淺析合肥某預(yù)制裝配式住宅項目結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

葉祖軍

安徽省建筑設(shè)計研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230002

引言

隨著我國建筑工業(yè)化進程的推進，預(yù)制裝配式建筑迅猛發(fā)展，當(dāng)前國內(nèi)市場已有的裝配式高層住宅多采用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)主要包括水平構(gòu)件、豎向構(gòu)件和圍護構(gòu)件，根據(jù)項目本身特點及項目裝配率要求，可部分或全部采用預(yù)制構(gòu)件。其中，預(yù)制構(gòu)件的連接設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵一環(huán)，而作為承受豎向和水平荷載的預(yù)制剪力墻板之間的連接又是重中之重。同一層預(yù)制剪力墻通過現(xiàn)澆暗柱及現(xiàn)澆連梁可以實現(xiàn)水平向的可靠連接，上、下層預(yù)制剪力墻豎向鋼筋則可通過套筒灌漿連接和漿錨搭接連接等進行連接，進而實現(xiàn)等同現(xiàn)澆或近似等同現(xiàn)澆。

1 工程概況

項目地點位于安徽省合肥市經(jīng)開區(qū)，為政府投資的安置房住宅小區(qū)項目，占地面積約24000m2，用地性質(zhì)為居住用地，建設(shè)工程性質(zhì)為人才公寓。本項目共7棟高層住宅樓，層數(shù)在20層至27層不等。7棟高層均坐在地下車庫上，采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。底層設(shè)置兩層配套設(shè)施，底層層高5.2m，二層層高4.2m，住宅標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.15m。戶型主要為90m2、120m2、140m2、180m2戶型四種，戶型種類數(shù)較少，且各戶型功能房間平面規(guī)則，開間尺寸較統(tǒng)一（多為2.7m、3.3m），符合裝配式建筑特點。

2 工程設(shè)計依據(jù)

本工程設(shè)計除依據(jù)傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及的國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程外，還參照執(zhí)行了《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn) GB/T 51129-2017》《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 1-2014》《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) GB 51231T-2016》及《合肥市裝配式建筑裝配率計算方法》等關(guān)于裝配式設(shè)計方面的要求[1-2]。

3 預(yù)制構(gòu)件布置方案

本項目共7棟高層住宅樓，均采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。依據(jù)裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、少規(guī)格多組合等原則，針對承重墻板，采用預(yù)制墻段與現(xiàn)澆暗柱結(jié)合的方式，且盡量減少預(yù)制墻段的長度種類，多控制為1m、1.2m兩種類型，局部條件受限處，額外增加個別種類預(yù)制墻段，其中外圍護承重墻體采用200mm厚內(nèi)葉墻板+30mm厚保溫板+60mm厚外葉墻板的組合形式；針對結(jié)構(gòu)梁，除預(yù)制外墻處的門窗洞口連梁采用疊合梁外，其余結(jié)構(gòu)梁均采用現(xiàn)澆梁；針對樓層板，除局部衛(wèi)生間、廚房區(qū)域樓板，電梯前室樓板，中庭通道走廊樓板外，其余均采用疊合樓板（除疊合陽臺板為90mm現(xiàn)澆+60mm預(yù)制外，其余均為80mm現(xiàn)澆+60mm預(yù)制）；其他非承重墻板采用全預(yù)制墻體；樓梯梯段均采用全預(yù)制梯段。

4 裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

4.1 確定預(yù)制拆分方案

根據(jù)項目特點，合理確定預(yù)制構(gòu)件（梁、板、墻柱）的拆分方案，是預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要工作。

以本工程為例，因戶型方案已考慮裝配式建筑的特點，各戶型功能房間平面規(guī)則，開間尺寸較統(tǒng)一，種類數(shù)較少，故適合布置疊合樓板，結(jié)合戶型特點，相應(yīng)還將外圍護墻及承重內(nèi)墻、樓梯梯段、其他非承重墻板等均采用預(yù)制，后期考慮施工及制作成本，在滿足預(yù)制裝配率前提下，又適當(dāng)優(yōu)化承重內(nèi)墻的預(yù)制比例，將部分預(yù)制內(nèi)承重墻改為現(xiàn)澆[3]。

4.2 預(yù)制裝配率計算

確定最終預(yù)制拆分方案后，依據(jù)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51129-2017》及《合肥市裝配式建筑裝配率計算方法》中關(guān)于預(yù)制裝配率的計算規(guī)則，逐項統(tǒng)計各評價項（主體結(jié)構(gòu)Q1，圍護墻和內(nèi)隔墻Q2，裝修和設(shè)備管線Q3，缺項分值總和Q4，裝配式建筑應(yīng)用建筑業(yè)新技術(shù)Q5）的得分情況，統(tǒng)計匯總得到總裝配率，滿足國標(biāo)及業(yè)主關(guān)于裝配率要求（本工程為≥50%）即可。

4.3 預(yù)制裝配式施工圖繪制

以本項目為例，預(yù)制裝配式施工圖繪制主要注意以下內(nèi)容：

4.3.1 首先，為便于后續(xù)裝配式深化工作的開展，應(yīng)單獨繪制裝配式初步拆分方案圖紙，涉及具體疊合板、現(xiàn)澆板尺寸與定位，疊合剪力墻、現(xiàn)澆暗柱尺寸與定位等，并需給出具體裝配率計算過程及結(jié)果，滿足國標(biāo)及投標(biāo)文件要求。

