裝配式住宅結構自動拆分與組裝技術研究

張鐵雁

摘要：本文首先闡述我國裝配式住宅的現狀，進而介紹裝配式住宅未來的發展，最后敘述裝配式住宅自動拆分與組裝的原則和前提。

關鍵詞：裝配式；住宅結構；自動拆分與組裝；技術研究

隨著我國建筑行業的迅猛發展，方便快捷的裝配式住宅受到建筑行業的青睞，裝配式住宅逐漸成為我國基礎建筑建設的主要方式。裝配式住宅施工簡單，易于拆分等諸多優勢在一定程度上推動了我國建筑工業化的發展。

1.我國裝配式住宅的現狀

1.1設計方法落后

傳統是住宅設計和預裝裝配式鋼結構住宅的設計無論從結構體系的設計、基本模數的確定、平面的定位方式、設計的指導思想等方面都存在著很大的區別。在方案階段，通用結構體系和專用結構體系沒有區分，數?；?、標準化的設計思想沒有得到足夠重視；在施工圖階段。缺少對于構件及裝配節點的深化探討，沒有解決構配件的標準化定型和裝配節點的構造詳圖設計，這些問題或多或少阻礙了預制裝配式鋼結構住宅的發展。

1.2設計規范缺失

鋼結構裝配式住宅由于在我國發展的時間較短，在相關設計、施工標準等方面的規范文件缺失較多，與之相關的施工工藝、工法和安全規程還未建立，相對于國外發達國家的裝配式住宅發展，我國在某些方面遠遠落后與國外的發展，甚至在某些方面和國內現行的建筑技術標準、規范在很多地方還不兼容，使得裝配式住宅在設計、審批、驗收等方面無標準可依。這對于工業化住宅的大規模推廣是一個障礙。

1.3部件發展滯后

鋼結構體系住宅成套技術，由于缺乏技術引導及自主創新，市場需求并沒有達到產業化的程度，因此，我國的相關產品功能性單一，工廠化程度不高，產品質量還不能滿足住宅產業化標準的要求。目前，該技術零散而不系統，技術水平及標準參差不齊。不配套，需進一步研究創新并進行整合。我國鋼結構住宅在建材和部品方面，目前建造鋼結構住宅方面的所學材料大部分需要從國外運來，甚至有些外商在中國大陸委托加工的部件，往往也只能到國外去采購，在國內市場上一時還找不到，這嚴重制約了鋼結構住宅的發展及推廣。

2.裝配式住宅未來的發展

國務院辦公廳關于轉發國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部綠色建筑行動方案的通知（國辦發[2013]1號文）中第（八）項為推動建筑工業化：住房城鄉建設等部門要加快建立促進建筑工業化的設計、施工、部品生產等環節的標準體系，推動結構構件、部品、部件的標準化，豐富標準件的種類，提高通用性和可置換性。推廣適合工業化生產的預制裝配式混凝土、鋼結構等建筑體系，加快發展建設工程的預制和裝配技術，提高建筑工業化技術集成水平。支持集設計、生產、施工于一體的工業化基地建設，開展工業化建筑示范試點。積極推行住宅全裝修，鼓勵新建住宅一次裝修到位或菜單式裝修，促進個陛化裝修和產業化裝修相統一。住房和城鄉建設部通知要求各地積極推進綠色保障房工作，并同時發布了《綠色保障性住房技術導則》（試行）（以下簡稱《導則》），明確各地依此研究制定本地區的綠色保障性住房技術政策，做好技術指導工作《導則》共有八大項，其中強調了綠色保障性住房應遵循的基本原則，研究和制定了綠色保障陛住房的指標體系，提出了綠色保障性住房的規劃設計、建造施工和產業化等技術要點。此外，《導則》還專項設置了產業化技術指標和體系化技術。為大量、快速的住宅建設提供切實有效的保障，從根本上全面推進綠色建筑行動。

3.裝配式住宅結構自動拆分與組裝的原則和前提

裝配式住宅構件深化設計之前，需將主體結構構件進行合理的構件拆分設計，主要是指依據裝配式構件拆分原則，將預制構件拆分為供生產及現場裝配的單體構件，它是混凝土主體結構設計后的構件深化設計，也是建筑結構的二次設計，之后在施工現場通過專業的安裝連接技術進行單體構件間的組裝。

3.1拆分前提

根據現階段在國內應用較成熟的裝配式體系，建筑工程中需要拆分的構件主要包括：

①豎向構件，包括全預制剪力墻、PCF墻板、夾心保溫墻板、疊合板式剪力墻、女兒墻、預制柱、外掛墻板、預制飄窗等；

②水平構件，包括疊合樓板、疊合梁、全預制梁、疊合陽臺板、全預制空調板、全預制樓梯等。

而裝配式住宅結構若想達到自動拆分，首先需要滿足以下幾個前提：

（1）節點標準化

標準化的節點給自動拆分提供了依據，使結構在節點處根據指定尺寸自動拆分。

（2）構件模數化與去模數化相結合

結構自動拆分時，陽臺、空調板、樓梯等構件應該模數化，但是墻板、樓板構件卻需要去模數化設計。墻板構件模數化和節點標準化是兩個不協同的概念，節點的標準化勢必無法保證拆分出的墻板構件為模數化：同樣，模數化的墻板構件也會導致節點各異。而疊合構件不受模數限制的去模數化特點，使結構可以在節點標準化的基礎上實現自動拆分。

（3）BIM技術的運用

顯而易見，唯有在BIM中整合，才可將節點、構件等信息集成，并通過BIM軟件自動拆分。

3.2拆分原則

（1）豎向布置

結構豎向布置宜規則、均勻，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力豎向突變，承重構件宜上下對齊，結構側向剛度宜下大上小。

（2）構件劃分

結構相關預制構件（柱、梁、墻、板）的劃分，應遵循受力合理、連接簡單、施工方便、少規格、多組合，能組裝成形式多樣的結構系列原則，其中：

①預制梁截面尺寸盡量統一，配筋采用大直筋、少種類；

②預制剪力墻兩端邊緣構件對稱配筋；

③預制帶飄窗墻體、陽臺、空調板、樓梯盡量模數化；

④樓梯與相鄰剪力墻的連接在受力合理的情況下盡量簡單。

4.結束語

裝配式住宅由于其優良的性能和簡單方便的施工技術，在我國當今的建筑行業應用非常廣泛。但裝配式住宅結構的發展并不是很長，在建筑施工中難免會遇到一些問題，隨著我國的建筑行業設計方面的不斷更新，施工中遇到的問題定能找到合理有效的解決措施。