装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计探析

卢卫国

【摘要】装配式建筑与传统建筑相比，主要优势在于施工速度快、效率高以及成本低，这些优势使得装配式建筑在我国展现出了良好的发展前景。本文首先介绍了装配式建筑的概念，其次介绍了装配式建筑预制混凝土外墙的应用优势，最后重点分析了装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计要点，希望有助于促进我国装配式建筑的发展。

【关键词】装配式建筑;预制混凝土外墙;结构设计

近年来，随着我国建筑业的不断发展以及社会经济的飞速增长，各类新型建筑模式在我国得到了越来越广泛的应用，装配式建筑亦在其列。装配式建筑不但可以简化传统建筑建设流程、提高建筑施工效率，并且还能够有效保障建筑质量与性能。在装配式建筑建设中需运用到许多预制构件，预制混凝土外墙正是其中之一。

1、装配式建筑的概念

装配式建筑是指由预制构件在施工现场装配而成的建筑，具体来说，它是将传统建筑建造方式中的大量现场作业转移到工厂中进行，先提前在工厂中加工制作好各类预制构件，如预制墙板、预制梁、预制楼梯、预制阳台等，再将它们运输到施工现场装配而成建筑。可以将装配式建筑的建造过程类比成设备生产过程：先在工厂中加工好相关设备部件和零件，再将这些部件和零件运输到设备生产厂中，拼装成最终的设备产品。现阶段，装配式建筑是我国建筑的主要发展方向之一。

2、装配式建筑预制混凝土外墙的应用优势

2.1有利于提升建设效率和质量

首先，装配式建筑中的预制混凝土外墙是在建筑现场施工前就提前设计完成并在工厂中预制成型的，在实际建筑建设过程中，只需要将已经预制好的混凝土外墙运输至施工现场进行装配即可，因此它的应用能够显著提升建设效率。其次，装配式建筑中的各个预制构件，包括预制混凝土外墙，都是在设计前期便结合实际情况、利用先进工具进行过深化设计的，可以说其设计图纸十分完善，因此可以更好地保障实际施工质量。

2.2有利于实现节能降耗目标

装配式建筑预制混凝土外墙的应用，可以在设计与建设过程中有效节约材料及减少现场施工量，并且在现场装配施工过程中也无须配备搅拌车、固定水泵等设备，可以避免这些设备对水的浪费。另外，由于装配式建筑预制混凝土外墙的现场装配施工没有湿作业及现场混凝土浇捣作业，所以还能够有效减少相关施工带来的污染。

2.3有利于降低建设成本

传统建筑建设模式从现场地基施工开始到最后竣工，全过程都需要有专业施工人员进行作业，而如果应用装配式建筑预制混凝土外墙的话，则只需要进行现场装配作业即可，可以大大节省人工成本。同时，由于装配式建筑预制混凝土外墙结构构件能够实现规模化生产，所以也可以在很大程度上节省成本。因此从总体上而言，装配式建筑预制混凝土外墙的应用有利于降低建设成本。

3、装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计要点

3.1整体设计

3.1.1規格设计

在装配式建筑预制混凝土外墙结构的规格设计中，主要需注意以下几项要点：对于以横向方式为主的立面，在规格设计中需充分运用横条板来对楼层墙板进行合理划分;对于以竖向方式为主的立面，在规格设计中需充分运用竖条板对开间楼层墙板预制件进行合理设计;在规格设计中需有效关联区分好窗洞与墙板，例如可以在外墙板中预留窗洞，利用整间板充当开间标准外墙板;若窗洞与外墙板是处于分开的状态，则在规格设计中需采用竖/横向窗台板进行标准外墙板设计。

3.1.2组合设计

在装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计中，外墙组合设计是一项重难点，根据一般设计要求，常需采用复合性设计或者同一性设计。具体来说，在复合性设计中，主要需通过合理排列运用不同尺寸、不同材质的外墙挂件来进行立面外形的设计;在同一性设计中，则是以立面简洁的标准外墙挂件组成为主，通过合理运用标准外墙板的色彩和材质，并以错动或叠加等形式进行外形的组合设计。

3.1.3材质设计

装配式建筑预制混凝土外墙的材质处理方式主要有两种：一种是直接使用材料或涂刷颜料，一种是根据预制混凝土板的特点进行设计。其中，根据预制混凝土板的特点进行设计可以呈现出更加自然、淳朴的视觉效果，不过它需要在材质设计过程中充分按照设计要求、结合材料纹路和颜色等情况来合理应用材料。

3.2细节设计

3.2.1窗外框设计

在装配式建筑预制混凝土外墙的窗外框设计中，应充分根据建筑平面的实际情况来合理设计窗框尺寸及合理选择板材，并且期间还要加强对BIM技术的合理运用，通过准确计算相关设计参数来保障建筑的实用性与外观的美观度。BIM技术即建筑信息模型技术，它是一种基于建筑的各项信息数据来建立数字化建筑模型，通过数字信息对建筑物的真实信息进行仿真模拟的技术。BIM技术具有可视化、模拟性、协调性、优化性、参数化性、一体化性、可出图性以及信息完备性等优势，在装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计过程中，基于BIM技术可以按照设计形式、构件适用性、加工工艺等对预制混凝土外墙结构构件进行合理分类和高效整理。此外，在窗外框设计过程中还要加强对接缝、斜面、凸出部位等细节内容的设计分析，确保将预制混凝土外墙与建筑的主体结构有机连接在一起，避免设计与实际不符情况的发生。

3.2.2外饰面模具设计

在装配式建筑预制混凝土外墙的外饰面模具设计中，应根据实际情况合理选择模板类型，并对模板进行精心设计，以确保特殊面肌理的表现效果和质量。通常来说，预制混凝土外墙结构主要分为三部分，即保温层、结构层和保护层，对此，在实际外饰面模具设计过程中需做好逐层设计。再者，还应加强对外表皮装饰、窗框尺寸等的设计。

3.2.3防水接缝设计

在装配式建筑预制混凝土外墙的防水接缝设计中，首先应选用密封性好、防水效果好的材料，只有先选对材料，才能够保证防水接缝设计质量。其次，应加强排水接缝设计，根据结构边缘的实际情况来合理设置凸起排水接缝;这种排水接缝是一种以墙板边缘形状为基础的具有密封功能的接缝，它可以对雨水侵蚀产生有效的阻隔，并且施工不受气候影响。再次，应加强预压缩密封胶条防水接缝设计，例如在节点接缝处有效设置胶条粘、在节点一侧处有效设置胶条粘等。最后，还应加强防水密封胶带设计。

结语：

综上所述，装配式建筑是我国建筑的主要发展方向之一，而预制混凝土外墙则是装配式建筑中的主要结构构件，它的应用有利于提升建设效率和质量、实现节能降耗目标以及降低建设成本。在装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计中，重点需把握好整体设计与细节设计问题，以切实保证设计质量。

参考文献：

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