装配式建筑施工结构节点优化及处理技术研究

康才东 段佳利 朱江

摘要：随着我国建筑行业迈入工业化阶段，装配式建筑在我国得到了广泛的推广应用。近年来，各省、市的新建建筑中装配式建筑的比例逐年不断增加。装配式建筑不同于传统的建造方式，将繁杂的现场施工作业转移到工业化车间进行构件预制加工，减少建筑垃圾，实现节能环保。本文结合工程实践阐述了装配式建筑施工结构节点优化及处理技术，并对其施工要求做了详细、深入的分析。

关键词：装配式建筑;施工结构;研究

引言

当前我国建筑行业呈现出蓬勃发展的状态，在大力倡导城市化建设发展理念的同时，随之提出工业化发展的指导性战略。在装配式建筑施工当中，始终有一些质量问题频发出现，严重影响装配式建筑施工的质量水平。这就要求应当切实提升装配式建筑工程施工水平，在此基础上深入研究装配式施工质控方法，并将其充分运用到工程施工实践，这样才能有效控制装配式建筑施工质量水平。

1装配式建筑概述

1.1装配式建筑的基本概念

装配式建筑不仅具有结构方面的突出优势，还可以在施工建设的过程中实现生产成本的控制，减小施工过程中的环境污染和资源浪费。由于装配式建筑在这些方面的突出优势，其在各行业得到了广泛的应用。从装配式建筑结构的施工流程来看，主要以设计、生产、施工、安装为主，在预制工厂内根据前期所设计的各个构件来组织生产，对各个构件加以适当的优化，保障構件质量，这种预制生产、现场安装的方式有效提升了整体的施工效率。

1.2装配式建筑的特点

装配式建筑结构应用在工程领域中，不仅缩短了施工周期，更是保持了不同施工模块和流程之间的协调性。首先，在施工作业开展时，预先制定的构件使得施工企业在施工现场有足够的时间和精力来完成其他环节的施工作业。因此，装配式建筑的施工效率更高，不同施工流程之间的衔接更好。其次，因为装配式建筑在构件生产时采用的是标准化方式，各个构件更具先进性和环保性，从而带动了整个建筑行业的发展。最后，装配式建筑在计算机技术等的辅助下，精度控制更为便捷，提高了工程质量和效益。

2装配式建筑施工技术的优势

2.1低碳节能与绿色环保

在进行建筑工程施工过程中，选用装配式建筑施工技术，能够有效推动我国绿色经济的不断快速发展，能够有效提高建筑工程的施工质量与施工效率。针对装配式建筑施工技术，因为它具有多种优势特点，如绿色环保与低碳节能，因此选用这种施工技术，可以对我国有限的环境资源起到有效保护与节约的作用，能够有效减少施工现场作业量。在过去进行建筑工程施工过程中，施工现场常常会产生粉尘污染、噪音污染等问环境污染问题，而通过使用装配式建筑施工技术，则可以对这些环境污染问题进行有效解决，能够有效保证建筑工程施工现场的整洁性，同时装配式建筑施工在极大程度上可以降低对其周边居民正常生活环境造成的影响。

2.2有助于建筑工业化与建筑产业化的实现

在过去进行混凝土建筑工程施工过程中，由于施工精度不够高，各种规划空间尺寸非常容易产生较大的施工偏差，所以会对建筑物后期室内装饰施工造成非常大的影响。而通过使用装配式建筑施工技术，则可以对以上各种问题进行有效解决，有助于建筑工业化与建筑产业化的实现，装配式建筑物构件具有自己的施工标准与施工要求，生产厂家应根据这些施工标准与要求来生产加工墙板、梁、柱子等装配式建筑物构件，而且在对这些建筑构件进行生产加工过程中，应将水管、电线预先埋设在规定位置。在加工生产装配式建筑构件过程中，生产厂家均是选用相对应的模具来进行加工的，所以在设计精度方面，装配式建筑构件提出了十分严格的要求，有助于建筑工业化与建筑产业化的实现。针对装配式建筑，由于这种模式对设计精度是十分严格的，所以这样可以更好地推动建筑物室内装饰设计的规模化发展。因为装配式建筑构件均是在工厂中预制加工的，所以在选用装配式施工技术，可以在施工现场对装配式建筑构件进行直接安装施工，能够高效统一管理建筑工程的施工质量，有助于建筑标准化目的的实现。

3工艺原理

3.1预制柱纵向钢筋连接采用半灌浆套筒连接

通过模具对锚固钢筋的定位，模具孔洞大小控制在比柱钢筋大2～3mm，在柱边弹出控制线，调整定位模具，采用焊接方式来固定定位模具，来保证柱纵向钢筋位置精确;然后进行吊装、校正，待坐浆强度达到后采用高强灌浆料进行封堵，通过对空腔体积的计算得出灌浆料的用量，对比实际用量与理论值，保证实际用量大于理论用量，以此来控制灌浆质量。

3.2利用BIM技术

模拟吊装过程，分析叠合板、预制柱与梁的节点钢筋的位置、数量、规格等数据，通过空间模型分析叠合板与框架梁角部钢筋、预制柱纵向钢筋与梁主筋是否有碰撞现象。如叠合板与框架梁钢筋存在碰撞可现穿入角部钢筋，待叠合板安装调整后进行绑扎;对于预制柱与梁钢筋的碰撞，采用梁钢筋水平偏位避让的方法以此解决钢筋碰撞的问题。

