装配式建筑PC构件深化设计中存在的问题及应对措施

装配式建筑PC构件深化设计中存在的问题及应对措施

姜珊珊任福禄

姜珊珊任福禄

中国中建设计集团有限公司沈阳分公司辽宁省沈阳市110000

摘要：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。

关键词：装配式建筑；PC构件；深化设计；问题

引言

传统建筑施工需要耗费大量的时间，且人力物力投入巨大，对环境还会造成一定程度的影响。在这种情况下，随着建筑技术不断发展，新型装配式建筑应运而生，它能将建筑结构构件的生产实现工厂化，在建筑施工现场只对加工合格的构件进行吊装即可，极大的减少了现场施工量，既能大幅加快施工进度，缩短工期，又能保证建筑施工质量。而新型装配式建筑施工发挥以上作用的前提是做好其构件模具的设计与施工。

1、PC构件深化设计深度要求

1.1PC构件定义

PC结构是指组成某项建筑工程一应构件都是先在生产厂家预制完成的，再由厂家运至施工现场完成安装工作，最后将建筑工程的预制构件同其他现浇部分相结合，建成混凝土建筑物。同时可以看出，PC结构建筑不仅需要预制构件，同时也需要做现场浇筑处理，其原因在于PC结构在性能上是与现浇部分相一致的，两厢结合后，既能同时满足排水、电气及暖通等相关系统的需要，又能提高施工效率，保证建筑工程按期竣工。

1.2PC构件深化设计概念及主要内容

PC构件深化设计概念：在原装配式设计方案、条件图基础上，结合实际项目情况，对图纸进行完善、补充，使图纸达到PC工厂具有进行构件加工的条件以及满足项目后续实施的需求。从全国装配式项目实施的情况来看，进行PC构件深化设计的完成单位在北方地区一般由PC工厂完成，南方地区一般由专业设计院完成。殊途同归，PC构件加工图主要为结构设计、构件生产、施工安装、部品精装进行服务，图纸表达的内容需融合精装、设计、生产、施工四方的共同需求。因此，PC构件深化设计主要包含：PC构件外形设计、PC构件结构设计、PC构件预埋设计、PC构件施工设计。

（1）PC构件外形与结构设计：外形与结构即为以原设计为参考，充分理解原设计的设计意图，根据原设计文件对PC构件进行针对性设计。（2）PC构件预埋设计：预埋设计即施工各环节所需预埋，其主要内容包括：水电预埋、精装预埋、生产预埋、施工预埋。（3）PC构件施工设计：充分考虑构件使用过程中各个环节不利因素进行的施工设计，主要内容包括：脱模设计、存放设计、运输设计、安装设计。

1.3PC构件性能要求

一般情况下，装配式建筑工程的竖向结构是借助现浇节点使现浇剪力墙与PC墙板结合而形成的，一般是利用在建筑物楼层处的水平现浇来使相邻两层PC墙板之间实现连接之后，再和现浇剪力墙连接，组成整体，同时必须保证PC墙板具备良好的工程适应性与抗震性，并且其承载力、破坏形态以及屈服机制也必须达到与现浇剪力墙相近的程度，这样才能满足抗震、抗灾需求，保证装配建筑的整体质量。

2、PC构件深化设计中存在的一些问题

2.1节点连接方面

1）梁柱、梁梁主钢筋碰撞。设计时没有充分考虑构件之间各种钢筋在连接部位的空间关系，导致构件安装困难。2）墙板与墙板，墙板与柱连接钢筋缺失或不足。如某工程的外墙板竖向接缝没有任何的结构构造措施，仅采用密封胶防水。3）PC构件与现浇结构连接不合理。

2.2与设备安装的协调方面

1）构件尺寸不能满足水电管线预埋的需求。2）PC构件漏埋管线、开关盒或位置偏差过大，不能满足安装及装饰装修的要求。3）深化设计后的管线与专业规范不符。4）影响使用功能。如某高层建筑的空调板安装在没有窗户的墙面上，给后续的空调安装或维修带来很大的困难。

2.3PC构件施工方面

1）构件吊装的位置和吊环的规格不合理。吊环的设置没有根据构件的重量、形状和吊装工艺的特点，合理确定。2）构件临时支撑的位置和间距设置不合理。没有根据构件安装过程的特点提出保证施工安全的措施。3）固定施工外脚手架的预留孔或预埋件缺失。4）施工垂直运输设备与主体结构附着固定埋件缺失或不合理。

3、应对措施

1）统筹规划。改革传统的“先总体后拆分”设计方法，从装配式混凝土结构的方案设计开始，就组织建筑、结构、机电设备、室内装饰等专业的设计人员参与，根据项目的使用功能和装饰需求，确定建筑的整体布局和各构件的集成化要求，共同完成项目的总体设计和构件深化设计。

2）考虑施工因素。深化设计应考虑施工技术措施并结合构件制作、安装等方面的技术要求，必要外挂式防护架时会同构件制作企业，施工企业技术人员共同设计。在满足结构安全的前提下，尽可能减少装配难度，提高装配式混凝土结构质量。

3）样板验证。对构件深化设计成果，应组织施工单位对典型或特殊的连接节点，大型构件装配的合理性、可行性进行样板验证，并根据验证结果进一步进行优化。

4）细化节点构造措施。对梁、柱、剪力墙和外墙防水等一些重要的连接节点应细化构造措施。如梁柱节点，应有叠合梁的搁置长度，钢筋的连接或锚固以及模板安装的详细尺寸或大样图；剪力墙的连接不仅要对连接钢筋的位置及套筒的规格和注浆工艺等进行明确的标注和规定，还要对临时支撑和可调垫片的位置提出要求；采用钢筋套筒连接时，应考虑灌浆孔位置，灌浆分仓缝及灌浆检查出气孔设置；外墙板接缝防水应采用刚柔结合的技术措施。

5）采用BIM技术深化设计。鉴于装配式结构的精细化要求和预制构件集成化的特点，应借助BIM技术，才能满足构件分割，节点连接和细部尺寸的精度要求，避免构件、管线、设备空间位置的碰撞，达到方便施工，降低成本，减少工期的目的。

结束语

建筑工业化是当前和未来建筑业的发展趋势和方向，应不断创新施工理念和施工技术，同时严格按照《装配式混凝土结构技术规范》的要求进行施工，在预制构件生产过程中，为保障预制构件质量，在现有预制构件模具结构中，创新设计了一种预制混凝土构件模具液压脱模机构，保证预制构件的生产质量，提高了生产效率，在预制构件吊装过程中，为保障施工质量，开发设计了预制构件吊装精确定位装置，提高了施工效率和装配式建筑的质量，这些施工技术也成功地应用于龙信国际广场的建设中，为我国建筑工业化的发展做出了贡献。

参考文献：

[1]王建民，尹其平.装配式建筑PC构件深化设计中存在的问题及应对措施[J].浙江建筑，2019，36（03）：21-23.

[2]闫国栋，曹国意.装配式建筑综合施工技术应用[J].居舍，2018（31）：71+110.