装配式建筑PC构件深化设计研究与应用

装配式建筑PC构件深化设计研究与应用

发表时间：2020-12-22T08:19:22.914Z 来源：《建筑细部》2020年第25期作者：叶承杰[导读] 为保证装配式建筑整体质量，在PC构件模板设计环节，需明确最新的设计要求，提高施工效率，确保各项作业的安全性与规范性。为此，制订新型装配式建筑PC构件模板设计方案非常重要。广西建工轨道装配式建筑产业有限公司广西柳州 5450001

摘要：建筑业是推动社会经济发展的重要主体，随着社会环境的变化，装配式建筑成为行业发展的主要趋势，PC构件是组成装配式建筑的关键性元素，模板设计也直接影响到建筑项目的最终成效。为保证装配式建筑整体质量，在PC构件模板设计环节，需明确最新的设计要求，提高施工效率，确保各项作业的安全性与规范性。为此，制订新型装配式建筑PC构件模板设计方案非常重要。

关键词：装配式建筑；PC构件；深化设计

引言

在装配式混凝土建筑的设计、施工、验收和使用中，暴露出不少问题。比如PC构件的设计深度不足，施工管理人员经验欠缺，施工工艺不完善，安全措施简单，质量验收标准不统一等。为了有利于装配式混凝土建筑的健康发展，我们在项目实地调查研究的基础上，针对装配式混凝土结构中预制混凝土(简称PC)构件深化设计中存在的一些问题，提出相应解决措施。

1 PC构件的类型及特点

1.1PC构件的类型

装配式混凝土结构的PC构件按安装方向划分，可以分为水平构件、竖向构件和斜向构件。

1)水平构件按功能组合分类。

2)竖向构件按功能组合分类。

3)斜向构件以板为主，其主要应用是预制楼梯。

1.2PC构件的特点

1)PC构件一般通过工厂自动化流水线制作，构件生产设备、生产工艺及管理均采用标准化。

2)梁、板、柱等构件尺寸规格为适应批量化生产和标准化安装均为模数化。

3)PC构件不仅包含钢筋、混凝土、灌浆套筒等混凝土结构本身，还包含设备安装用预埋管线、预留孔洞、装饰或施工用预埋件、外墙保温材料及饰面材料等，使构件的组成复杂化。

2装配式建筑PC构件深化设计中存在的问题 2.1设备协调问题

PC构件深化设计还涉及到与设备安装的协调关系问题，但此环节中仍然存在一定的不足，主要表现为以下几个方面。第一，PC构件尺寸无法与水电管线预埋要求相匹配，后期需通过调节后浇高度的方式解决，操作难度大;第二，PC构件设计中开关盒、管线漏埋或出现较大偏差，这样一来需要在后续的装饰装修环节中对PC构件进行重新开孔开槽，导致构件结构完整性被破坏;第三，管线与专业规范不符合。造成强电线、弱电线合管，增加配线截面，与电气设计规范不匹配;第四，对设备使用功能造成影响，产生较大安全隐患。

2.2节点连接设计问题

（1）一方面，梁柱、梁梁主钢筋碰撞。在设计过程中，没有考虑各构件连接过程中各类钢筋内部连接部门的空间关系，造成构件无法正常安装，如装配式建筑工程中相邻梁构件预制过程中，按照统一标准尺寸进行制作，造成现场安装过程中出现相邻梁的构件出现了钢筋对碰问题，使得相邻梁无法顺利完成对接安装。

（2）另一方面，墙板之间、墙板和柱之间缺乏连接钢筋，如外墙板与梁之间的连接，两者连接部分没有任何构造，单纯使用密封胶防水，虽可以在短时间内取得良好的防水效果，但是随着装配式建筑使用年限的延长，密封胶会因老化引发墙面漏水问题，且在缺乏连接钢筋的情况下，容易出现墙板稳定性不足的问题。

（3）此外，装配式建筑PC构件和现浇结构连接不合理。如某装配式建筑工程中，现浇梯梁上放置预制楼板，但是没有预留钢筋锚固结构，容易在受力的情况下发生梯梁移位问题，且容易发生梯梁下部纵向钢筋断裂问题，最终影响整个工程项目的稳定性。

