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装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析高生文

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：高生文陈芃如熊国虎

[导读] 摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的装配式建筑的发展也有了创新。

        广州黄埔建筑设计院有限公司青海分公司青海省西宁市 810000
        摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的装配式建筑的发展也有了创新。根据国家“五位一体”总体布局，在建筑行业内，大力推行建筑产业现代化，特别是推动以“装配式建筑”为中心的建筑行业转型升级，已经是我国势在必行的趋势。装配式建筑按照主体结构材料来分主要有装配式混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构之分。目前，装配式钢结构已经在我国单层厂房结构和部分住宅结构中大力推广，取得了丰硕成果；装配式木结构兴起于欧美，近几年，通过引入加拿大等国家的技术，通过本土化消化改良，在低层住宅领域也取得了优异成绩。相对于前两者，装配式混凝土结构由于其稳定性、耐火性、持久性等特点，在高层住宅领域获得国家的大力推广并且已经取得了长足发展；与此同时，在近几年的实践和探索中，装配式混凝土结构也暴露出许多技术和施工层次的问题，这些问题一定程度上制约了其发展速度和规模。
        关键词：装配式建筑；预制混凝土外墙；结构设计分析
        引言
        与现浇结构有所不同，装配式结构会通过对预制构件实施装配、连接等操作，展开混凝土结构建设。整体结构施工效率较高，且不会产生大量粉尘和其他污染物，属于环境友好型混凝土结构，在现代化建筑工程施工中应用较广。但由于装配式结构存在一定数量节点缝，可能会出现渗水等问题，所以在实施外墙施工时需要做好节点防水技术应用，以便达到最佳结构使用效果。
        1预制构件及装配化程度
        装配式混凝土结构的主要构件并未突破传统框剪结构的概念，也就是说，大体上仍然是梁、板、柱、剪力墙等“拼接”起来的，只不过生产方式采用了预制构件和后期吊装连接的方法。就目前装配化实现程度而言，应用比较广泛的还是叠合板、楼梯、阳台、非承重墙，其次才是柱、梁、承重墙，这也是比较符合装配化实际规律的，即首先实现非承重结构的装配化，再逐步探索承重结构的装配化。目前预制混凝土构件中，叠合板的应用最为广泛。叠合板在厚度方向采用下部预制，上部现浇的方法，形成一种“叠合”结构，优势在于：（1）省去了下部模板支撑的时间和人力成本；（2）吊装后直接布置管线，方便快捷；（3）后浇混凝土可将整个层面上的梁、板连接在一起，整体性和防水性较好。正是由于这种“叠合”方法的诸多优势，目前除叠合板外，部分梁构件也实现了“叠合”，即叠合梁。此外，楼梯、阳台等构件由于其自重轻、重复率高等优势，在部分项目中已经接近实现了全部装配化。对于非承重结构的外墙板和内墙板，目前装配化程度也较高。而作为主要受力构件的柱、梁、承重墙等构件，目前已经有部分项目实现了部分装配化但并未普及，这些构件目前主要还是通过现浇模式加工。需要注意的是，装配式混凝土的结构稳定性和抗震性等仍需经过时间的检验，因此在主要承重构件处采用传统现浇方法也是目前比较稳妥的方法。
        2装配式建筑概述
        装配式建筑从本质上来说，就是将传统的建筑工程进行一定的模块分割，而后将特定的模块在工厂之中直接生产出来，运送到施工现场直接进行组装，这在一定程度上降低了建筑施工过程之中所带来的污染以及对施工场地的影响。另外由于局部的构建，直接进行模式化的生产，也可以在源头上节约，对于能源的利用。这是当下建筑工程发展的一大趋势。在装配式建筑的建设过程之中，最为主要采取的建筑模式就是内浇外挂体系。具体来说就是建筑的内部采用浇筑的模式进行构建，外部则进行直接的挂件组装。而在这其中非常重要的一个部分就是外部的混凝土外墙。预制的混凝土外墙对建筑整体的质量具有非常重要的影响作用。目前在装配式建筑混凝土外墙的设计以及制造过程之中，最为主要参考的文件是深圳市发布的《预制装配混凝土外墙技术规程》，混凝土外墙在外部的装配形式有两种，分别是悬挂式和侧帘式，需要根据建筑本身不同的情况进行选择，另外两种方式在预防的地震级数以及其他方面的强度都有所不同。

