装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析

王海彦

摘 要：由于我国在房屋建筑中所消耗的能源不断增加，对周围生态环境的污染现象也越发严重，装配式建筑就是在这种情况下应运而生，其不仅能够提升建筑的实际质量与安全，也能够在缩短施工周期的同时，降低对周围生态环境所造成的污染。在装配式建筑中预制混凝土外墙是较为关键的一部分，也被人们称之为PC挂板，其对于整个建筑的美观、质量、节能等多方面都可以起到一定的影响作用，因此，一定要针对装配式建筑中预制混凝土外墙结构的相关设计展开详细分析，从而确保其能够符合我国可持续性发展的相关要求。

关键词：装配式建筑;预制混凝土;外墙结构设计

一、装配式建筑预制混凝土外墙的类型

1.预制混凝土外墙的类型

在连接预制混凝土的外墙时主要有两种方法，分别是干式连接与湿式连接。在这其中干式连接主要指的就是当建筑的主体结构装配之后，再将预制混凝土外墙吊装其中，这种连接方法不用现浇，只需要将预埋件连接到建筑的主体结构中就可以，而湿式连接主要指的就是先将预制混凝土外墙吊装上，再利用拉结钢筋使其与建筑的主体结构现浇。根据预制混凝土外墙自身的结构可以将其划分为两种，一种是单层的混凝土墙板，这种墙板自身较厚，可以将其与内、外保温层相互结合，另一种是夹芯的保温墙板，这种墙板主要指的是把保温材料安置在墙体中心的位置，属于组成型的外墙板，而且这种墙板会更加适用于较为寒冷的地区，自身在安全方面的性能较高，可以将其与整个墙体防水、保温相互结合，但因为这种墙板的位置在两层墙板之中，非常不利于随时更换，所以在其中的保温材料通常都有着较强的耐久性能。

二、装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析

1.预制混凝土外墙的规格设计

采用干式连接方法的预制混凝土外墙，可以根据实际功能将其分成围护板与装饰板这两种系统，而围护板可以根据装配式建筑在立面中的主要特征分成三个体系，分别是横条版、竖条板与整间板，在设计体系各不相同的外墙规格时也有着各不相同的要求，如以下表1所示：

表1 不同外墙规格的设计参数

外墙立面 挂板尺寸 适用范围

围护板系统 横条版 宽B≤9m

高H≤2.5m

厚X=140～300mm 混凝土的框架结构

钢的框架架构

竖条板 宽B≤2.5m

高H≤6m

厚X=140～300mm

整间板 宽B≤6m

高H≤5.4m

厚X=140～240mm

装饰板 宽B≤4m

高H≤4m

厚X=60～140mm

面积≤5㎡ 混凝土的剪力墙结构

混凝土的填充墙结构

钢结构的龙骨构造

在装配式建筑的设计中立面以横向的方式作为主时，就可以应用横条板作为在楼层之中划分成许多墙板的预制件;以竖向的方式作为主时，就可以应用竖条板作为开间中所有楼层墙板的预制件;还可以从墙板和窗洞之间的关联来展开划分，在外墙板中采取预留窗洞的方法时，就可以应用整间板作为所有开间的标准外墙板;当外墙板和窗洞之间处于分开状态时，就可以采用横向或是竖向的窗台板当做标准外墙板。

2.预制混凝土外墙的材质设计

通过预制混凝土外墙的材质处理外观的方法非常多，但主要可以将其分为两种，一种是直接采用预制混凝土板来呈现混凝土独有的特点，另一种是直接涂刷颜料或与其他材料结合。第一种方法主要就是把混凝土材料自身的颜色以及生产模具所留下的纹路当做立面外观，可以为人们带来最为淳朴的自然感受。因为混凝土这种材料自身就具备一定的表现力，所以在处理混凝土的材料时所使用的手法有所不同时，最终所呈现在人们眼前的立面效果也会有所不同。例如：在北京市某区中一装配式建筑，所采用的就是预制混凝土的外墙挂板，呈现出来的外形主要是由横向与竖向的窗间板与立柱所形成，完全呈现出混凝土这种材料独有的特点。第二种方法主要就是在生产预制混凝土外墙时，在其表面上粘贴石材与瓷砖等装饰材料，或者是在预制混凝土板上涂抹彩色的颜料，也可以在制作混凝土板时填入颜料变成彩色混凝土板，这些都可以呈现出较为充实的立面效果。例如：在上海某裝配式建筑的工程项目中，就采取了现浇框架的剪力墙结构，并在外墙板中加入了其他材料，如颜料与瓷砖等加以复合，从而大幅度增添了整栋建筑的表现力。

3.预制混凝土外墙的组合设计

通常在设计预制混凝土外墙的组合方法时，都会选择同一性或是复合性这两种重复方法。同一性主要是由标准的外墙挂件所组成较为简洁的立面效果，通过标准外墙板的材质与色彩，根据叠加或是错动的形式所组成各不相同的外形，这种组成方法较为简单，但却存在一定的限制性。而复合性则是由几个材质、尺寸各不相同的标准外墙挂件，通过有所规律或是无规律的组成，所形成的立面外形。

结束语

综上所述，如今我国在装配式建筑中设计预制混凝土的外墙结构时，会因为目前的施工工艺与施工设备等因素有所限制，而且PC挂板在耐久、防水与保温等多方面问题也是解决难点。由于我国在建筑方面的发展一直处于不断加速的状态，而在发展的过程中具体应该怎样处理装配式建筑中，预制混凝土外墙在限制性、灵活性、多样化、标准化之间所产生的矛盾，就会成为建筑行业在发展过程中需要共同处理与讨论的重点。

参考文献

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