湯 蘭，湯 宇

（重慶海邁建筑工程設(shè)計有限公司，重慶 402000）

建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展之下，裝配式建筑已經(jīng)成為主流形式，但國內(nèi)在此方面起步較遲，依然處于發(fā)展初期階段，無法兼顧建筑高度、功能等多方面要求，形成的設(shè)計方案存在一定的局限性。對此，需從具體問題入手，提出可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，給裝配式建筑的施工作業(yè)提供指導(dǎo)。

1 工程概況

文章所述工程為多類建筑結(jié)構(gòu)的綜合體，有高層商住樓、酒店、寫字樓以及地下室等。實際設(shè)計中，12#、13#住宅均為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)形式，涉及預(yù)制剪力墻、預(yù)制外墻等結(jié)構(gòu)。根據(jù)工程要求，需形成合適的設(shè)計方案。

2 設(shè)計流程

與常規(guī)建筑設(shè)計方式相比，全新的裝配式建筑設(shè)計在流程上與之存在明顯差別。關(guān)于工程方案以及圖紙的制定，需廣泛涉及裝配式設(shè)計的各項具體內(nèi)容，并包含裝配式結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計方案。實際工作中，設(shè)計單位要兼顧工程規(guī)模、使用功能、成本等多方面因素，形成合適的設(shè)計方案，確保各項要素達到相均衡的狀態(tài)。裝配式建筑對于結(jié)構(gòu)的選擇提出較高要求，需滿足抗震設(shè)計規(guī)范，較為可行的有框架柱、剪力墻等結(jié)構(gòu)形式，且各類預(yù)制構(gòu)件都要與設(shè)計規(guī)范相符。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)

縱觀裝配式建筑的發(fā)展狀況，其已經(jīng)衍生出多種結(jié)構(gòu)形式，如裝配整體式框架結(jié)構(gòu)等，各自均存在鮮明特點，適用條件也不盡相同。設(shè)計單位需立足于實際情況做出合理選擇，并積極與建設(shè)單位商討，對裝配式技術(shù)方案形成共同認知，以便更好地展開各環(huán)節(jié)施工作業(yè)。做好常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，需充分考慮到各類構(gòu)件生產(chǎn)與運輸狀況等多方面因素，設(shè)計方案要與實際生產(chǎn)、施工作業(yè)緊密關(guān)聯(lián)，提升各環(huán)節(jié)的配合效率?；谘b配式結(jié)構(gòu)施工圖，實現(xiàn)各類構(gòu)件工業(yè)化預(yù)制的效果，在設(shè)計工作中要注重受力合理、操作便捷的基本原則，并與各專業(yè)設(shè)備之間形成緊密配合關(guān)系，注重對各類管線的預(yù)埋處理[1]。

針對裝配式結(jié)構(gòu)的已有方案做出深化設(shè)計，設(shè)計單位要充分考慮到預(yù)制作業(yè)的實際要求，各項操作與設(shè)計方案間應(yīng)達到相配合的效果[2]。關(guān)于各類預(yù)制構(gòu)件的運輸以及安裝作業(yè)，都要充分考慮到現(xiàn)場的實際情況，以便提升各環(huán)節(jié)施工效率。從施工圖的構(gòu)成要素來看，最為關(guān)鍵的當屬各預(yù)制構(gòu)件的平面布置圖（涉及具體編號等內(nèi)容）以及預(yù)留插筋布置圖等[3-4]?；谘b配式結(jié)構(gòu)的實際特點形成計算書，需充分考慮到接縫以及預(yù)埋件承載力、連接節(jié)點等多部分內(nèi)容，確保各部分受力的合理性。

3 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計

立足于預(yù)制構(gòu)件的基本情況，為之展開深化設(shè)計，需充分考慮到設(shè)計圖紙、生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境等多方面因素。預(yù)制構(gòu)件詳圖所涉及的內(nèi)容應(yīng)足夠完善，需含有預(yù)留孔洞、管線等多方面要素，針對所得圖紙進行全面的分析，經(jīng)檢驗合格后方可下料制作。

3.2 預(yù)制構(gòu)件連接設(shè)計

豎向與水平接縫處設(shè)置有適量鋼筋，需達到有效連接狀態(tài)，此處為套筒灌漿連接的方式，所得接頭應(yīng)與施工要求相符。從預(yù)制剪力墻的整體結(jié)構(gòu)來看，鋼筋接頭套筒處需要設(shè)置足夠厚度的混凝土，以達到有效保護鋼筋的效果，該處厚度至少為20mm，且各套筒間距至少達25mm。施工中，預(yù)制板、預(yù)制梁之間會形成疊合區(qū)域，該處需設(shè)置為粗糙面的形式。預(yù)制梁端面施工中，應(yīng)形成鍵槽并帶有粗糙面。相較于結(jié)合面，形成的粗糙面應(yīng)達到總面積的80%。在展開預(yù)制板粗糙面的設(shè)置時，需確保凹凸深度至少達4mm，而關(guān)于預(yù)制梁端及墻端的粗糙面，該處產(chǎn)生的凹凸深度至少達6mm。需注意的是，預(yù)制構(gòu)件連接處應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，該處座漿材料強度要得到保障，即至少達到連接構(gòu)件混凝土強度等級。

