装配式建筑结构设计及施工技术研究

刘政委

（中益诚达建设集团有限公司，河北 唐山 063000）

时代在不断向前发展，国内建筑行业的发展局势相当可观，建筑施工技术在这样的发展背景下，得到了进一步优化，而且出现各种类型的建筑物。作为一种全新的建筑形式，预制装配式建筑一般不会受气候环境的影响，而且可达到较高的施工效率，可节约大量的劳动力。相较于普通建筑形式，预制装配式建筑的应用优势更加明显，空间划分比较灵活，而且可以自由分隔房间。

1 装配式建筑的优点

先在工厂对结构图纸进行加工，由此得到装配式建筑结构，将这些结构运输至施工现场，再进行现场起吊、节点连接，并做好安装工作，这样就能得到完整的混凝土结构。现浇混凝土结构相较于装配式建筑结构，后者有着明显的优势。首先，工厂可预制结构构件，使建筑工业化，在施工现场完成结构的装配，使住宅产业化，这样就能提高生产效率，使构件加工具备节能、环保等特征，而且还能加快施工进度，它不会受到施工场地的任何限制。

1.1 污染少、噪声小

装配式建筑可在预制工厂完成构件的预制，拼装需在施工现场进行，相较于传统的现场浇筑方式，现场搅拌、振捣无需利用较多的施工机械，现场的噪音、粉尘也将减少。

1.2 模板标准化、工业化程度高

现场浇筑混凝土包括搭设脚手架、完成模板的拼装、绑扎钢筋、对混凝土进行浇筑、预应力施工等几个施工步骤。整个施工由模板工程组成，不同的工程有着不同的构件，模板只能使用一次，因此最常用的就是一次性木模板，这也浪费了许多木材。由于装配式建筑具备一定的施工特性，且其以标准化作业为主，钢摸板可用于预制同型号的构件，可重复应用。

1.3 施工速度快、工期短

浇筑装配式建筑或养护混凝土可不在施工现场进行，预制厂完成建筑构件的制作之后，再将其运到施工现场。其中，拼装预制构件占据较大的比例，而且工作量不是很大，可达到较高的机械化程度，这样既可以节约人力物力，还能缩短工期。

1.4 安全系数高、施工质量高

现场浇筑施工离不开施工现场，进行施工之前，必须将拌合站、项目指挥部，包括工人宿舍布置好。应保证装配式建筑便于运输，机械作业对人工的需求量不是很大，且安全系数比较高。装配式建筑不同于现浇混凝土，其施工比较规范，而且可达到较高的施工质量。

1.5 建筑造型新颖、美观

随着人们生活水平的不断提高，人们对美的要求也越来越高，当前的建筑形式满足不了人们精神文化的需求，有必要提升建筑的美观性。而装配式建筑可以结合建筑周边环境，设计出造型新颖、美观的建筑，使建筑与城市融合在一起。

2 预制装配式建筑的设计要点

我国于2014 年正式颁布了《装配式混凝土结构技术规程》，设计装配式混凝土结构一般以此为依据。规程系统规定了装配式结构、整体式结构，同时规定了剪力墙结构，如建筑材料、设计，结构设计与安装施工，以及工程验收等多个环节。

2.1 技术策划

技术策划对装配式建筑的预制起着决定性作用，因此设计单位必须清楚建筑项目的成本限额、外部条件以及产业化目标，同时了解项目定位、建设规模等，这样才能得到标准的预制构件。设计单位应及时联系建设单位，以此确定有效可行的技术实施方案，这样才能顺利完成装配式建筑的预制。

2.2 方案设计

装配式建筑需进行技术策划，遵循少规格、多组合的设计原则，对立面、平面设计进行优化，使装配式建筑具备良好的使用性能，这样才能得到标准的装配式建筑。通过对立面设计进行重点分析，制造出不同的结构构件，按照装配式建筑所采用的建造方式，以便设计出个性化的立面。

2.3 施工图设计

初步设计阶段需采取相应的技术措施，设计预制构件、内装部品以及设备设施，包括施工图在内，应结合预制构件的预埋要求。此外，装配式建筑必须采取相应的防火、防水措施。

2.4 设计构件加工图

构件加工厂必须与设计单位保持密切联系，以此设计出构件加工图，按照建筑项目的实际需求，将预制构件的尺寸与类型提交给设计单位。通过对预制构件门窗、机电管线进行精确定位，保证预制构件的正常运输，将装配式建筑附近的临时设施考虑在内。

2.5 设计预制构件

预制构件是装配式建筑的一个重要阶段，设计过程中必须遵循模数化原则，尽可能减少构件类型，以便得到精确、标准的构件，这样工程造价才能有所降低。装配式建筑的主要部位有降板、开洞，还包括异形等。现浇施工是最常采用的方式，当然也要考虑当地的运输条件，包括加工生产能力、构件吊装等因素。与此同时，预制构件应充分体现耐久、耐火等性能，设计预制构件时，需保证生产可行性、成品安全性。对于尺寸较大的预制构件，可增加相应的构件脱模、预埋吊点等，根据具体的隔热保温要求，以此对预制外墙板进行设计，使之与空调、散热器的安装要求相符。建筑结构若包含非承重内墙，应选择质量较轻、易于安装且隔声性好的隔墙板。

