裝配式建筑關鍵技術淺析 韓紅葉

1、裝配式建筑關鍵技術淺析韓紅葉摘要：發(fā)展裝配式建筑，實現(xiàn)建筑行業(yè)的工業(yè)化，不僅有利于減少環(huán)境污染， 而且能夠節(jié)省大量的人工成本和資源消耗，近年來受到了國家的高度重視。本文 總結了目前我國裝配式建筑的類型，據(jù)此分析了裝配式建筑設計和施工時的關鍵 技術，同時簡要的介紹了裝配整體式鋼筋混凝土結構。關鍵詞：裝配式建筑的定義；分類；關鍵技術裝配式建筑定義運用現(xiàn)代工業(yè)手段和現(xiàn)代工業(yè)組織，對住宅工業(yè)化生產的各個階段的各個生 產要素通過技術手段集成和系統(tǒng)的整合，達到建筑的標準化。形象地說，裝配式建筑類似于搭積木一一傳統(tǒng)施工中，需將鋼筋、混凝土 等建筑材料運至施工現(xiàn)場進行澆筑；而裝配式”，則是把梁、柱、墻板、陽臺

2、、 樓梯等部件部品，也就是“積木在工廠里預先生產好，運到工地后簡單地組合、 連接、安裝即可。這種建筑方式有利于降低損耗、縮短工期。裝配式建筑的分類按結構材料分為裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結構建筑、裝配式輕鋼結構建 筑、裝配式木結構建筑和裝配式復合材料建筑（鋼結構、輕鋼結構與混凝土結合 的裝配式建筑）等。2.1裝配式混凝土結構形式（裝配整體式鋼筋混凝土結構）裝配式混凝土結構是以預制的混凝土構件（也叫PC構件）為主要構件，經(jīng)工 廠預制，現(xiàn)場進行裝配連接，并在結合部分現(xiàn)澆混凝土而成的結構。2.2裝配式鋼結構裝配式鋼結構建筑以鋼柱及鋼梁作為主要的承重構件。鋼結構建筑自重輕、 跨度大、抗風及抗震性好、保

3、溫隔熱、隔聲效果好，符合可持續(xù)化發(fā)展的方針， 特別適用別墅、多高層住宅、辦公樓等民用建筑及建筑加層等。2.3裝配式輕鋼結構裝配式輕鋼結構建筑以冷彎薄壁型鋼構件為基本結構骨架，以新型結構板材 為結構體系，配以其它保溫、裝飾材料，經(jīng)工廠集成生產和現(xiàn)場裝配而成的房屋 建筑體系。該系統(tǒng)采用冷彎薄壁型鋼結構體系，具有截面尺寸小、自重輕等特點， 比傳統(tǒng)建筑的使用面積提高510%，顯著地降低了基礎造價；2.4裝配式木結構裝配式木結構是以木材為主要受力構件的工程結構體系，能夠降低能耗，減 少二氧化碳排放。木結構建筑具有綠色環(huán)保、舒適耐久、保溫節(jié)能、結構安全等 特點，有著優(yōu)良的抗震和隔音性能，這些都是鋼筋混凝土

4、結構和鋼結構不可比擬 的優(yōu)越性。目前，中國正在推廣應用的裝配式混凝土結構體系主以裝配整體式結構體系 為主。主要有裝配整體式混凝土剪力墻結構、裝配整體式混凝土框架結構和裝配 整體式混凝土框架-剪力墻結構。特點是墻、梁、柱等主要結構構件工廠預制，現(xiàn) 場裝配，梁柱節(jié)點、墻柱節(jié)點等采用現(xiàn)澆方式，樓板采用裝配式疊合樓板或鋼筋 桁架樓承板等裝配整體式結構。3裝配式建筑關鍵技術3.1預制構件的科學拆分建筑產業(yè)化的核心是生產工業(yè)化，生產工業(yè)化的關鍵是設計標準化，最核心 的環(huán)節(jié)是建立一整套具有適應性的模數(shù)以及模數(shù)協(xié)調原則。設計中據(jù)此優(yōu)化各功 能模塊的尺寸和種類，使建筑部品實現(xiàn)通用性和互換性，保證房屋在建設過程中

5、， 在功能、質量、技術和經(jīng)濟等方面獲得最優(yōu)的方案，促進建造方式從粗放型向集 約型轉變。實現(xiàn)標準化的關鍵點則是體現(xiàn)在對構件的科學拆分上。預制構件科學 拆分對建筑功能、建筑平立面、結構受力狀況、預制構件承載能力、工程造價等 都會產生影響。根據(jù)功能與受力的不同，構件主要分為垂直構件、水平構件及非 受力構件。垂直構件主要是預制剪力墻等。水平構件主要包括預制樓板、預制陽 臺空調板、預制樓梯等。非受力構件包括PCF外墻板及豐富建筑外立面、提升建 筑整體美觀性的裝飾構件等。對構件的拆分主要考慮五個因素：一是受力合理；二是制作、運輸和吊裝的 要求；三是預制構件配筋構造的要求；四是連接和安裝施工的要求；五是預制

