装配式高层住宅混凝土结构若干关键问题研究

沈世豪

(中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000)

现阶段，我国正处于城镇化与新农村建设的关键阶段，建筑行业的发展面临着绿色节能的要求，这就对传统建筑行业的发展提出了严峻挑战[1]。在建筑施工技术不断提升的基础上，装配式混凝土结构的应用，为建筑工程的发展提供了新的思路，可以有效促进建筑工业化水平的提升，弥补传统建筑行业中存在的问题。在传统现浇式住宅当中，工序复杂，需要大量的劳动力，造成生产效率低下，同时在施工成本控制方面难度较大。但是在预制装配式住宅中，可以借助工业化的生产方式开展建造作业，借助工厂进行部分甚至全部构件的预制，然后运输到施工现场进行组装，从而提升施工效率[2]。由此可见，在现阶段高层住宅施工中，要充分发挥出装配式混凝土结构的优势，转变传统的施工模式，促进建筑行业的可持续发展。

1 装配式混凝土结构与高层住宅结构介绍

1.1 装配式混凝土结构概述

装配式混凝土结构指的是采用预制混凝土构建为主要部件，在经过现场装配、部分现浇以及节点连接之后所构建的混凝土结构。在现阶段建筑行业的发展中，装配式结构按照装配化程度的高低，可以将其分为半装配式与全装配式两种类型，前者指的是工厂负责部分构件的预制，剩余的构件采用现场浇筑的方式，而后者则采用全部工厂制造构件的方式，运输到现场进行装配。简而言之，装配式混凝土结构的建造方式，就是在工厂化生产预制装配式混凝土构件，例如板、墙以及柱之后，借助起重机以及其他施工机械，进行组合安装的施工技术[3]。在具体应用中分为三个阶段。

(1)预制阶段，由预制工厂负责加工构件。

(2)运输阶段，在预制构件加工完成以后，运输到施工现场。

(3)安装阶段，在将预制构件运输到位以后，开展吊装安装施工。由此可见，在装配式混凝土结构的建造中，需要遵循设计、制造、运输、安装以及装饰的流程，保证施工环节的顺利开展。

1.2 装配式混凝土结构的发展

对于我国装配式混凝土结构的生产与应用来说，已经形成了六十余年的发展历史，从上世纪六十年代开始，就针对装配式混凝土建筑设计施工技术开展研究，主要的预制构件集中在吊车梁、屋面梁、屋面板以及柱等。在进入七十年代以后，随着中小预应力构件的快速发展，许多城乡中诞生了大批的预制构件厂，预制混凝土空心板的应用也更为广泛[4]。特别是在政府的大力提倡下，我国在预制构件行业中迎来了新的发展机遇，全国各地出现了规模化的装配式混凝土建筑模式，实现了构件设计、制作以及施工的一体化发展，这也意味着我国在预制构件方面取得了显著成就。但是总体来看，尽管进步显著，然而预制混凝土技术水平相对落后，特别是在生产工艺方面的缺陷，无法适应当前多样化的需求。同时对于预制装配式混凝土结构来说，其自身的抗震整体性能水平较低，在进入上世纪九十年代中期以后，全现浇混凝土结构体系逐渐代替了装配式混凝土结构，这也造成行业陷入到生存危机中。而在进入二十一世纪以后，随着住宅产业化发展水平的不断提升，现浇结构体系已经很难符合实际需求，其中所暴露出来的问题日益严峻。在这种情况下，我国需要结合国外产业化的成功经验，积极的推动建筑行业的住宅产业化、建筑工业化发展，为装配式混凝土结构的发展提供保障，特别是在相关企业与科研单位合作的情况下，研究成果在实际工程中得到了有效应用。

