裝配式建筑PC深化設計問題及措施

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摘要：在建筑行業(yè)迅速發(fā)展的背景下，尤其是裝配式建筑的出現與應用，極大地滿足了人們日益增長的建筑需求。但是，裝配式建筑pc構件在深化設計環(huán)節(jié)仍存在一些有待解決的問題。因此，本文主要以裝配式建筑PC構件為主題展開分析，以裝配式建筑PC構件的類型特點及連接方式為切入點，在深入分析裝配式建筑PC構件深化設計中存在問題的基礎上，進一步探討了針對性強且有效地應對措施，以期為裝配式建筑PC構件深化設計的優(yōu)化及完善提供一些具有價值的參考建議。

關鍵詞：裝配式建筑PC構件；深化設計；問題；應對措施

1前言

近些年來，建筑行業(yè)在社會經濟快速發(fā)展的促進下得以快速發(fā)展，為了進一步提高建筑質量、縮短建筑工程施工周期、降低人工成本和節(jié)約能源，推動建筑行業(yè)穩(wěn)健、持續(xù)發(fā)展，積極推廣應用裝配式建筑具有十分重要的現實意義。而當下裝配式建筑在實踐中暴露出一系列問題，尤其是裝配式建筑PC構件深化設計，更是暴露出一系列嚴重的問題，如施工工藝不完善、安全措施缺乏效用等。為了解決其存在的問題，進一步使裝配式建筑PC構件深化設計工作實現有效優(yōu)化及完善，鑒于此，本文圍繞“裝配式建筑PC構件深化設計問題及其應對措施”進行分析研究具有非常重要的價值意義。

2裝配式建筑PC構件的類型特點及連接方式分析

2.1PC構件的類型分析

對于裝配式混凝土結構，其PC構件以安裝方向進行分類，可細分為三類。（1）水平構件，包括梁、樓板、陽臺以及預制空調板及其他個性化構件；其中梁又細分為預制梁和疊合梁；樓板細分為預制樓板、疊合樓板；陽臺細分為預制陽臺和疊合陽臺。（2）豎向構件，包括預制柱與預制墻板，其中預制墻板細分為剪力墻、普通墻板以及外掛墻板，而普通墻板又進一步分為疊合墻板、帶裝飾墻板、帶保溫墻板以及帶門窗等部件墻板。（3）斜向構件，主要以板為主，主要在預制樓梯中使用。

2.2PC構件的特點分析

總結起來，PC構件的主要特點包括以下幾點。（1）通常在工廠自動化流水線上進行PC構件的制作，對于PC構件制作所需的設備、工藝以及管理方式等，均需實現規(guī)范化及標準化。（2）對于相關構件，比如梁、板、柱等，其尺寸規(guī)格適合進行批量化生產及標準化安裝，具有模數化的鮮明特點。（3）對于PC構件其具備混凝土結構自身的材料，比如鋼筋、混凝土以及灌漿套筒等，同時具備在設備安裝過程所需的預留孔洞、預埋管線、外墻保溫材料等，使得PC構件的組成存在明顯的復雜化特點。2.3PC構件的連接方式分析裝配式建筑PC構件連接往往采用鋼筋+現澆混凝土方式，特定條件下采用螺栓連接、焊接連接方式進行連接。具體包括以下幾個內容。（1）鋼筋+現澆混凝土連接方式，作為一類常見連接方式，在裝配式混凝土結構中具有廣泛的應用，其優(yōu)勢集中體現在可以通過現澆混凝土有機結合不同的預制構件并形成完整的實體，以此提升整體結構的承載力和抗震性能[1]。另外，裝配式建筑PC構件尺寸具有“可塑性”，可以在構建安裝過程中調整誤差。（2）螺栓連接方式，廣泛應用在非承重構件或者承重較小的構件連接中，如外掛墻板與樓板的連接、次梁和主梁的連接等[2]。（3）焊接連接方式，主要應用在端部或者邊緣構造的裝配式建筑PC構件中，在現代裝配式建筑PC構件連接中應用較少。（4）濕式連接中PC構件之間或PC構件與現澆混凝土之間的鋼筋連接方式，可分為焊接連接、綁扎搭接、機械連接以及鋼筋套筒灌漿連接等，是一種普通的連接方式。

3裝配式建筑PC構件深化設計中存在的問題分析

實踐工作發(fā)現，在裝配式建筑PC構件深化設計過程中，存在多方面的問題，其設計問題的存在倘若得不到有效解決，則會影響后續(xù)裝配式建筑PC構件施工質量及安全性?？偨Y起來具體設計問題如下。

