装配式建筑结构设计及施工技术研究

肖光耀

深圳市建筑工程质量安全监督总站，广东 深圳 518029

随着社会的发展和科技的进步，我国建筑行业取得了良好的发展成果，建筑企业要想提升社会竞争力，就应注重优化创新。装配式建筑作为一种新型的建筑形式，有着诸多优势，不仅能减少气候环境的负面影响，而且能显著提升整体施工效率，节约人力、物力、财力，还能灵活划分空间，实现自由分割房间。相关单位要想确保装配式建筑工作有序开展，应关注结构设计环节，并发挥现代化施工技术的优势。

1 装配式建筑发展背景及优势

装配式建筑诞生于20世纪中后期，一开始在美国、日本等发达国家先行采用，但是对于美国和日本而言，由于地理位置不同，装配式的发展也存在差异性，有着各自的特点。装配式建筑分为三种类型：装配式钢结构建筑、装配式木结构建筑、装配式混凝土结构建筑。美国许多大城市注重采用混凝土装配式建筑建造住宅区，经济落后的城镇地区则采用钢结构、木结构装配式建筑。日本的地域面积较少，且处于沿海地区，时常发生地震，因此日本的装配式建筑更加注重抗震性能。我国装配式起步较晚，但是混凝土结构、钢结构以及木结构等有着广阔的发展空间，其中混凝土装配式结构在大多数地区被推广应用，提升了装配式建筑的覆盖率，实现建筑行业改革和创新[1-2]。

随着市场经济的快速发展，装配式建筑是建筑新时期的产物，与传统建筑相比，装配式建筑在各方面都具有优势，主要体现在采用先进的建筑技术、环保效果好、施工工期较短、建筑总体质量优，促使建筑技术进入新时代[3]。

2 装配式建筑结构设计及施工技术

2.1 结构设计关键内容

与传统的现浇混凝土结构不同，装配式建筑结构设计对设计人员提出了更高的要求，不仅要求设计人员具备力学理念、结构专业知识，还要经过实践，细致全面考量结构细节设计，从而确保各项工作的有序开展。我国政府所制定的规范条例中明确指出装配式混凝土设计理念与现浇混凝土有一致性特点，还提出了装配式混凝土的关键设计流程，要求观察建筑预制特征，明确各参数准确性，再综合了解建筑的环境情况，完成初步设计方案。在这一过程中，要关注方案的可实施性及对施工产生影响因素，发挥出建筑信息模型（BIM）技术的优势，实现将设计方案与施工方案两者相互整合，共同制作成为数字模型，采用数字化信息平台来将结构和设备进行试运行，以实现方案优化[4]。

装配式建筑是将工厂生产的预制构件和部品部件在工地装配而成的建筑，要求构件和部件实现标准化。其充分考虑预制构件生产工艺、模板利用，以少规格、多组合的理念进行构件和产品的组合设计。预制构件的标准化设计是从建筑的整体协调性出发，改变原有的“先按现浇结构设计，然后拆分预制构件”设计思路，采用“标准化、序列化预制构件来组合出建筑楼栋”的全新设计思路，发挥装配式建筑的工业化特点。从建筑的整体协调性出发，发挥装配式建筑的工业化特点，提高装配式建筑的经济性和生产施工效率[5]。

预制凸窗的标准化是要尽量将预制凸窗跟结构主体梁分开，尽量避免采用内嵌式凸窗，而采用外挂凸窗。外墙标准化分为两个层次：（1）形状上的标准化，要求在进行方案设计和建筑设计时，尽量做到户型标准化，减少户型，统一层高；（2）各个楼层的墙体配筋尽量统一，即配筋上的标准化。外墙构件标准化，一般不考虑边缘构件的预制，只考虑中间构造墙身的预制。构造墙身的配筋一般按规范规定的构造配筋配备，不容易随楼层发生变化，有利于工厂标准化生产。

2.2 施工技术关键内容

装配式建筑较为专业，故构造形式独特，主要体现在装配式建筑的构件在正常使用背景下始终可以保持良好弹性。构件的连接部位要确保有着良好的抗裂性能和抗渗性能，避免结构发生损伤。即使存在破坏，在破坏逐渐消除后也能够进一步对建筑进行局部修复，确保建筑始终能够正常使用。例如，在发生火灾时，装配式建筑的抗连续倒塌能力会有效防止火灾蔓延，避免产生较大破坏。装配式建筑的运输环节也至关重要，需依据构件数量、尺寸，选择合理的运输车辆，确保各构件在运输中避免受到其他因素影响而出现损坏。同时，在运输过程中，工作人员要将构件固定在车辆上，放置缓冲材料保护。另外，运输车辆在发动前应提前设定好运输路线，保持匀速行驶，避免出现急刹车或者急转弯等问题[6]。

对于装配式建筑的施工技术，预制构件现场施工极为关键，因此文章主要针对预制构件定位、预制构件防漏浆以及预制构件的钢筋连接三个方面进行阐述。针对预制构件吊装作业环节，首先，要采取措施，以避免预制构件破损；其次，考虑预制构件的安装效率及施工质量，建议将预制构件两侧铝模板C槽增高（见图1、图2），以达到辅助预制构件吊装就位的目的。同时，根据光是沿直线传播的原理，采用红外线或激光仪等吊装设备辅助预制构件的吊装作业，还可采用智能化吊装系统以起到辅助预制构件吊装的作用。

图1 增高铝模C槽辅助预制构件就位

图2 预制构件就位图

因为预制构件与现浇混凝土结构为刚性连接，所以预制构件防漏浆与现浇剪力墙交接位置的防漏浆处理也是装配式建筑施工的重点之一。针对预制构件防漏浆，首先，对预制凸窗的窗口进行整体预埋（见图3），使预制凸窗起到良好的防水效果，减少窗周的渗漏隐患；其次，预制构件与铝模连接位置，深化设计凸窗预留压槽（见图4），防止构件错台及浇筑时构件与铝模连接缝处漏浆；最后，采用海绵条、双面胶等材料封堵预制构件与铝模连接处。

图3 预制凸窗窗框整体预埋

图4 预制凸窗预留压槽

针对预制构件位置处的钢筋节点设计优化，可将预制凸窗两侧封闭箍筋优化成开口箍，提高预制凸窗安装效率，以保证施工质量；还可以深化预制凸窗预留加固钢筋，加大部分钢筋直径，提高连接强度，取消部分钢筋，从而提高施工效率。

3 结束语

我国装配式建筑目前依然处于初步发展阶段，存在各种问题，主要体现为建筑成本较高，影响其发展。建筑行业要想促进装配式建筑稳定进步，就应始终关注建设成本，

优化和完善装配式建筑结构设计，确保各项工作严格按照设计要求进行，并综合考虑各方面问题，其中最关键的就是设计施工阶段，要求相关人员系统研究和分析装配式建筑，获得更多技术资源。同时，只有制定全过程建筑结构设计流程管控制度、完善设计体系，通过各种手段来完善施工工艺，才能显著提升建筑工程整体质量，为促进装配式建筑广泛应用奠定坚实的基础。