1.3 高层住宅结构特点

在我国现阶段建筑行业的发展中，高层住宅指的是层高在10层及以上，高度在28m以上的住宅建筑，相较于低层或者多层住宅来说，高层住宅表现出鲜明的特点。

(1)结构设计充分考虑水平荷载 对于多层或者低层住宅来说，采用的是以重力为主的竖向荷载控制，但是对于高层住宅来说，尽管竖向荷载依旧发挥着重要作用，但是同样需要考虑地震荷载以及风荷载所产生的水平荷载，从而保障建筑结构的稳定性。

(2)强化结构侧移控制 在高层住宅结构设计中，结构侧移已经成为了其中的关键因素，必须要采取有效控制，避免出现结构侧向变形增大的情况。

(3)轴向变形发挥着重要作用 在高层住宅建筑中，轴向变形对侧移发挥着重要作用，在建筑层数不断增加的情况下，轴向变形的影响也会加大，在结构设计中必须要加以重视。

(4)减轻高层住宅自重 在相同地基情况下，通过减轻高层住宅的自重，可以多建几层，实现经济效益的改善，同时在结构自重减轻的情况下，能够提升其结构抗震能力。

2 高层住宅中装配式混凝土结构应用的关键问题

尽管在现阶段的高层住宅施工中，装配式混凝土结构有着一定的优势，但是从实际应用情况来看，依旧存在许多的问题，主要表现在以下几方面。

2.1 施工技术能力不足

对于高层住宅施工来说，在装配式混凝土结构的应用中，对于施工人员的技术能力有着较高的要求，这是因为在施工过程中，需要合理的选择材料，同时强化施工细节的把握。但是从现阶段的装配式混凝土结构施工来看，施工人员自身的施工技术能力还存在明显的不足，这主要是因为我国在装配式混凝土结构应用的时间相对较短，整体技术水平落后于西方发达国家，同时缺乏专业的技术人员，影响了后备人才。特别是在缺乏系统技术技能培训的情况下，造成装配式混凝土结构施工人员的专业水平相对较低，在施工单位缺乏正确认知的情况下，并没有投入足够的资金，用于施工人才培养。

2.2 施工材料保护不足

在高层住宅的施工过程中，对于建筑质量提出了严格的要求，而对于装配式混凝土结构来说，施工材料质量的高低，会对其综合质量产生直接的影响。但是在实际施工环节中，工程管理人员将工作的重点放在了工期方面，对于装配式混凝土结构材料的保护存在明显不足。在开展施工材料保护的过程中，需要涉及多方面的因素，包括材料的采购、运输、保管以及使用等，都需要开展严格的保护，保证其在施工中的质量。由于施工企业对于材料保护缺乏正确的认知，同时缺乏相应的保护工作，这就造成预制构件在使用之前，已经出现了损坏的情况，降低了施工质量。甚至在采购环节中，存在劣质材料，使得施工材料质量受到了严重影响，无法保障后期建筑项目的总体质量。

2.3 缺乏明确施工验收标准

在建筑行业的发展中，任何一项成熟的施工技术，都需要有相应的验收标准，保证施工完成以后的质量。但是就装配式混凝土结构的验收来看，所形成的标准并不统一完善，这就造成其对自身的施工质量缺乏有效把控。从现阶段高层住宅的发展来看，装配式住宅依旧属于新型建筑的范畴，由于缺乏完整的装配式混凝土施工技术体系，造成其在验收标准方面无法确定。导致其最终建筑工程完工以后，很难获得明确的评价指标，合格与否也就很难界定。在国外的装配式住宅施工中，已经形成了比较完善的施工验收标准体系，我国在应用装配式混凝土结构的时候，应该充分借鉴国外的经验，保障施工工作的顺利开展。

2.4 施工管理粗放化

从现阶段高层住宅中装配式混凝土结构施工情况来看，在施工管理方面的能力还存在明显不足，出现了人员素质低下、材料浪费以及环境污染等问题，对于装配式混凝土结构作用的发挥产生了严重阻碍。特别是在缺乏成熟装配式混凝土住宅施工管理体系的情况下，所采用的施工管理手段比较粗放，并没有充分的融入现代化管理工具，造成各项管理工作无法得到有效落实。在国外的施工管理体系方面，已经取得了显著成就，但是对于国内装配式混凝土住宅施工来说，必须要不断的改进，实现管理现代化与高效化水平的提升，将管理工作的作用充分发挥出来，保障装配式混凝土结构的有效应用。