3.3 預(yù)制構(gòu)件構(gòu)造設(shè)計

根據(jù)該工程設(shè)計要求，所有預(yù)制樓板都設(shè)置為疊合單向板，針對底板采取開洞處理。若洞寬＜300mm，需調(diào)節(jié)好鋼筋位置，應(yīng)完全繞過洞口，不可對洞口產(chǎn)生切斷作用；若洞寬為300～1000mm，由于此類洞的尺寸較大，需在洞邊增設(shè)附加筋，數(shù)量為洞口每側(cè)2根。部分樓層屋面與立面為收進式，此時需要在預(yù)制剪力墻頂部增設(shè)圈梁，使其與疊合樓形成整體結(jié)構(gòu)。部分情況下預(yù)制剪力墻頂部較為特殊，未設(shè)置后澆圈梁，有必要為之增設(shè)水平后澆帶，并向其中置入至少2根縱向筋，規(guī)格均為φ≥12mm。

3.4 預(yù)制構(gòu)件的防水設(shè)計

伴隨使用時間的延長，在太陽輻射、雨雪等因素的共同作用下，建筑易出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，因此施工中所用混凝土的防水性能尤為關(guān)鍵。在裝配式建筑領(lǐng)域中，預(yù)制樓板與外墻直接暴露于自然環(huán)境中，必須注重相鄰構(gòu)件連接處的處理，使其具有足夠的防水性能。該工程中使用的是三明治外墻板，其采取的是封閉型設(shè)置方式，含有3層防水措施，最外側(cè)鋪設(shè)聚氨酯密封膠，向內(nèi)設(shè)置有減壓層，通過防水橡膠條提升緊密性，隨后設(shè)置內(nèi)側(cè)灌漿層，從而達到多重防水的效果，如圖2所示。

圖2 三明治墻板系統(tǒng)

4 裝配式構(gòu)件特點及其應(yīng)用效果

4.1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)特點

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)特點在于樓板在廠內(nèi)的制作只完成一半——除底面以外的其他各結(jié)構(gòu)面的預(yù)留連接鋼筋以及上部管線孔洞的施工作業(yè)。將制作后的半成品轉(zhuǎn)移至現(xiàn)場，經(jīng)過吊裝后組織上層鋼筋的綁扎作業(yè)，再完成混凝土澆筑。

梁結(jié)構(gòu)包含主梁和次梁兩部分，其中主梁的作用在于承受上部的荷載，使其能夠有效傳輸至柱子或墻體處；次梁也具有傳遞荷載的作用，其是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳給主梁。前期在廠內(nèi)生產(chǎn)過程中，要求在主梁的上部和周邊預(yù)留連接鋼筋，此外還需設(shè)計次梁的安裝口，以便轉(zhuǎn)運至現(xiàn)場后實現(xiàn)主、次梁的穩(wěn)定連接。

4.2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)劣勢

（1）優(yōu)勢：①相比于鋼結(jié)構(gòu)，具有足夠的耐久性和耐火性，可明顯減少保養(yǎng)與維修工作量；②結(jié)構(gòu)較為完整，無零散、殘缺現(xiàn)象；③可塑性好，以施工要求為準，可靈活制作成特定形狀的結(jié)構(gòu)，更好地滿足施工需求；④材料用量少，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)形式需到達大量鋼材的支持，在此方面的投入成本相對較高，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則通過水泥混合料取代了部分鋼筋，因此鋼材用量隨之減少。

（2）局限性：①自重較大，正常狀況下鋼筋混凝土的密度約25kN/m3，明顯大于砌體和木材。雖然比重小于鋼材，但其具備的截面尺寸相對較大，因此自重也隨之增加，明顯大于同跨度的鋼結(jié)構(gòu)；②混凝土抗拉強度偏低，在外力等因素作用下易發(fā)生開裂現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的完整性不足，盡管裂縫不會威脅到結(jié)構(gòu)的正常使用，但會對結(jié)構(gòu)的耐久性和觀感造成影響；③施工周期長，人員投入量較大；④受季節(jié)的影響較為顯著，在連續(xù)降雨天氣更為明顯；⑤補強修復(fù)難度較大，且難以從根本上將問題處理好。

5 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代建筑工程事業(yè)中，質(zhì)量、成本、環(huán)保等都是重要的目標，裝配式建筑結(jié)構(gòu)正好突破了傳統(tǒng)方式的束縛，作為一種全新的技術(shù)形式，在提升施工效率與質(zhì)量的同時，還有效控制了工程成本。目前，裝配式建筑依然處于初期發(fā)展階段，尚有諸多問題有待解決。相關(guān)人員需從設(shè)計工作入手，根據(jù)實際情況形成與工程相適應(yīng)的方案，順利完成建筑施工作業(yè)，推動現(xiàn)代建筑事業(yè)的發(fā)展。