装配式建筑构件设计与现场施工研究

吴远航

摘 要：随着城市化发展脚步的加快，国民经济增长越来越迅猛，建筑行业为了顺应社会的发展，在不断研究更先进的施工技术。在当代社会中，各种建筑结构给人们的生活带来了很多便利，满足了人们对建筑的多层次要求。但是整体来说，我国建筑工程大部分都是进行现场施工，装配式建筑占比较小，为了推进绿色施工理念，应提高装配式建筑的占比。

关键词：装配式建筑;构件设计;现场施工

随着我国城市化进程的飞速发展，传统的现浇式施工技术已经无法满足社会的发展需求，越来越多的新技术和新工艺被应用到建筑施工工程中，装配式建筑施工技术就是其中之一。与传统现浇式施工技术需要大量的人力物力，建筑材料复杂凌乱相比，装配式建筑只需要将事先在工厂中生产完毕的构件运输到施工现场，并进行机械吊装最后像搭积木一样组装好即可，一方面大大的节省了劳动力和劳动成本，另一方面有效提升了施工效率缩短了施工工期。在装配式建筑施工过程中，施工人员可以通过对施工数据的实时记录对施工质量进行分析和评价，从而保证施工建筑的安全性。

1 推广装配式建筑的必要性

装配式建筑是未来建筑行业的总体发展趋势，是现代建筑施工理念的一种体现，同时也是建筑行业更加集约化和科学化的一种发展，能够有力地推动整个社会和建筑行业的进步与发展。装配式建筑的充分应用，可以提高建筑的质量与品质，更是一种更加绿色环保，节约资源的建设方案，对于建设美丽中国，实现可持续发展，推动城市化建设具有十分重要的现实意义。

2 装配式建筑构件设计

2.1 结构节点设计

装配式建筑设计的核心是结构连接节点，这能够有效保障整个项目质量。当对节点进行设计时，工程师需要统筹考虑建筑施工的进度和结构安全稳固性，使得设计更为合理科学。此外，为了提升装配式建筑的质量，还需要进一步明确现场对建筑设计的测量与实际工程的真实情况相符。在当下期间内，节点连接技术类型较多，比如说螺栓连接方法等等，其特点是有较好的连接效果，按照施工进度及要求，施工和开发人员合理规划连接模式同时制定节点。

2.2 空间布局及立面设计

在套型组合当中，应该尽可能保证平面布局及立面构图的标准化、系列化，在设计过程中，通过标准化构件的不同排列组合实现变化丰富的平面空间布局，统一中强调节奏和变化的立面效果，另外还可以通过墙面装饰实现更为丰富的建筑表现。通过墙体组件差异以及不同组合排列，可以提高建筑空间布局的灵活性，突出建筑风格和主题。在预制装配式建筑外墙构件设计中，包括混凝土构件、装饰构件、阳台、空调板、门窗等，可以利用这些构建装饰剪力墙外部结构，提高装饰性效果，保证建筑外观设计的多样性。在门窗设计中，需要结合建筑通风、采光要求，对门窗大小、比例、窗框形式等灵活调整。

2.3 预制构件设计

预制构件设计当中，需要采取模数化、标准化原则，尽可能提高预制构件设计的标准型，减少构件类型，有助于控制成本。严格要求构件的耐火性、耐久性，具体设计中考虑成品保护效果、施工便利性、使用安全性。预制外墙板要结合相关标准，确定保温、隔热系数，根据当地气候条件匹配建筑结构。建筑工程内部的非承重墙体，可以采用可拆卸隔墙板，其主要优势是隔音好、便于安装。按照功能、室内空间划分，做好结构构件之间的连接设计，抗震性、耐久性要达到行业标准。针对厨卫接触水较多的区域空间墙，要保证防水效果、便于清洁。楼盖采用叠合楼板，但如果平面复杂、开间较大楼层需要采取现浇楼盖，保证楼板之间、楼板和墙体之间的连接整体性。阳台中嵌入盒、立管孔、栏杆孔、地漏等必须要保证位置精准，预制楼梯要确定预埋孔、扶手杆的位置。

3 装配式建筑构件现场施工技术

3.1 PC構件运输与堆场

PC构件一般是用低速平板车为主要运输方式，所以在运输过程中一定要注意维持构件的水平放置，以免在运输过程中产生碰撞损坏。另外，需要将运输架放置在轨枕位置，然后严格遵循PC构件的运输要求进行仔细固定，为PC构件的顺利运行提供保障。其次，将预制构件运输到施工现场以后，需要利用塔吊等设施将PC构件转移到指定所需位置。为了避免PC构件在施工场地的堆放环节中产生倾覆等意外事故，还需要采用三脚架钢槽来制作符合刚度要求的堆放支架，对称化的堆放方式能够进一步保障构件临时堆放的安全性，并为后续的各项施工工序高效顺畅进行打下良好基础。PC构件在现场吊装过程环节容易产生变形等问题，所以在挑选吊具时要尽量采用钢扁担且竖向起吊来有效抑制变形，吊装环节还要注意让构件的两边位置保持水平，避免破坏边槽等位置。

