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房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺分析

侯建国
【摘要】随着社会的发展，可持续发展理念深入人心，各行业对可持续发展的重视程度也变得越来越高，特别是对建筑行业而言，装配式混凝土结构的有效应用，对建筑节能减排目标的实现产生巨大的推动作用，不仅降低了建筑施工的能耗问题，还提升了建筑施工的效率，而装配式混凝土结构在设计方面是否合理，在工艺应用方面是否规范，会对整个房屋建筑的质量造成直接的影响，因此，本文针对房屋建筑当中的装配式混凝土结构设计和建造工艺进行具体论述，希望能够对此类建筑质量的提升产生一定的推动作用。
【关键词】房屋建筑;装配式;混凝土;结构设计建造工艺
当前阶段，我国大部分的房屋建筑都是采用现浇混凝土的方式进行建造的，但在国外，很多国家都已经开始应用工程预制的方式来实现房屋建设，这种建造工艺更加节能、环保，而且对土地空间的占用需求也相对较小，在近几年当中，虽然我国的建筑行业发展十分迅速，但经济建设的飞速发展，使得环境问题变得越来越严峻，传统建筑能耗高，对环境影响大，对国家可持续发展战略的深化造成了不利的影响，因此，人们对房屋建筑方面的设计及施工提出了更高的要求，而装配式混凝土结构在社会经济发展以及环境保护方面具有积极的作用，所以，有必要对其结构设计及建造工艺进行深入的研究。
1、浅析装配式混凝土结构设计
1.1装配式混凝土框架结构
在装配式混凝土框架结构当中，主要包括预制楼板、预制梁柱、预制墙板以及预制楼梯等内容，而框架结构当中的一些優点在预制装配式结构当中也较为适用，如，具有明确的传力路径、较高的装配效率、较少的现浇作业等，按照梁柱节点部分的连接方式，可以将装配式混凝土框架结构分为刚性节点连接和柔性节点连接，而在结构性能以及设计手法上，刚性的节点连接和现浇结构基本相同，但柔性节点连接具有较高的复杂性，具体需要根据节点性能对设计方法、结构整体性能以及耗能机制加以确定，与现浇混凝土框架相比，柔性节点连接具有较大的区别，根据预制构件的拆装方式，还可以刚性节点连接分为三种，具体包括三维构件、二维预制构件以及一字型构件[1]。
1.2装配式剪力墙结构
在装配式混凝土结构当中，剪力墙是预制构件的一种，其连接缝主要采用湿式连接，对于钢筋水平接缝一般会使用套筒灌浆连接，除此之外，较为常用的方式还有浆锚搭接的方式，而目前的高层建筑当中，整体式剪力墙结构体系的应用较为广泛。按照预制墙体的使用位置，可以将剪力墙结构分为两种，即全预制结构以及部分预制结构。其中全预制剪力墙预制化比率相对较高，但拼缝较多，施工难度较大，一般多用于抗震设防要求较低的多层建筑;部分预制结构在性能方面与现浇结构类似，在一些较高的墙体当中较为适用。
叠合板式剪力墙体系该体系就是全部或部分剪力墙采用叠合剪力墙，全部或部分楼板采用叠合楼板，通过可靠方式连接，并与现场后浇混凝土形成整体受力的混凝土结构。而其中的叠合剪力墙是两侧混凝土板和钢筋桁架在工厂制作成内含空腔构件，现场安装就位后在空腔内浇筑混凝土，形成的预制和现浇混凝土整体受力的混凝土墙体。此种结构的特点是施工便于项目的计划与组织，能够有效的保证项目的进度优化、质量控制和节约成本，符合国家节能环保的产业政策。
相比于现浇结构，叠合板式剪力墙在受力强度以及结构设计方面具有很大的差异，而且主要在非抗震区域进行使用，若在抗震区域当中或者是抗震烈度为7度，则要求建筑高度在60m以内，且楼层应在18层以下。
1.3装配式框架-剪力墙结构
当前阶段，我国对于装配式框架-剪力墙结构的应用相对较少，但已经开始对其进行针对性的研究，为了使墙体结构能够具有较高的整体性，需要对建筑的底层和顶层部分使用现浇剪力墙结构，以此来防止竖向构件出现不连续的问题，而在剪力墙当中不适合使用转角窗，在剪力墙上进行开洞操作时，应该将洞的位置上下对齐，如果房屋当中存在不规则的凹凸问题，具体连接过程中应该对现浇梁板加以应用，从而达到缩短凹凸部位长宽比的目的[2]。
2、结构设计计算
2.1模型整体计算
根据《装配式剪力墙结构设计规程》（DB11/1003-2013）第5.3条的规定，一般装配式住宅的整体模型同现浇钢筋混凝土剪力墙一样，可采用振型分解反映谱方法进行多遇地震下的弹性分析计算。