3装配式建筑PC构件深化设计应用

3.1整体规划设计

装配式建筑PC构件深化设计的优化，要从全局考虑进行整体规划设计，摒弃传统模式下的“先总体后拆分”设计方法，组织建筑结构、电气设备、室内装饰、水电装修等专业设计人员共同参与进来，根据装配式建筑项目实际使用用途和装饰需求，不断优化装配式建筑整体布局，通过集体研讨方式协同完成装配式建筑项目总体设计和构件深化设计工作，以此规避各构件连接和各工序冲突问题，为装配式建筑施工顺利进行奠定良好的基础。

3.2节点构造

深化设计环节中工作人员需要对装配式建筑的关键节点进行识别，如外墙、剪力墙、梁柱结构等，并对构造措施进行细化处理。以梁柱节点为例，深化设计环节需要提供叠合梁搁置长度、钢筋锚固、模板安装的具体尺寸以及施工大样图。在剪力墙结构安装中，需要明确规定连接钢筋的具体位置，同时详细标注套筒规格，确保可调垫片以及临时性支撑等关键部件设计方案的合理性。除此以外，在钢筋套筒连接环节中，需要充分评估的灌浆孔位置，在设计方案中对出气孔设置进行详细检查，确保细部构造方案的合理性。

3.3运用BIM技术深化设计

由于装配式建筑结构深化设计具有精细化要求，且预制构件具有集成化特点，要想真正意义上优化装配式建筑PC构件深化设计，则要重视BIM技术的应用，满足预制构件分割、节点连接、细部尺寸的精细化设计要求。同时，装配式建筑PC构件深化设计过程中，可充分利用BIM技术可视化功能，优化装配式建筑中各构件、管线等空间位置的分布，以期为施工顺利进行提供保障，并实现降低成本、减少工期等目标。此外，还可以构建基于装配式建筑结构深化设计的BIM3D模型，借助BIM3D模型的高效计算能力、分析能力，对设计产品的缺陷进行分析，并及时查找出来，然后通过该模型制定有效地改进优化方法，使设计出来的装配式建筑结构的质量得到全面提升。

3.4综合考虑施工影响因素

装配式建筑PC构件深化设计时，要综合考虑施工技术、施工工艺、构件制作、安装等方面的具体要求，必要时会同装配式建筑PC构件生产企业、施工企业施工技术人员协同设计，以此规避设计与现实施工要求不符的问题。另外，装配式建筑PC构件深化设计过程中，除了综合考虑施工影响因素之外，还要立足于装配式建筑整体结构安全，不断简化装配，为后续的高质高效进行装配式建筑施工提供保障。

3.5加强样板验证

装配式建筑PC构件深化设计完成之后，要对深化设计成果进行验证。设计单位要邀请资质达标的施工单位对关键的连接节点进行验证，并对大型装配式建筑PC构件装配的可操作性进行样板验证，并依据样板验证结果进一步优化装配式建筑PC构件深化设计，为装配式建筑安装施工顺利进行提供保障。

结语

针对PC构件的深化设计是装配式建筑施工作业期间非常重要的环节，会对装配式建筑整体质量水平产生巨大影响。但当前针对PC构件的深化设计仍然存在一定问题，如节点连接、设备协调以及构件施工等方面。为进一步提升深化设计质量水平，需要在统筹规划的前提下，通过样板验证优化设计效果，并细化节点构造内容，引入BIM技术，以促进PC构件深化设计质量水平的提升，满足装配式建筑建设需求。

参考文献

[1]徐金生.新型装配式建筑PC构件模板设计及施工技术[J].建筑技术开发,2020(4):56~57.

[2]张朝磊.新型装配式建筑PC构件模板设计及施工技术[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(9):138~140.

[3]庄淼.基于PC构件的装配式建筑施工技术要点探析[J].四川水泥,2019(8):275.

[4]周巧婷.装配式建筑构件自动化设计及生产优势分析[J].微型电脑应用,2019(7):92~95.

[5]陈斌.浅谈新型装配式建筑PC构件模板设计及施工技术[J].施工技术,2019(S1):488~489.

[6]殷潇,范运海,温修春,陆建飞.装配式建筑PC构件成本控制分析——基于系统动力学模型[J].河南科学,2020(3):456~463.