3 装配式高层住宅混凝土结构施工优化措施

在现阶段高层住宅的施工过程中，装配式混凝土结构的应用还存在一定问题，这就需要寻找问题产生的根源，寻求科学的解决方案，实现装配式混凝土结构应用效率的改善，充分的发挥出其在推动建筑行业发展中的作用。

3.1 积极学习国外先进技术与管理经验

相较于国内高层建筑中装配式混凝土结构的应用来说，国外已经经历了较长的发展时间，不管是在技术体系还是在管理体系方面，都取得了显著成就，整体发展更为成熟。这就需要我国在高层住宅应用国外先进技术与管理经验的过程中，必须要积极的分析吸收国外的技术，结合我国建筑施工的实际情况，进行合理的优化，从而实现装配式混凝土住宅施工技术能力水平的提升。针对国外所形成的施工管理体系来说，有许多地方值得国内借鉴，需要建筑企业在开展施工的过程中，必须要进行科学的分析，在掌握建筑行业发展现状的基础上，构建符合我国高层住宅施工需求的管理体系。只有这样，才能将装配式混凝土结构的优势发挥出来，形成完善的管理体系，实现可行性与实效性的提升。

3.2 强化企业交流

在当前高层建筑施工过程中，装配式混凝土结构的应用存在一定差异，不同企业所掌握的技术水平参差不齐，这就需要强化企业之间的交流，对各种技术资源进行整合，提升施工质量。对于一些企业来说，已经掌握了良好的施工技术，装配式混凝土结构施工应用良好，但是部分企业依旧处于起步阶段，只有实现企业之间的有效交流与合作，分享自己掌握的技术，在不断的交流与讨论中，取长补短，弥补自身存在的不足，从而做到技术资源共享。针对不同建筑企业的技术人员来说，必须要开展积极的合作，开展技术研发，明确自身在技术应用中存在的不足，积极的优化装配式混凝土结构的施工条件，实现施工可行性与施工效率的改善。

3.3 增加资金投入

在国外建筑行业的发展中，装配式混凝土施工技术已经得到了良好的发展，这也表明其具有很好的可行性以及施工效果。国内建筑企业在施工过程中，应该对装配式混凝土结构形成正确的认知，提升重视程度，从而加大资金投入，保障施工作业的顺利开展。通过增加资金投入，可以有效的发挥出装配式混凝土结构的优势，积极的应用到高层住宅项目中。只有投入足够的资金，才能采购质量良好的材料，同时配备完善的技术设备，实现施工质量与效果的提升。对于任何一项技术的发展来说，都需要建立在充足的资金支持之上，装配式混凝土结构的发展同样如此，建筑企业必须要重视加大资金投入。

3.4 积极推广高强钢筋与混凝土

在开展装配式混凝土结构施工的过程中，应该选取一些高强钢筋以及高强混凝土，这样既可以实现构件截面尺寸的减小，便于施工吊装作业的开展，同时可以保障预制装配式构件的施工质量，实现结构整体抗震性能的提升。对于装配式高层住宅混凝土结构工程质量来说，节点连接性能是其中的关键因素，这就需要在保证整体抗震性能与结构受力性能的基础上，积极的研发新型结构体系，例如，大型外墙板、叠合板等，对施工工艺进行简化，积极的推广预制装配式混凝土结构。此外，必须要加快绿色建筑相关技术的研发，在节省材料的同时，实现施工环境的改善，做到废物利用，起到保护环境的效果。

4 结 语

在住宅产业化水平不断提升的情况下，装配式混凝土结构的应用也更加广泛，因此就需要积极的借鉴国外的先进经验，提升建筑行业企业的资金投入，同时开展积极的合作，实现施工技术水平的提升，为建筑行业的发展提供长久支持与保障。