2.6 构造节点设计

装配式建筑在设计过程中，应重点设计构造节点，以及外墙板的接缝、门窗洞口进行预制。有的材料不具备良好的防水性，或构造节点达不到建筑的力学要求，可根据当地气候，结合项目的具体情况，对构造节点设计进行优化，使其满足防水、节能要求。外墙板垂直缝需设置在合适的位置，可采用构造防水结合材料防水的方式，同时考虑风荷载、地震作用以及热胀冷缩等因素，对接缝进行设置。

3 装配式建筑施工

3.1 使用状况

笔者详细分析了装配式建筑结构，发现其主要包括两种类型，一种是专用型，另一种是通用型。就目前来说，使用最多的是通用型。建筑工程施工运用通用型结构，建筑物将具备更好的使用性能，这样就能达到工程施工要求。居民住宅、厂房建设采用的是专用型结构。从某种程度上来说，建筑施工通过运用装配建筑，可便于操作，主要为轻质墙板，这样可降低工程造价，使建筑施工体现其有效性；通过应用装配式建筑，可缩短施工周期，工程施工速度也将加快，而且不会影响交通、环境，能够为建筑企业创造更高的经济效益；为了使施工人员更好控制工程质量，应充分运用装配式建筑结构。相较于传统施工技术，装配式建筑可达到较高的安全水平，而且符合绿色发展理念。

3.2 常见的施工技术

装配式建筑分为不同类型，常见的有预制内剪力墙，还包括叠合板安装以及窗体施工，具体可参照以下几点。

（1）内剪力墙施工。为了使施工质量水平得以提高，装配式工程施工过程中，应将各个预制构件连接在一起，同时做好安装工作，提前预留相应的螺栓孔、插筋等。建筑施工采用这种方法，其稳定性将得到提高，将构件与剪力墙连接在一起，可快速提升构件的连接精度。

（2）叠合板安装施工。安装叠合板是装配式工程施工的关键环节，它决定了整个建筑的质量。想要提高工程施工水平，负责安装工作的施工人员，应按照具体的施工要求，对安装方向做适当调整，把握好安装距离。通常，作业层与叠合板之间的距离为30cm。为防止发生偏差，叠合板应选择合适的安装方向。对预制吊板进行安装时，负责安装吊板的施工人员，应合理选择吊装安装方式，保护好叠合板，使吊装达到较高的紧密度，同时采用模数化吊装方式，在叠合板底部设置一个临时支架，提高其稳定性。

（3）预制窗体施工。将预制窗体安装在装配式建筑中，可起到极大的作用。装配施工期间，施工人员应连接螺栓与螺母，施工过程中，应及时调整窗体方向，使螺栓能够顺利插入，采用这种手段可全面提高预制窗体的稳定性。

为了使建筑工程达到更高的施工质量水平，必须采用优质的装配式构件，严格管理各个生产环节，以此提升其性能。一般来说，装配式构件呈现出弹性状态，遇到恶劣的雨雪天气，容易出现裂缝，这样对工程质量有很大的影响；当然，装配式构件也会受地震的影响，为避免出现非人为损伤，必须提高装配式构件的自我修复能力。

4 装配式建筑所需采用的施工技术

4.1 混凝土浇筑环节

装配式建筑施工包括了混凝土浇筑这一环节，它直接影响了建筑的整体质量。

浇筑混凝土构件之前，需严格检查构件所需模具的质量，保证模具达到设计要求，同时也要检测钢筋成品，这样混凝土构件才能顺利开展浇筑工作。混凝土浇筑作业还未开展之前，应认真观测相关构件。如果出现形变问题，必须立即采取补强处理措施，等施工结束之后，再进行养护施工。

4.2 装配式构件运输环节

运输装配式构件期间，应加强管理，慎重选择运输设备，同时采取加固措施，运输构件过程中，应保护好构件。可通过制定一份运输计划，保证该计划能够顺利实施，以防构件出现质量问题，运输期间应避免紧急刹车。

4.3 装配式构件的存放

构件运输极其重要，当然也要重视构件的存放问题，施工人员应综合考虑构件的实际特点，将其放置在合适位置。通常，楼板和顶面这两种构件应采用竖向的存放方式，梁体构件应采用横向放置方式。放置构件过程中，应提前压实处理地面，防止发生洼陷情况，采用这种手段，可保证构件质量。

4.4 装配式构件的连接

连接装配式构件过程中，可采用不同的方法，比如机械式、现浇式等。连接构件若采用的是现浇式，经常出现狭窄状况，想要解决这个问题，必须对混凝土进行现浇，这样才能提高其强度，进而使工程的整体质量得到提升。

5 结束语

现阶段，我国十分重视装配式建筑建设。为顺利开展建筑项目施工，必须按照相关设计要求，考虑多方面的因素。首先，最重要的就是设计施工环节，只有认真分析预制装配式建筑并展开深入研究，以便获得更多的技术资源。其次，对装配式建筑进行优化设计，确保我国的建筑行业朝着产业现代化的方向发展。