这种技术进行建造的时候可以大大的提升建筑的整体性，其次是能够始终使建筑的排水系统等各个方面保持在流畅的状态，通过这种方式来保证建筑的保暖，最后就是能够使建筑较之一般建筑技术之下显示出更高的协调性；而其劣势也十分明显，就是在进行混凝土现浇的时候会产生许多的灌浆孔洞，所以就无法对实际的灌浆工作质量进行保障，不仅使工作质量降低，还为工程增加了一定的难度。

3、装配式结构混凝土优化方案

通过上文中的了解，装配式混凝土结构设计的优势以及存在的发展阻碍已经较为明显，并且对于NPC技术也有了简单的认知，为了保障装配式混凝土在设计应用当中能够不被隐患所困扰，接下来文章将提出装配式结构混凝土优化方案。

3.1 装配式混凝土结构研发方向

上文中已经了解过装配式混凝土的优势，在这种优势之下装配式混凝土一定会在未来市场上取得巨大的成功，所以一定要考虑到装配式混凝土结构的标准化和模块化。装配式混凝土结构设计在研发的时候一直是遵循着单一的模式，并且一直受到封闭性的限制，在这种单一性和封闭性的限制之下如果行业想要在装配式混凝土结构设计技术方面取得新的突破就会面临更加严格的要求，施工企业要为了研发新技术而调动大批资源，在引进先进设计技术方面展现出企业积极性和彰显企业实力，并且要调动技术研发人员的研究积极性和团队凝聚力，使其在研发时能够更加自由主动的交流，甚至是在很多时候进行跨团队、跨领域的合作。只有这样，装配式混凝土才能在设计和制作方面获得更大的优势。

3.2 提升预制构件的质量

为了保障实际施工时的建筑物质量，需要对装配式混凝土预制构件的品质进行进一步的提升。在这个方面首先需要提高施工人员和研发人员的专业能力，加大技术方面的投入，引进高技术人才或者是对企业内部相关人员进行技术培训；还有就是加大辅助技术的开发装配式混凝土结构设计技术不仅仅是在这一个方面，他还需要有很多的辅助技术进行完善，例如实际结构设计的检测技术辅助，和装配式混凝土的施工工艺辅助等等，只有全面考虑到装配式混凝土技术和辅助技术的关系，才能对预制构件的质量进行合理提升。

3.3 完善预制构件连接

在进行实际的施工作业时，一定要在预制构件连接方面考虑完善，为了加强工程的安全性控制，首先要保证预制构件连接的完整以及达到相关标准，并且为了降低操作难度要尽可能的在不影响工程质量的情况之下对预制构件的连接部分进行环节上的简化，用减少程序的手段来最大可能的提升工程的安全性。最后就是进行作业检测，对于装配式混凝土的防渗透等性能进行全面的测试。

3.4 对装配式混凝土进行推广完善

加大装配式混凝土的使用力度也是优化技术的重要途径之一，在装配式混凝土得到推广之后对其技术的研发力度也会随之加大。在装配式混凝土有着众多优点的现阶段，必须集合整个行业的力量对NPC技术下灌浆孔洞过多的问题进行解决，而技术得到推广之后就会有更多的企业关注到其缺陷并且投入到问题解决措施的研发当中。还有就是在实际工程当中要建立完善的机制，成立技术研发小组对现阶段装配式混凝土进行及时的技术反馈以及调整吗，并且结合实际经验进行新技术的研发。

结语：

文章简单介绍了装配式混凝土结构设计，对现阶段某集团的NPC技术以及实际建造进行了简要的分析，最后提出了装配式混凝土结构设计的优化方案。希望能够对我国建筑行业相关技术的优化有一些实质性的帮助。