3.3预制楼梯深化设计

应结合现场楼梯间实际尺寸及位置，并进行校核计算验证，确保各处连接节点位置的准确性和安全性。制作预制楼梯的模板时应严格按照深化图纸进行。每次预制楼梯段安装就位后及时用C40级CGM灌浆料将预留孔洞封堵，并采用聚苯填充楼梯缝隙。

4施工操作要点

4.1柱与柱连接节点

装配式结构中预制柱的连接关系到整体结构的抗震性能和结构抗倒塌能力，是框架结构在地震荷载作用下的最后一道防线，极其重要。为保证预制柱吊装时能精确就位，以及缩短吊装时间，可在预制柱施工前先制作柱定位模具，模具孔洞大小控制在比柱钢筋大2～3mm，以保证柱钢筋定位精确度。利用经纬仪在预制叠合板上将楼层控轴线放样放出来，同时将柱边线分出，在叠合板上弹出柱边线，吊装作业人员按照柱边线调整定位模具，通过焊接固定钢筋来确保钢筋位置准确性。现场施工员在抄平时，按照2cm+8d在外漏钢筋长度上用记号笔做标记，利用红外线水平仪辅助在所有钢筋上做好标记，安排焊工将长度超出的钢筋割除，以保证外漏钢筋长度一致。在混凝土浇筑前，利用PVC管作为保护措施，套在竖向主筋上，以免浇筑时造成污染，避免二次清理用工。将连接部位凿毛以增加接触面并清理表面浮浆，采用吊装梁垂直起吊，预制柱吊装至操作面保证其底部稳定水平，使预留钢筋插入至灌浆套筒内，安装柱临时支撑，对柱的安装位置、水平度及垂直度进行检查，调节支撑并紧固。预制柱在起吊时应试吊升高50cm，操作过程应做到慢起、快升、缓放。预制柱调整就位后，在柱角处加塞垫片，并按照设计要求将柱底部接缝处封堵密实，接缝处封堵厚度需符合设计要求。

4.2预制柱与梁连接节点

本工程梁柱节点通常有角柱（柱-2梁）节点、边柱（柱-3梁）节点、中柱（柱-4梁）节点三种，节点区柱纵筋与梁纵筋（多向）避让若处理不当，将增加施工现场节点处理难度，后期的修补措施不当对结构安全留有隐患。因此，项目在施工图设计阶段，应提前对结构单体中全部梁柱节点钢筋避让优化，结合预制构件吊装顺序，以后浇节点区施工简单为第一原则，进行框架梁柱节点深化设计。常规设计节点包括：预制框架柱竖向连接，预制梁在框架柱内锚固两种。预制梁在框架柱内锚固需要考虑两种情况：相交于同一节点的多梁纵筋与框架柱纵筋的避让，考虑（同向/不同向）梁筋的避让。梁纵筋与框架柱的纵筋避让相对简单，只需要保证梁、柱纵筋的位置满足钢筋误差（制作、安装）和混凝土浇捣要求即可。框架梁柱節点的框架梁纵筋避让，对于同向框架梁纵筋多采用水平偏位，不同向框架梁纵筋采用竖向偏位处理。

5装配式建筑结构设计的优化路径

5.1建立健全设计体系

我国的装配式建筑施工技术在多年的发展中取得了一定的成果，但依然存在着很多的技术难题。各个工程企业在装配式建筑的结构设计和施工过程中，要不断积累结构设计经验，建立完善的结构设计体系，在该体系中明确规定装配式建筑的结构设计流程、标准等基本内容，为设计人员的设计工作提供制度指导。与常规的住宅式建筑不同，装配式建筑结构设计更需要构建可行且完善的标准设计体系，该体系由标准化户型模块和标准化交通模块所构成。交通模块，重点是要进行装配式建筑中楼梯、电梯井、过道等基本交通要素的标准化设计，而户型模块方面，重点要进行内部空间结构的优化，使得空间形状、尺寸能够达到标准化设计需求。

5.2优化预制构件的节点设计

节点设计是装配式建筑结构设计中的一个难点，且节点设计是否合理，关系到装配式建筑结构的稳定性与安全性。在传统的节点设计中，一般选用的是钢筋或者套筒连接方式，这些连接材料的价格偏高，也就导致整个结构的建设施工成本较高。从经济性的角度出发，设计人员在装配式建筑结构设计中，为提高节点设计水平，可以通过优化预制构件之间、预制构件与现场混凝土构件之间的节点连接方式来最大限度地提高结构性能。

5.3预制构件拆分把控

装配式建筑的结构构件非常复杂，包含的预制构件数量较多，在结构设计与优化的过程中，专业设计人员应根据装配式建筑的结构特点，了解清楚在结构体系内哪些属于现场浇筑构件，哪些属于预制构件。一般的装配式住宅建筑在设计时，设计人员应注重水平构件预制技术的选择，尤其要注重叠合板、阳台、楼梯等的科学设计，根据现场条件来进行各个构件的科学使用，通过科学地规划与布局，节约空间和成本。

结束语

我国装配式才开始发展可能许多地方仍然不成熟，但是我们的国家正在提倡和发展装配式建筑。这里我们对装配式施工现场注意要点进行研讨，为以后装配式建筑提供些许经验。我也相信我们国家的装配式建筑体系也将越来越规范化和标准化。

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