钢结构建筑全预制外墙施工分析

钢结构建筑全预制外墙施工分析

卞巧珍

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摘要：在经历了快速发展阶段后，目前建筑市场上的竞争十分激烈，建筑工程也在向着大规模和高精度的方向发展。全预制外墙是一种全新的施工模式，能够大幅度提升施工效率和建筑质量，但由于发展的时间较短，目前仍旧存在诸多技术难题。本文从钢结构建筑全预制外墙施工技术的优势入手，分析了其中存在的问题，并提出了相应的意见和建议，供有关建筑企业进行参考和改进。

关键词：钢结构；预制外墙；施工技术

引言

全预制外墙施工模式，对传统建筑流程进行了颠覆，将外墙的建设外包给专业的生产厂商，带动了建筑行业一次大规模的变革。所以，对于钢结构建筑全预制外墙施工的分析和研究，已经成为了当前建筑领域的热点之一。

1.钢结构建筑全预制外墙施工技术概述

1.1装配式建筑简介

装配式建筑工程的建设具体分为四个环节。首先是设计环节。设计人员不仅需要保证建筑工程方案满足招投标的合同需求，而且需要对建筑结构进行拆分，为后期的生产工作做好准备。其次，构件生产环节。需要将局部预制构件的设计图纸交由生产厂商进行生产，再将生产完成的建筑外墙运输至施工现场。之后，构件拼装环节。运输至施工现场的建筑外墙需要进行装配，再对其他局部结构进行建设，最终形成完整的建筑工程。最后，竣工交付环节。将建设完成的建筑工程交由甲方进行审核。

1.2全预制外墙施工简介

随着装配式建筑不断地发展，目前已经逐步形成了钢结构建筑全预制外墙施工模式。建筑工程的外墙全部交由生产厂商进行生产，再运输到施工现场进行组装。相比于简单的装配式建筑，全预制外墙施工外包性更强，生产效率和质量水平都有了明显的提升，能够适应当下大规模建筑工程的发展趋势。

2.全预制外墙施工技术优势

2.1大幅度缩短建筑工程建设周期

与传统建筑工程相比，全预制外墙施工的首要优势，就是大幅度缩短了建筑工程的建设周期。装配式建筑工程多了一个施工阶段，即生产厂商对预制构件的生产阶段。相比于传统建筑工程的搭建过程，预制构件的生产具有一定的规模效应，不仅能够提升建造效率，而且降低了生产的成本。通过相关调查数据可以了解到，相同规模的建筑工程，通过全预制外墙施工，能够将工期缩短三成以上。

2.2全面提升建筑工程建设质量

生产厂商对全预制外墙进行生产的过程中，需要提前打造相应的模具，参数误差的口径相比于实际施工将会大幅度减小。所以最终生产完成的外墙质量水平更高，为建筑工程的质量奠定了良好的基础。在装配式建筑发展的初期，为了确保后期施工现场对预制构件的装配顺利，在生产阶段需要预留孔洞。对预制外墙进行拼接的过程中，需要衔接外墙上预留的孔洞，侧面降低了建筑工程整体的质量。随着技术不断的发展和革新，全预制外墙已经不需要预留孔洞，能够直接通过浇筑完成装配，进一步提升了建筑工程的质量水平。

2.3施工过程产生的污染较小

传统建筑工程建设，建筑结构的搭建需要全部在施工现场完成，会产生大量的建筑垃圾，给周围的环境带来严重的污染。钢结构建筑通过全预制外墙施工，在生产完成后，运输到施工现场进行拼接，能够减少在施工过程中产生的污染，保护周围的生态环境。所以，装配式建筑更加符合可持续发展的理念，是未来建筑行业的重要发展方向之一。

3.钢结构建筑全预制外墙施工存在的问题

3.1对于设计工作的要求较高

在钢结构建筑全预制外墙施工的过程中，存在的首要问题，就是对于设计工作的要求较高，大部分的设计团队和设计人员无法应对装配式建筑工程的设计需求。与传统建筑工程不同，装配式建筑需要在设计阶段，对建筑结构进行详细的拆分。全预制外墙对于设计精度的要求更高，参数误差需要限制在极小的区间范围内，才能保证后期施工过程的组装顺利。一旦在设计阶段出现问题，交由生产厂商的设计图纸存在误差，最终生产出的预制外墙无法投入正常的施工使用，将会产生严重的资源浪费和经济损失问题。目前建筑市场上，专业从事装配式建筑设计工作的人才团队较少，大部分设计人员都面临着严峻的挑战。需要不断学习相关的专业知识，全面提升建筑设计方案的水平和质量。

3.2建筑外墙衔接工作缺乏经验积累

大部分施工团队所积累的建筑建设经验，都来源于传统建筑工程，对于新兴的全预制外墙施工相关技术并没有足够的了解。所以在具体落实工作的过程中，缺乏衔接工作的经验积累，也是当前存在的重要问题之一。相比于传统建筑工程，钢结构建筑全预制外墙施工步骤较少，涉及到的技术也较为简单。但是外墙衔接工作的技术精度要求较高，这对操作人员的专业素养和职业素质提出了较高的考验。目前市场上大部分的施工团队，都没有丰富的装配式建筑建设经验，不熟悉全预制外墙施工中的重点和难题。