2.2现浇剪力墙计算
根据《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）第8.1.1条要求，在对于装配式剪力墙结构中的现浇剪力墙计算时，应对水平地震作用产生的剪力、弯矩均乘以1.1的增大系数进行配筋设计。
3、装配式混凝土房屋建筑建造工艺
在进行装配式结构设计中，设计人员需了解和熟悉装配式混凝土构件的建造工艺，这样可以对设计工程中对构件进行合理的选型，优化建筑成本，降低施工难度有很大帮助。
3.1生产流程
在预制构件的相关生产工艺当中，能够将构件的特点充分的体现出来，而预制构件生成的主要工艺流程包括数控划线操作、边摸安放操作、钢筋安防操作、脱模剂喷涂、振捣操作、预养护操作、拉毛养护操作、刮平抹光操作、模具清洗等等，首先，需要通过数控划线机完成划线操作，然后将预制构件放置在操作台上完成脱模剂的喷涂，便于构件完成养护以后的脱模，其次，要进行钢筋的安放和相关零部件施工，最终进行混凝土浇灌施工[3]。
3.2墙体钢筋及墙体竖缝连接
墙板模壳内设置钢筋网片，其中水平向钢筋为墙体计算水平钢筋，竖向为分布钢筋，孔间肋部设置拉筋。预制墙板与墙体现浇段之间、楼层内标准预制墙板之间通过位于预制墙板端部的水平拉锚螺栓进行转换连接，将其墙体内的水平钢筋进行标准连接。
3.3预埋件安装
对于装配式建筑而言，预埋件安装定位具有非常重要的作用，而且在后续的混凝土浇筑和振捣施工中，要远离预埋件，避免与预埋件发生碰撞，与此同时，在温差等因素的影响下，不管是混凝土还是预埋件都可能会出现热胀冷缩的问题，甚至在部分区域出现裂缝，所以，要求预埋件能够具备较强的承压能力，并对混凝土产生有效的约束作用，以此来提升构件的抗拉能力和抗压能力，在完成构件及钢筋预埋以后即可进行混凝土浇筑施工，且振捣过程中要与钢筋模板保持相应的距离。
3.4预制构件脱膜及成品保护
在浇筑施工完成以后，需要做好模台和预制构件的养护工作，严格按照养护规定落实各项工作，确保其养护质量能够达到相关标准以后，即可进行脱模操作，该项操作需要使用专业设备来完成，以此来减少构件开裂问题[4]。
4、具体施工
4.1施工准备
在对预制构件进行施工时，需要将各项准备工作做好，包括场地及设备等等，要保证预制构件的放置位置具有较为平整的地基，且在塔吊操作范围内，并且要根据类型对构件进行存储，确保使用的便利性。
4.2安装调节件及连接件
预制墙板通常需要使用塔吊进行施工，将相关部件固定好以后，需要安装底部连接件，并根据控制线对连接件进行安装，完成上述工作以后，需要安装调节件，确保调节件在垂直度以及水平度方面都能达到相关标准的要求，其中水平度由控制线确定，而垂直度的确定则需要通过相关仪器来实现。
4.3弹线和定位
在安裝预制构件时，需要结合设计图纸将轴线放出，并根据轴线确定控制线，在完成预制构件安装以后，需要借助控制线对其安装质量进行检验，并通过楼层控制点完成预制构件轴线的检测。除了对轴线进行精准定位外，还需对钢筋的位置、间距进行偏差校正，以防止施工时上下钢筋无法搭接等问题。
4.4标准化施工
在预制构件施工期间，需要根据现场情况，将构件施工文件做好，并对施工人员进行积极的培训，确保各项操作的规范性，使建筑的整体质量得到有效的保证。
结语：
综上所述，对装配式混凝土结构进行合理的设计，并严格按照工艺要求将其应用在房屋建筑当中，能够使房屋建筑的质量及节能减排效果得到有效的提升，因此，建筑领域一定要对相关工作进行不断的强化，以此来推动建筑行业的可持续发展。
参考文献：
[1]吕理元.房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺分析[J].建筑工程技术与设计，2018，13（22）：1154.
[2]孙亚林.房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺分析[J].混凝土，2018，25（4）：121-124.
[3]高维冉，梁豪杰.房屋建筑装配式混凝土结构设计与建造技术的分析[J].建筑工程技术与设计，2017，33（19）：892-892.
[4]冯国华.房屋建筑装配式混凝土结构设计与建造技术进展研究[J].科技创新导报，2013，28（1）：39-40.

-全文完-