3.1節(jié)點連接設計問題

節(jié)點連接深化設計問題，具體涉及三方面的內容。（1）一方面，梁柱、梁梁主鋼筋碰撞。在設計過程中，沒有考慮各構件連接過程中各類鋼筋內部連接部門的空間關系，造成構件無法正常安裝，如裝配式建筑工程中相鄰梁構件預制過程中，按照統一標準尺寸進行制作，造成現場安裝過程中出現相鄰梁的構件出現了鋼筋對碰問題，使得相鄰梁無法順利完成對接安裝[3]。（2）另一方面，墻板之間、墻板和柱之間缺乏連接鋼筋，如外墻板與梁之間的連接，兩者連接部分沒有任何構造，單純使用密封膠防水，雖可以在短時間內取得良好的防水效果，但是隨著裝配式建筑使用年限的延長，密封膠會因老化引發(fā)墻面漏水問題，且在缺乏連接鋼筋的情況下，容易出現墻板穩(wěn)定性不足的問題[4]。（3）此外，裝配式建筑PC構件和現澆結構連接不合理。如某裝配式建筑工程中，現澆梯梁上放置預制樓板，但是沒有預留鋼筋錨固結構，容易在受力的情況下發(fā)生梯梁移位問題，且容易發(fā)生梯梁下部縱向鋼筋斷裂問題，最終影響整個工程項目的穩(wěn)定性[5]。

3.2與設備安裝要求不符

裝配式建筑PC構件深化設計中，除了節(jié)點連接問題之外，還包括與設備安裝要求不符的問題，具體包括如下幾個方面的內容。（1）一方面，構件尺寸無法滿足水電管線預埋要求。如裝配式建筑PC構件厚度為60mm，板上部直徑10mm雙向配置鋼筋，上部鋼筋和混凝土保護層厚度約為35mm，意味著構件剩余空間約為25mm，這直徑大小顯然無法滿足水電管線預埋需求。因此，要想解決此類問題，應該適當增加現澆部分的高度，具體高度以水電管線施工需求而定。（2）另一方面，裝配式建筑PC構件中管線、開關盒漏埋或者預埋位置與設計標準相差甚大，無法滿足裝配式裝飾工程施工實際要求。如裝配式建筑構件預制過程中，因沒有預埋消防管線，為了達到裝配式建筑安全施工要求，必須在構件上選擇合適的位置重新開槽，這不僅會破壞預制構件，還會延長施工周期，且不利于保證裝配式建筑整體質量。（3）此外，管線與專業(yè)標準存在出入。如預制墻板深化設計后將電視信號線與電話線配管有機物合在一起，使得強、弱電線同一管道，直接加大了配線截面，這與建筑電氣設計標準不符。第四，使用功能缺乏效用。如高層建筑空調安裝在沒有窗口的墻面上，給后續(xù)空調維修工作增加了難度和危險性。針對這一問題，裝配式建筑PC構件深化設計之后，適當調整了空調安裝位置，但是位置調動之后，因預制構件上沒有預留安裝孔，使得鋼筋錨固穩(wěn)定性下降，增加了空調安裝危險性。

3.3裝配式建筑

PC構件施工問題裝配式建筑PC構件施工中出現的問題，具體包括如下幾個方面的內容。（1）一方面，構件吊裝位置和吊環(huán)規(guī)格不合理[6]。吊環(huán)的設置沒有充分考慮構件的實際重量、吊裝工藝等予以科學確定，致使吊裝過程中容易發(fā)生構件墜落事故。另外，疊合板往往是預制部分厚度較薄，若施工人員隨意選擇吊點，具有較大概率損壞疊合板。（2）另一方面，構件臨時支撐點及間距設置不合理。臨時支撐點的設置沒有根據構件安裝安全工作要求進行設置，且在支撐點間距設置時，忽視了構件施工安全，造成支撐點分布不合理。另外，構件臨時支撐拆除條件并沒有予以明確，造成支撐點拆除時間把握不當，且容易出現暴力拆除行為。（3）此外，缺乏用于固定外腳手架的預留孔和預埋件，如高層裝配式建筑施工過程中，施工人員利用外掛式防護架，往往要在構件制作環(huán)節(jié)預留螺栓緊固孔，若采用一般的懸挑腳手架，基于安全考慮還要在梁體上設置預留件。因此預留孔和預留件的缺失，必然會給裝配式建筑施工增加安全事故發(fā)生概率。當然，如果施工垂直運輸設備和主體結構附著固定埋件之間存在缺失，或者搭配不具規(guī)范性的情況下，會使得運輸設備的安裝安全性受到影響，進一步使工程正常施工作業(yè)受到影響；倘若附著裝置安裝過于隨意，還會引發(fā)較大的安全隱患事故。