6、構 件標準化設計的要求，最終達到少規(guī)格、多組合的目的。3.2關鍵節(jié)點的處理關鍵節(jié)點的設計和施工是裝配式建筑的重點和難點。關鍵節(jié)點的施工質量決 定了建筑的保溫性和安全性。關鍵節(jié)點包括：裝配式墻板的設計，包含了墻板尺 寸、墻體錯固件布置和板端形狀的設計；墻體與主體結構的結構連接方式；板縫 位置、地坪層、屋面位置和口窗澗口位置的保溫構造；是外墻構造密封、板縫位 置密封和口窗洞口的密封做法。3.2.1鋼筋套筒連接技術鋼筋套筒連接技術是1970年由美國首先研制成功，目前在日本和美國得到廣 泛應用。鋼筋套筒連接技術是在預制工廠將套筒一端的鋼筋通過螺紋完成機械連 接，另一端在施工現(xiàn)場通過灌漿進行連接。鋼筋套

7、筒連接技術要求鋼筋套筒應有 足夠的強度，灌漿材料應早強、高強，并且套筒、灌漿材料和鋼筋之間應該相互 匹配。3.2.2鋼筋漿錨連接方式鋼筋漿錨連接又稱間接錨固，是將兩種需要搭接的鋼筋分開一定的距離，錨 固在灌漿套筒、凹槽、節(jié)點等處，并通過橫向配筋將兩個需要搭接的鋼筋的拉力 轉化成剪力。決定鋼筋漿錨連接強度的因素為：灌漿料中鋼筋的抗拉拔強度、灌 漿料的剪切破壞、混凝土的劈裂破壞等。3.2.3“三明治墻板三明治預制夾芯板顧名思義由三層構成，最內側為內葉板起結構支撐作用， 中間層為保溫材料作為墻體的主要保溫手段，最外側為外葉板起保護保溫材料兼 顧結構支撐作用。三者在工廠預制完成，以墻體錯固件連接，兼有

8、防水、防火、 保溫和圍護等作用?！叭髦螇Π鍛ＷC內外葉與中間夾芯層有良好的粘結性； 內外葉還應具有一定的柔韌性從而適應夾芯層的熱脹冷縮而產生的溫度應力；保 溫材料應具有高抗溫強度和低吸水率。3.3BIM全產業(yè)鏈應用將BIM與產業(yè)化住宅體系結合，既能提升項目的精細化管理和集約化經(jīng)營， 又能提高資源使用效率、降低成本、提升工程設計與施工質量水平。BIM軟件可 全面檢測管線之間與土建之間的所有碰撞問題，并提供給各專業(yè)設計人員進行調 整，理論上可消除所有管線碰撞問題。通過數(shù)據(jù)驅動的系統(tǒng)建模和設計來優(yōu)化管 道橋架設計，可以最大限度地減少管道橋架系統(tǒng)設計中管道橋架之間、管道橋架 與結構構件之間的碰撞。設

9、計院應具備在產業(yè)化項目中進行全產業(yè)鏈、全生命周 期的BIM應用策劃能力，確定BIM信息化應用目標與各階段BIM應用標準和移 交接口，建立BIM信息化技術應用協(xié)同平臺并進行維護更新，在產業(yè)化項目的前 期策劃階段、設計階段、構件生產階段、施工階段、拆除階段實現(xiàn)全生命周期運 用BIM技術，幫助業(yè)主實現(xiàn)對項目的質量、進度和成本的全方位、實時控制。4結束語建筑產業(yè)化是我國建筑行業(yè)的一次深刻革命，是建筑行業(yè)發(fā)展必然趨勢之一。 與歐美、日本等發(fā)達國家相比，我國住宅產業(yè)化發(fā)展仍然處于初級階段，面臨管 理體制滯后、技術體系不完善和建造成本高等不利局面。在不斷完善技術體系、 建設住宅產業(yè)化推進激勵機制的同時，要重點推行設計、施工、管理一體化，從 項目策劃、規(guī)劃設計、建筑設計、生產加工、運輸施工、設備設施安裝、裝飾裝 修及運營管理全過程統(tǒng)籌協(xié)調，形成完整的一體化運營模式。參考文獻常春光，吳飛飛.基于BIM和RFID技術的裝配式建筑施工過程管理J.沈陽建 筑大學學報（社會科學版）,2