在標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制板平面布置圖中，主要示意預(yù)制樓層板、預(yù)制設(shè)備平臺板、預(yù)制樓梯板的范圍劃分，用不同填充圖案予以和現(xiàn)澆樓板區(qū)分開來，且對每塊預(yù)制板編號，同尺寸預(yù)制板編號相同。在本圖中，僅示意各類板件具體范圍和定位，具體板厚及配筋等設(shè)計信息仍在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)平面布置圖中予以表達。

在標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制剪力墻平面布置圖，主要示意預(yù)制非承重混凝土隔墻、預(yù)制剪力墻、現(xiàn)澆暗柱、預(yù)制外墻連梁、輕質(zhì)隔墻等范圍劃分，用不同填充圖案予以區(qū)分，且對每塊預(yù)制剪力墻板編號，同尺寸編號相同。且因本工程外墻采用預(yù)制鋼筋混凝土夾心保溫外墻板（200mm+30mm+60mm），還應(yīng)在本圖中示意外頁板范圍及拼縫位置[4]。

4.3.2 其次，按照傳統(tǒng)施工圖繪制步驟，基礎(chǔ)圖、墻柱圖、結(jié)構(gòu)平面布置圖、結(jié)構(gòu)梁平法施工圖、樓梯及墻身節(jié)點大樣。

基礎(chǔ)圖與傳統(tǒng)項目基本一致，無特別需注意的地方。

墻柱圖，地下部分因不涉及裝配式，與傳統(tǒng)墻柱施工圖繪制方式一致。至地上采用裝配式標(biāo)準(zhǔn)層部分，需將現(xiàn)澆剪力墻柱及裝配式剪力墻柱分開單獨繪制，且裝配式剪力墻柱在繪制時需結(jié)合工廠生產(chǎn)特點及工藝特點，預(yù)留相應(yīng)插筋，過長過短，都可能會影響結(jié)構(gòu)受力及施工可操作性。

結(jié)構(gòu)平面布置圖，除需在圖面區(qū)分現(xiàn)澆及疊合樓板外，其余圖紙繪制基本與傳統(tǒng)項目一致。本工程除疊合陽臺板為90mm現(xiàn)澆+60mm預(yù)制外，其余均為80mm現(xiàn)澆+60mm預(yù)制，現(xiàn)澆衛(wèi)生間及廚房考慮到穿管較多，本次板厚也均按140mm設(shè)計，現(xiàn)澆水電井及現(xiàn)澆連廊，考慮到經(jīng)濟性，仍按傳統(tǒng)板厚120mm厚度考慮。需特別指出的是，因懸挑陽臺均為疊合陽臺，且考慮到近幾年疊合陽臺開裂滲水問題較多，為確保受力可靠使用安全合理，故在本工程施工圖中，額外增強懸挑陽臺上部現(xiàn)澆層頂部受力縱筋，其余處均按傳統(tǒng)設(shè)計習(xí)慣繪制板厚配筋。

結(jié)構(gòu)梁平法施工圖中，著重注意外墻疊合連梁的表達，本工程將此部分表達在預(yù)制剪力墻平面布置圖中。

樓梯詳圖，預(yù)制樓梯施工圖與傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓梯施工圖繪制區(qū)別較大，應(yīng)特別注意預(yù)制梯段板與現(xiàn)澆平臺梁處的連接固定做法，定位需準(zhǔn)確無誤。本工程樓梯中，平臺板、梯梁均為現(xiàn)澆，樓梯板均為預(yù)制，預(yù)制樓梯板上端支承處為固定鉸支座，下端支承處為滑動鉸支座。

墻身節(jié)點大樣考慮到疊合樓板及疊合剪力墻，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆墻身節(jié)點應(yīng)區(qū)別開來，特別注意現(xiàn)澆部分與預(yù)制部分結(jié)合處的鋼筋構(gòu)造及施工工序。

4.4 預(yù)制裝配式施工圖深化

裝配式深化是裝配式項目一個重要環(huán)節(jié)，裝配式深化工作的好壞直接決定前面施工圖設(shè)計是否能安全可靠地實施落地。主要涉及預(yù)制構(gòu)件的細化設(shè)計，預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件之間連接處預(yù)留鋼筋的設(shè)置，如上、下層預(yù)制剪力墻豎向鋼筋需預(yù)留鋼筋，通過套筒灌漿連接和漿錨搭接連接等進行連接，預(yù)制剪力墻水平向連接需預(yù)留水平封閉箍筋伸至現(xiàn)澆暗柱內(nèi)，通過預(yù)留鋼筋與現(xiàn)澆暗柱緊密連接在一起，實現(xiàn)等同現(xiàn)澆或近似等同現(xiàn)澆。在此過程中需要施工圖設(shè)計人員與深化單位，特別是對應(yīng)生產(chǎn)廠家緊密對接，做好施工圖深化工作[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，可知預(yù)制裝配式住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計與傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，增加較多工作內(nèi)容，在傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計流程上需增加預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計與布置，同時還應(yīng)考慮預(yù)制與現(xiàn)澆部分之間的區(qū)分與連接，在施工過程中也應(yīng)注意施工順序合理性，方可將預(yù)制裝配式住宅結(jié)構(gòu)的特點及優(yōu)點充分發(fā)揮出來，也順應(yīng)我國建筑工業(yè)化進程的推進。

同時在預(yù)制裝配式住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中仍有很多問題亟待探討與研究，如灌漿套筒連接的可靠性與可操作性，預(yù)制疊合外墻拼縫處理問題，以及預(yù)制疊合陽臺板防水處理等，這些都是筆者在親歷多個裝配式項目設(shè)計和施工后思考的問題，也期待后續(xù)設(shè)計同人能多加思考，提供更好的處理辦法，以推進預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)更好向前發(fā)展。