3.3预制外墙转角处的受力复杂

装配式建筑在工程建设的前期，就已经对建筑结构进行详细的拆分。这虽然有助于后期的预制构件生产工作，但是也存在诸多的问题和缺陷。其中最为明显的问题，就是对于建筑工程局部结构的受力不够清晰。部分全预制外墙的建筑工程，在设计阶段和外墙生产阶段都十分顺利。但是在建筑结构组装完成后，却存在严重的质量问题，根本无法交付投入正常的使用。其中最为主要的原因，就是对于建筑结构的受力分析不够明确。预制外墙的转角处作为预制构件时，并不存在问题。但是作为建筑结构的有机组成部分，将会受到其他多个建筑结构的影响。所以，预制外墙转角处的受力十分复杂，在设计阶段和后期的施工阶段都需要进行谨慎处理。

3.4缺乏装配式建筑工程管理人才

钢结构建筑全预制外墙的设计和施工工作，都需要具体的管理人员去计划和监督，所以管理人员的专业素养和职业素质，直接影响了装配式建筑最终的质量水平。但目前市场上高级管理人才十分匮乏，具体的原因包括以下两个方面。第一，建筑企业对于工程管理工作不够重视。在建筑行业的起步阶段，采取粗放式的发展模式，工程的主体仍旧是团队的施工和搭建，管理工作的开展无法落到实处。随着建筑行业的发展，粗放式的管理模式转变为精细化模式，这对于管理工作的强度提出了更高的要求。但部分企业仍旧没有对观念进行纠正和转变，不重视管理人才的培养。第二，管理人才对于全预制外墙施工工作没有全面的了解。装配式建筑的概念，近两年才在国内建筑行业兴起，其中涉及到复杂的专业知识和专业理念，管理人员依靠传统建筑工程积累的经验无法应付。

4.全预制外墙施工技术完善策略

4.1提升对建筑设计方案的审批力度

针对装配式建筑工程设计工作中存在的诸多问题，需要提升对于设计方案的审批力度，为后期具体的施工建设工作打下坚实的基础。首先，针对大型的装配式建筑工程，可以明确合同中规定的需求，交由多个设计团队同步开展设计工作。最终对多个交付的设计方案进行评估，选择设计精度最高、设计最合理、造价最低的设计方案。其次，在设计方案的审批阶段，需要设置两轮评审工作。第一轮评审需要保证设计方案的基础质量。第二轮评审可以邀请业界的专家，全面评估装配式建筑设计方案的可行性，并提出相应的改良建议。最后，设计工作需要与后期的预制构件生产工作进行对接，确保生产厂商能够了解设计方案中的细节布局。在全预制外墙正式投入生产之前，需要交付样品进行检查审核。

4.2根据预留衔接点提前制定施工计划

为解决施工团队缺乏外墙衔接的工作经验这一难题，下一步，需要根据预留衔接点提前制定完备的施工计划。首先，施工团队的管理人员需要对施工现场的实际情况以及相关的原材料进行全方位的调研。具体的调研对象，包括施工现场的地质状况、气候状况、预制外墙的预留孔洞、装配过程的施工技术、需要使用的工程设备等。为后期的管理工作以及决策提供有力的依据。其次，需要根据已经收集到的信息，对钢结构建筑全预制外墙的施工流程进行预演。寻找到其中的施工重点，以及可能出现的诸多问题，在进行计划布局的过程中，提前做好相应的准备措施。最后，在施工过程中，一旦出现意外和事故，需要结合已知的信息，在第一时间进行决策处理，降低装配事故所带来的经济损失。

4.3均衡外墙转角的侧应力

只有均衡外墙转角的侧应力，才能够妥善解决转角处受力复杂的难题。首先，设计人员可以借助BIM技术平台，在对建筑工程的外墙以及其他预制构件进行拆分的同时，还能够从全局把控建筑工程的受力情况。不仅能够保证全预制外墙顺利投入生产阶段，而且能够通过BIM平台3D建模，对外墙转角处的受力情况进行详细的分析。其次，需要对全预制外墙转角处的侧应力进行均衡。外墙转角是两面墙壁的衔接，存在许多受力的关键节点，需要结合钢结构建筑整体的骨架设计，对侧应力进行均分，确保建筑工程整体的受力均衡。最后，需要结合建筑方案的实际情况进行灵活的调整。目前市场上部分建筑工程会采取新兴的设计方案，外墙转角处可能会设置飘窗，这对于全预制外墙的设计和生产工作提出了更高的要求。在设计过程中，需要从飘窗和建筑墙壁的衔接点入手，对外墙的受力结构进行重置。

4.4培养装配式建筑工程管理高级人才

在培养高级管理人才的过程中，建筑企业需要从以下两个方面进行着手。第一，对现有的工程管理人员进行培训。施工团队中配备的管理人员，虽然对装配式建筑以及全预制外墙的施工并没有充分的了解，但是在传统建筑工程的管理工作中，已经积累了较为丰富的经验。对这部分管理人才进行培养，能够在短时间内打造专业的管理团队，应对市场上多变的工程需求。第二，在招聘新的管理人才时，需要全面考察人才对于装配式建筑的知识储备，明确人才能够满足企业的需求。

结论与展望

综上所述，全预制外墙施工技术相比于传统建筑工程，具有大幅缩短建设周期、全面提升建设质量，以及污染较小的优势。但是，目前钢结构全预制外墙施工也存在诸多问题，其中包括对于设计工作的要求较高、建筑外墙衔接工作缺乏经验积累、预制外墙转角处的受力复杂以及缺乏专业的管理人才。针对这些问题，下一步，需要提升建筑方案的审批力度、根据预留衔接点提前制定施工计划、均衡外墙转角的侧应力，并且培养装配式建筑工程管理高级人才。未来，装配式建筑的发展仍旧需要相关研究人员和技术人员不断的攻关和实践，推动我国建筑行业的进步。

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