裝配式建筑施工結構節點優化研究

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摘要：裝配式建筑是將構件采用工廠化預制方式進行制作，通過可靠的結構節點將構件連接組裝，實現裝配式建造。本文結合工程實踐闡述了裝配式建筑施工結構節點優化及處理技術，并對其施工要求做了詳細、深入的分析，重點的分析了施工過程中的關鍵控制點，對裝配式建筑的特點進行了總結。

關鍵詞：裝配式建筑；工廠化預制；裝配式建造

隨著我國建筑行業邁入工業化階段，裝配式建筑在我國得到了廣泛的推廣應用。近年來，各省、市的新建建筑中裝配式建筑的比例逐年不斷增加。裝配式建筑不同于傳統的建造方式，將繁雜的現場施工作業轉移到工業化車間進行構件預制加工，減少建筑垃圾，實現節能環保。在裝配式結構施工過程中，裝配式結構的節點連接是最為重要的一環，如何處理裝配式結構的節點連接是成為影響裝配式施工進度與質量的主要因素[1]。

1應用現狀分析

20世紀六十年代以來，英、法、蘇聯等國開始嘗試裝配式建造施工。自2015年以來，裝配式建筑由于建造速度快，施工操作簡單，大規模應用時生產成本低等特點，迅速在我國推廣開來，預制裝配式鋼結構、混凝土結構等在工程建設中的應用越來越廣泛。筆者在建筑行業中從事建筑工程施工多年，接觸過許多裝配式建筑在公共建筑及住宅建筑的應用實例。筆者以某醫院項目為例，分析裝配式建筑在大型公共建筑中的應用。該項目位于長樂區吳航鎮龍津村，項目總建筑面積為122154平方米（地上101854平方米，地下20300平方米），住院樓設計為裝配式混凝土結構，裝配率達到71%；門診醫技綜合樓、后勤樓、傳染樓及附屬樓等采用現澆結構。

2工藝原理

裝配式建筑施工結構節點優化及處理技術是通過BIM技術應用[2]，模擬裝配式構件吊裝、安裝過程，對預制疊合板、預制疊合梁、預制柱、預制樓梯及裝配式內隔墻板等構件的節點進行深化設計，從而優化構件節點連接技術，提高裝配施工效率。主要工藝原理有以下幾點：2.1預制柱縱向鋼筋連接采用半灌漿套筒連接。通過模具對錨固鋼筋的定位，模具孔洞大小控制在比柱鋼筋大2~3mm，在柱邊彈出控制線，調整定位模具，采用焊接方式來固定定位模具，來保證柱縱向鋼筋位置精確；然后進行吊裝、校正，待坐漿強度達到后采用高強灌漿料進行封堵，通過對空腔體積的計算得出灌漿料的用量，對比實際用量與理論值，保證實際用量大于理論用量，以此來控制灌漿質量。2.2利用BIM技術模擬吊裝過程，分析疊合板、預制柱與梁的節點鋼筋的位置、數量、規格等數據，通過空間模型分析疊合板與框架梁角部鋼筋、預制柱縱向鋼筋與梁主筋是否有碰撞現象。如疊合板與框架梁鋼筋存在碰撞可現穿入角部鋼筋，待疊合板安裝調整后進行綁扎；對于預制柱與梁鋼筋的碰撞，采用梁鋼筋水平偏位避讓的方法以此解決鋼筋碰撞的問題。2.3預制樓梯深化設計時應結合現場樓梯間實際尺寸及位置，并進行校核計算驗證，確保各處連接節點位置的準確性和安全性。制作預制樓梯的模板時應嚴格按照深化圖紙進行。每次預制樓梯段安裝就位后及時用C40級CGM灌漿料將預留孔洞封堵，并采用聚苯填充樓梯縫隙。2.4預制ALC內隔墻板安裝采用管卡固定，為預防墻體裂縫，確保安裝質量，在安裝完成后通過鍍鋅扁鋼對洞口進行加強，上口橫版采用4根M10對拉螺栓加固預防因后期裝潢、電氣導管敷設造成的板材橫向位移。