4裝配式建筑PC構件深化設計問題的應對措施分析

如前所述，對裝配式建筑PC構件深化設計問題有了一定程度的了解，從設計的優(yōu)化及完善角度考慮，便有必要采取有效應對措施，總結起來具體措施如下。

4.1整體規(guī)劃設計

裝配式建筑PC構件深化設計的優(yōu)化，要從全局考慮進行整體規(guī)劃設計，摒棄傳統模式下的“先總體后拆分”設計方法，組織建筑結構、電氣設備、室內裝飾、水電裝修等專業(yè)設計人員共同參與進來，根據裝配式建筑項目實際使用用途和裝飾需求，不斷優(yōu)化裝配式建筑整體布局，通過集體研討方式協同完成裝配式建筑項目總體設計和構件深化設計工作，以此規(guī)避各構件連接和各工序沖突問題，為裝配式建筑施工順利進行奠定良好的基礎[7]。

4.2綜合考慮施工影響因素

裝配式建筑PC構件深化設計時，要綜合考慮施工技術、施工工藝、構件制作、安裝等方面的具體要求，必要時會同裝配式建筑PC構件生產企業(yè)、施工企業(yè)施工技術人員協同設計，以此規(guī)避設計與現實施工要求不符的問題。另外，裝配式建筑PC構件深化設計過程中，除了綜合考慮施工影響因素之外，還要立足于裝配式建筑整體結構安全，不斷簡化裝配，為后續(xù)的高質高效進行裝配式建筑施工提供保障。

4.3細化節(jié)點構造措施

裝配式建筑PC構件深化設計過程中，針對一些諸如梁柱、外墻防水、剪力墻等重要連接節(jié)點，進行細化構造措施，以梁柱節(jié)點為例，要保證其連接效果，則要細化其構造措施，具體包括鋼筋連接詳細尺寸、模板安裝詳細尺寸、樣圖等，為節(jié)點連接提供依據，同時可以規(guī)范梁柱節(jié)點連接，確保其連接質量。再以剪力墻為例，要具體標注連接鋼筋的具體位置、注漿工藝等，并明確臨時支撐點具體位置和間距，確保裝配式建筑PC構件支撐的有效性，確保安裝施工安全進行。另外，裝配式建筑外墻板施工中，滲水問題作為常見問題，其主要原因在于外墻板接縫防水施工中，技術措施不到位。針對此類問題，往往要求施工人員采用剛柔結合的技術措施進行接縫防水施工。

4.4加強樣板驗證裝配式建筑

PC構件深化設計完成之后，要對深化設計成果進行驗證。設計單位要邀請資質達標的施工單位對關鍵的連接節(jié)點進行驗證，并對大型裝配式建筑PC構件裝配的可操作性進行樣板驗證，并依據樣板驗證結果進一步優(yōu)化裝配式建筑PC構件深化設計，為裝配式建筑安裝施工順利進行提供保障。

4.5運用BIM技術深化設計

由于裝配式建筑結構深化設計具有精細化要求，且預制構件具有集成化特點，要想真正意義上優(yōu)化裝配式建筑PC構件深化設計，則要重視BIM技術的應用，滿足預制構件分割、節(jié)點連接、細部尺寸的精細化設計要求。同時，裝配式建筑PC構件深化設計過程中，可充分利用BIM技術可視化功能，優(yōu)化裝配式建筑中各構件、管線等空間位置的分布，以期為施工順利進行提供保障，并實現降低成本、減少工期等目標[8]。此外，還可以構建基于裝配式建筑結構深化設計的BIM3D模型，借助BIM3D模型的高效計算能力、分析能力，對設計產品的缺陷進行分析，并及時查找出來，然后通過該模型制定有效地改進優(yōu)化方法，使設計出來的裝配式建筑結構的質量得到全面提升。

5結語

綜上所述，裝配式建筑廣泛應用在現代建筑工程項目施工中，滿足了人們當下對建筑低成本、低消耗等要求。但是裝配式建筑PC構件設計中還存在一系列問題，直接影響裝配式建筑整體施工質量。因此，裝配式建筑PC構件深化設計過程中，要統籌考慮施工因素，并細化節(jié)點構造措施，強化BIM技術輔助深化設計，以此優(yōu)化裝配式建筑PC構件深化設計，進一步為建設高質量的裝配式建筑奠定良好的基礎。

參考文獻：

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[5]陳斌.淺談新型裝配式建筑PC構件模板設計及施工技術[J].施工技術,2019(S1):488~489.

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[8]張青霞,佘健俊,葉嵩.基于GRAP-VIKOR的裝配式建筑PC構件供應商選擇決策[J].土木工程與管理學報,2020(1):165~172.

作者：向明 田志剛 葛昕權 單位：浙江省建材集團有限公司