关于装配式建筑结构设计中的施工因素分析

朱振宇

（山西省建筑设计院有限公司，山西 太原 030013）

面对现代建筑行业飞快发展带来的挑战，绿色节能战略大力实施，强调建设绿色节能型建筑，在满足建筑行业发展需求的同时，降低建筑能源损耗和环境污染。装配式建筑结构设计中，相较于普通建筑结构更为特殊，为了保证后期施工便捷，提升施工质量和效率，应该综合考量后期施工因素，推行集成化设计、装配式施工和工业化生产，打造更符合节能环保需要的建筑工程，对于建筑行业健康持续发展意义深远。

1 装配式建筑内涵分析

1.1 生产式建造

装配式建筑推行集约化设计、工业化生产，在工业标准化建筑理念基础上，施工期间的构件和部件全部是在工厂中制作，工厂生产的构件质量稳定，可以最大程度上降低施工现场因素对质量的影响，为后续施工活动更顺利展开奠定基础。生产的构件运输到施工现场后，然后运输到施工现场后总装，有助于加快装配式建筑施工进度，降低人工劳动强度，提升施工效率和质量。传统建筑生产方式逐渐被淘汰，开始推行集约、高效的建筑理念，改善传统资源浪费和质量通病，打造高质量工程[1]。

1.2 节能环保

绿色节能型建筑是建筑行业发展的主流趋势，装配式建筑相较于传统建筑而言优势突出，迎合节能环保要求，降低资源损耗和施工成本，现场安装可以降低水泥和钢材耗量，尤其是水资源的用量大大减少，有助于降低施工现场污染和破坏。装配式建筑外墙敷设保温层，可以减少夏季空调能耗和冬季采暖能耗，并且所选择的保温材料还具有降噪吸声功能，最大程度上降低外界噪音的干扰。装配式建筑的材料具有不可燃或是难燃特性，即便出现火灾，也可以有效阻碍火灾蔓延。相较于普通建筑，装配式建筑的抗震等级更高，为人们生命财产安全提供保障。

1.3 综合效益

装配式建筑较之传统建筑的综合效益更高，有助于设计多样化、制造工厂化和施工装配化，提升施工效率和质量。

2 装配式建筑结构设计中的施工因素

2.1 构件尺寸和重量

在装配式建筑结构设计中，构件尺寸和重量限制是首要考量的施工因素之一，为了满足装配式工业化生产需要，应该在工厂里生产预制构件，然后运输到施工现场装配施工[2]。施工现场很少具备预制生产条件，对质量影响较大，而装配式建筑可以最大程度上规避施工现场带来的不良影响。诸如，预制构件从生产工厂运输到施工现场，对于道路转弯半径、限宽和限高有着明确要求。这就需要设计人员进行充分的实地调研，明确结构受力特性，结合运输条件来确定构件尺寸和质量，规避预制构件生产后受到运输条件限制，无法顺利运输到施工现场。

预制构件专员过程中，除了考虑道路条件外，还要结合施工现场垂直运输设备作业的重量限制，施工中主要是以QTZ63 型塔吊应用最为广泛，如果是50m 起重臂，最大作业半径50m 处起重量不超过1300kg，40m 处起重量不超过1800kg。需要注意的是，单个构件重量超过起重量，需要在施工现场动态调整垂直运输设备，以便于更好的满足高层建筑和超高层建筑施工需要[3]。

2.2 起重机械附着处强度

装配式建筑结构施工过程中，施工期间很容易受到客观因素影响，加剧施工质量和安全问题出现。纵观装配式建筑施工现场来看，电梯和塔吊是主要的垂直运输设备，如果设备性能不符合高度要求，则需要将建筑物和附着架整合在一起，确保垂直运输设备安全稳定运行。施工电梯附着架是建筑工程不可或缺的组成部分，对建筑所产生的应力较小，但是塔吊附着架对建筑物产生的应力较大，需要予以高度关注和重视[4]。装配式建筑施工中常见的塔吊以QTZ63 为主，每个附着架有两个附着点，在X 和Y 方向产生一个分力。塔吊附着架安装后，结构构件最大受到265kN 平面外应力，在结构设计中如果未能考虑附着点构件的作用力，可能对构件带来不同程度上的破坏。所以，装配式建筑结构设计中，应该综合考量构件连接点的作用力，避免后期施工中破坏连接点稳固性。通常情况下，塔吊生产厂家则会在使用说明书中予以明确说明，确定建筑物附着点受力情况，并对建筑物附着点强度进行计算[5]。

2.3 外墙脚手架的构件要求

在装配式建筑后期施工过程中，外墙脚手架是施工中的主要安全保障措施，其中包括悬挑架、落地架和附着式升降架等。在多层建筑中落地架应用广泛，在具体搭设中可以将对建筑构件的影响降到最小化。所以，实际应用中应综合分析附着式升降架和悬挑架使用情况对结构构件的影响情况。

悬挑架悬挑高度在20m 以下，立杆纵距1.5m，横距1.05m，选择I18 悬挑梁，固定端长度则是悬挑长度1.25 倍以上。支座构件受力大概为32kN，悬挑梁固定端锚固点拉应力16kN。附着式升降架每步架1.8m，长5 跨，每跨1.5m；架体跨0.9m，采用两个附着支座的竖向荷载42kN 左右。

上述结构对建筑产生的作用力较大，结构设计中计算构件单件和连接节点，明确作用力方向和大小，便于后续施工活动有序开展，最大程度上消除安全隐患。在后期施工中，作用力对现浇结构建筑影响较小，但是结构设计中很少会综合考量。但是，装配式建筑预制构件受到外部作用力较大，装配式建筑可能发生不同程度上的边扭曲和变形。

2.4 建筑物料因素

在装配式建筑结构设计中，物料因素对后期施工质量影响较大，在预制构件生产中，施工人员由于经验不足，可能无法把控混凝土配合比合理性，埋下一系列质量隐患。混合料拌制中，遵循少拌、勤拌原则；后期混凝土浇筑中，叠合板浇筑厚度较薄，如果粗骨料用量多，可能产生烂根问题。构建安装前，可能出现构建尺寸偏差，影响到构建平整度。所以，进入施工现场前，需要将尺寸有误差的构件筛选出来，并做好成品构件保护，避免移动过程中受到损坏构件，影响到装配式建筑整体施工质量。另外，还要考量环境因素，促使后续装配式建筑施工活动有序开展，消除潜在安全隐患，确保施工活动安全有序进行。

3 结语

综上所述，装配式建筑是建筑行业主流发展趋势，面对现代建筑行业带来的挑战，应该整合建筑资源，分析后期施工因素，在工厂生产的构件运输到施工现场后，及时质量检验，缩短施工强度和施工周期，提升装配式建筑结构设计合理性，打造高质量的工程。