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        3外墙施工
        3.1施工准备
        为保证外墙施工可以高质量展开，在进行正式施工前，需要做好模具检查、构件运输等一系列工作，以为后续施工做好准备。以构件运输为例。由于构件运输稳定性以及安全性，会对构件使用性能产生直接影响，是影响结构施工质量的重要因素，所以在实施构件运输过程中，需要做好各项防护。具体内容如下：①组件保持斜向放置状态，保证其倾斜角度可以保持在30°以内，保证肌腱可以达到预期倾斜角度；②外墙板采用先直立再运输操作模式，保证其可以被合理放置在运输架上；③为起到良好的减震作用，需要先铺放枕木，再铺放黄沙；④需要对柔性垫展开应用，做好部件以及混凝土等保护。
        3.2外墙吊装
        整体吊装施工，需要按照墙板入口、号码检查、吊具安装与找平以及提升墙板、调整仰角和展开垂直度调整、放置、微调等顺序展开。在展开吊装之前，技术人员需要按照设计图纸内容，对梁板底部控制线展开处理，并要在完成等待线路高度与末端调整止之后，实施PCF板安装。同时需要通过对水平仪的运用，对基准平面内预制块高度展开调整，并要运用密封条对板外部和PCF板间缝隙展开处理，做好加固。在具体展开水平度以及垂直度调整过程中，需要将螺栓套到预埋螺母中，应按照墙板底标高，对螺栓面标高实施调整，做好水平方向墙板水平标高控制与固定。同时需要运用千斤顶对墙板垂直高度展开调节，通过对手拉葫芦的运用，对水平方向位置实施控制。在运用靠尺检查无误之后，便可展开安装施工。
        3.3外墙安装
        3.3.1安装与调整
        在完成墙板安装后，需要对其展开垂直固定处理，可通过对钢斜支撑的运用，做好固定调整。同时需要在钢管和现浇混凝土、钢管和墙板间，利用螺栓实施对角线支撑，应通过对水平度以及垂直度的合理调整，保证组件安装位置准确程度。
        3.3.2结构连接
        到梁板顶部连接。运用线支架，对墙板梁和顶部间接缝展开固定，并使用限制实施下部连接，以便通过对上部锚固定作用的运用，高质量完成连接施工。由于就结构而言，在实施装配式结构连接过程中，接缝位置防水性能以及隔音效果都相对较差，所以可通过实施通过混凝土浇筑及后注浆方式，保证该部分施工质量。在浇筑时，需要做好事前清扫以及浇筑管控等操作，应保证混凝土施工密实程度，确保夯实施工质量。到梁板底部连接。墙板的垂直连接，多以嵌入式钢筋和灌浆外壳连接为主。在实施连接时，需要做好灌浆孔位置设置，应保证其可以和底部保持一定距离，且要在实施灌浆过程中，在下部墙板顶部位置，放置垂直钢筋，做好和钢筋之间的连接。灌浆施工所使用材料主要以水泥为主，水泥材料质量以及性能的选择，会对结构连接质量产生直接影响。在进行水泥挑选时，需要保证水泥流动性以及整体性，并要做好浇筑施工管控，以防出现开裂问题。
        结语
        就目前形势来看，虽然装配式外墙施工整体水平已经得到显著提升，但节点防水以及安装施工仍然不容忽视，需要做好设计规划与施工影响因素把控，以便达到最佳结构施工水平。目前国内对于外墙结构防水技术的研究多以设计研究以及施工研究为主，在密封胶材料性能以及材料后期维护方面还存在着诸多问题，对节点防水以及密封胶使用均形成了一定影响，还需进一步加强。由于结构应用整体发展态势较为理想，所以我们有理由相信，今后结构应用将朝向更好地方向进行发展。
        参考文献：
        ［1］郭学明．装配式建筑概论［M］．北京：机械工业出版社，2019：2-3．
        ［2］郝际平，薛强，郭亮，孙晓岭．装配式多、高层钢结构住宅建筑体系研究与进展［J］．中国建筑金属结构，2020（3）：30-35．