3施工操作要點

預制裝配式混凝土結構節點施工不同于傳統的現澆混凝土結構[3]，在施工過程中應注意以下幾個結構節點連接質量的管控：（1）柱與柱連接節點裝配式結構中預制柱的連接關系到整體結構的抗震性能和結構抗倒塌能力，是框架結構在地震荷載作用下的最后一道防線，極其重要。為保證預制柱吊裝時能精確就位，以及縮短吊裝時間，可在預制柱施工前先制作柱定位模具，模具孔洞大小控制在比柱鋼筋大2~3mm，以保證柱鋼筋定位精確度。模具采用5mm鋼板委托專業廠家車床精確制作，效果圖詳見圖2。利用經緯儀在預制疊合板上將樓層控軸線放樣放出來，同時將柱邊線分出，在疊合板上彈出柱邊線，吊裝作業人員按照柱邊線調整定位模具，通過焊接固定鋼筋來確保鋼筋位置準確性。現場施工員在抄平時，按照2cm+8d在外漏鋼筋長度上用記號筆做標記，利用紅外線水平儀輔助在所有鋼筋上做好標記，安排焊工將長度超出的鋼筋割除，以保證外漏鋼筋長度一致。在混凝土澆筑前，利用PVC管作為保護措施，套在豎向主筋上，，以免澆筑時造成污染，避免二次清理用工。將連接部位鑿毛以增加接觸面并清理表面浮漿，采用吊裝梁垂直起吊，預制柱吊裝至操作面保證其底部穩定水平，使預留鋼筋插入至灌漿套筒內，安裝柱臨時支撐，對柱的安裝位置、水平度及垂直度進行檢查，調節支撐并緊固。預制柱在起吊時應試吊升高50cm，操作過程應做到慢起、快升、緩放。預制柱調整就位后，在柱角處加塞墊片，并按照設計要求將柱底部接縫處封堵密實，接縫處封堵厚度需符合設計要求。待封漿強度達到設計要求時，采用高強灌漿料進行注漿。通過計算公式算出半灌漿套筒的空腔體積，計算每跟柱子灌漿料的設計用量，在灌漿過程中控制灌漿料的用量不得少于設計用量，以此來保證灌漿套筒灌漿飽滿。（2）預制柱與梁連接節點本工程梁柱節點通常有角柱（柱-2梁）節點、邊柱（柱-3梁）節點、中柱（柱-4梁）節點三種，節點區柱縱筋與梁縱筋（多向）避讓若處理不當，將增加施工現場節點處理難度，后期的修補措施不當對結構安全留有隱患。因此，項目在施工圖設計階段，應提前對結構單體中全部梁柱節點鋼筋避讓優化，結合預制構件吊裝順序，以后澆節點區施工簡單為第一原則，進行框架梁柱節點深化設計。常規設計節點包括：預制框架柱豎向連接，預制梁在框架柱內錨固兩種。預制梁在框架柱內錨固需要考慮兩種情況：相交于同一節點的多梁縱筋與框架柱縱筋的避讓，考慮（同向/不同向）梁筋的避讓。梁縱筋與框架柱的縱筋避讓相對簡單，只需要保證梁、柱縱筋的位置滿足鋼筋誤差（制作、安裝）和混凝土澆搗要求即可。框架梁柱節點的框架梁縱筋避讓，對于同向框架梁縱筋多采用水平偏位，不同向框架梁縱筋采用豎向偏位處理。（3）疊合板與現澆梁節點疊合板支撐可采用頂托+木方支撐體系。疊合板下支撐系統由木方、托座、獨立鋼支柱組成。通過BIM技術，優化疊合板與現澆梁節點處的鋼筋排布，減少碰撞?，F場鋼筋綁扎施工時，預留梁上部的鋼筋暫不進行綁扎，待疊合板吊裝就位且錨固筋調直處理完畢后再進行綁扎固定。其余鋼筋應在疊合板吊裝就位前基本綁扎成型。

4應用前景分析及總結

與其他發達國家相比，我國現階段裝配式建筑的比率較低，自2015年以來，在政策的大力推廣下，各地區裝配式建筑施工面積逐年遞增。裝配式建筑模塊化施工方式，使預制構件可以在生產車間進行大批量預制、加工，現場只需要進行構件組合拼裝施工。傳統的建造方式存在施工工期長，人工勞動力大，產生建筑垃圾，造成材料資源的浪費等現象。裝配式構件的工廠化預制方式能夠精準地確定構件生產量，減少資源浪費，符合國家節能環保政策。伴隨裝配式建筑標準及施工技術的不斷完善，裝配式建筑將會越來越標準化、集成化以及模式化，在建筑工程領域中的應用將越來越廣泛。

綜上所述，筆者從事建筑工程行業多年，見證了裝配式建筑在工程中的發展應用，取得了良好的社會效益及效益。其應用優勢主要體現在：（1）節約材料和勞動力，減少建筑垃圾；（2）裝配式構件采用工廠機械化生產制作，降低人工操作誤差，提升施工質量；（3）縮短總工期，減少項目臨設及機械投入；（4）施工難度不大，工藝質量易于控制，成型效果好。

參考文獻

[1]崔慶彪.裝配式混凝土結構構件及施工注意事項[J].科技信息,2013,(08):433+436.

[2]白庶,張艷坤,韓鳳,張德海,李微.BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析[J].建筑經濟,2015,(11):106-109.

[3]裝配式混凝土建筑結構施工技術要點與研究[J].王鳳起.建筑技術.2018,49(01):15-21.

作者:林祥武 單位:福州建工（集團）總公司