3.2 预制构件吊装

施工人员需要选择最合适的起吊设备，以保证起重施工预制组件的质量，采用不同的抬升力系统对施工过程和施工工艺的要求是有差异的。施工人员需要选择最合适的悬挂系统，以确保高质量的预制构件悬挂方法得当，不同的悬挂系统的施工过程和施工技术要求是不同的，施工工艺优化具体所述如下：放样→吊装预制柱→吊装预制梁→吊装预制板→吊装楼板→吊装外墙→其他预制件安装。针对上述工艺流程，对应执行现场施工程序，并配置相应的机械和电气管道。地板浇筑是整个建筑施工质量和稳定性的重要组成部分。因此，需要科学设计浇筑锚杆的插入位置，在墙上保留板坯浇注位置，从而确保混凝土的用墙板形成稳定的整体结构。应在墙板的底部留出空间，可以是在地下以相同频率作振动式运动，减少地震冲击对新型装配式建筑物产生的不良破坏。

3.3 预制构件连接

装配式建筑预制构件连接质量也是影响整个建筑质量及稳定性的重要因素，构件连接一般可选择干法连接和湿式连接。干法连接是指预制构件之间采用螺栓、焊接、简支搁置等连接的方式。干法连接的特点是现场没有或很少湿作业的连接方式，预制构件之间主要依靠螺栓、焊缝等传力，而不依靠后浇的混凝土或者灌浆层传递主要内力。干法连接的优势是工期短，操作简单，适用于预制构件之间的连接，对预制构件具有良好的承载力、刚度、抗剪能力及耗能能力。干法连接也存在部分灌浆或者后填砂浆作业，其目的主要是用于防护或封堵。

而湿式连接则是指预制构件之间通过现场连接钢筋或预埋件，并通过后浇混凝土或灌浆形成整体的连接方式。湿式连接的特点是现场存在较多浇筑混凝土及灌浆等湿作业的连接方式，预制构件之间依靠后浇的混凝土或者灌浆层传递主要内力。湿式连接的优势是构件连接可靠，较刚法连接传力较均匀不容易产生应力集中的现象。缺点是存在较多的湿作业，工序相对复杂，工期相对较长。

3.4 预制构件安装

3.4.1 要确保支撑控制角度在30度至45度以内进行安装新型装配式建筑构件，底部倾斜支撑高度需要控制在40cm至50cm，上坡高度应控制在200cm以上，地板螺栓的預埋位置要明确对应，针对预埋的螺栓施工，必须在钢结构与钢混料结构中应用钢焊接成型，确保斜支撑的安装便捷与高效以及混凝土结构质量可靠不被破坏。

3.4.2 运用厚度约5mm的钢板实现钢筋连接和固定，按照预定义的间距位置做好开口处理，钢条直径一般需要超过10mm，在浇筑施工前将钢筋连接在一起。

3.4.3 应在预制墙板的根部位置留出相应的间隙，在抬升该构件施工前需要将钢垫板添加到墙板的根部，从而实现对墙板位移问题的防控。

3.4.4 需要根据外墙保温板的技术要求加装相应的海绵保温材料，海绵材料的厚度应控制在3cm至5cm，宽度应与保温系统的外壁板基本等效，避免在灌装施工过程中在根部漏浆的风险。提升到位后，必须以慢移轻放的原理安装，做好多方向的校正，确保垂直度和水平度，从而能有效地提高施工质量。

4 结语

装配式建筑构件设计的研究与应用，对装配式建筑的现场施工和建造具有十分重要的意义，施工人员和技术人员应充分考虑装配式建筑的绿色环保性，并且最大程度上避免对周围环境产生影响。另外，要不断完善其生产运输体系和设计，保证建筑结构的安全稳定性，推动装配式建筑在更多的地区得到广泛的应用，推进城市化建设的进程。

参考文献：

[1]李惠.装配式建筑节点连接方法及其施工质量控制研究[J].价值工程，2019，38（27）：38-41.

[2]范玉，黄新，黄继战.新型装配式建筑PC构件模板设计及施工技术[J].施工技术，2018，23（15）：160-161.

[3]戴天雄.装配式住宅中预制构件的施上技术探讨[J].门窗，2016（11）：98-99.