裝配式建筑水平構件拆分設計方法

中圖分類號：TU201.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）18-0114-05

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2025.18.025

Abstract：Prefabricatedbuildingsrepresentsanovel，greenandsustainablebuildingproductionmethod.Currently， prefabricatedbuildingsinChinaisinitsearlydevelopmentalstage.Theprecisionofdisassmblydesignforprefabricated componentsisrelativelylow，leadingtoeconomicallyineficientissuesandposingchaengestoteproductionandinstalltion processesofthesecomponents.Thisstudy，basedonpracticalworkexperience，examinesthedisassemblydesignmethodsfor horizontalcomponentsinprefabricatedbuildingsandproposesrefineddisassemblydesignappoachesforcompositefloorslabsand prefabricatedstairs.Itisexpectedthatthedisassemblydesignofprefabricatedcomponentswillbetermeettheactualprouction and installtion requirementson-site，thereby enhancing the overall qualityof prefabricated buildings.

Keywords：prefabricatedbuilding;horizontalcomponent;disassemblydesignmethod；optimizationkeypoint；laminatedfloor prefabricated stair

隨著裝配式建筑被大力推廣，裝配式建筑因具有施工效率高、節(jié)能低碳等優(yōu)勢逐漸成為建筑業(yè)未來發(fā)展的方向之一。做好裝配式建筑預制構件的拆分設計不僅關系到裝配式建筑結構安全，還能有助于后期現(xiàn)場施工的順利推進。裝配式建筑的預制構件拆分設計本身是一個模擬構件生產(chǎn)和安裝施工的過程。設計裝配式建筑應將其作為一個整體來考慮，所有專業(yè)部門都應根據(jù)全過程共同考慮和設計，而不是單獨設計。目前的裝配式建筑預制構件拆分設計在滿足預制比例要求的前提下，能拆則拆，導致拆分出的預制構件不夠精細，出現(xiàn)預制構件生產(chǎn)安裝工效底，拖累現(xiàn)場施工進度等問題。因此，在對預制構件的拆分設計中，要結合不同的現(xiàn)場實際條件采取不同的拆分設計思路和方法，規(guī)避常見的問題，從前端設計上提高拆分設計的成果質量，并能確保預制構件在生產(chǎn)施工中起到有助于降本增效的作用，從而讓裝配式建筑發(fā)揮出自身的整體優(yōu)勢。本文通過在實際項目案例中的經(jīng)驗，對裝配式建筑水平預制構件的拆分設計方法進行分析和闡述，希望為裝配式建筑水平預制構件的拆分設計提供一些參考。

1疊合樓板設計

1.1疊合樓板尺寸設計

疊合樓板的尺寸設計要考慮長寬厚，常用疊合板板厚為 130mm ，其中預制板厚為 60mm ，現(xiàn)澆層厚70mm 。疊合板的拆分設計原則上是按照垂直房間的跨度方向進行拆分，除特殊使用部位外，疊合樓板長度以 3～5m 為宜。當板長超過 6m 時，需要考慮預制樓板的生產(chǎn)、運輸和安裝環(huán)節(jié)，提高預制樓板的剛度，以避免預制樓板在運輸安裝等過程中產(chǎn)生撓度或裂紋。在拆分設計時可以采用2種加強方案，一是在板跨跨中區(qū)域附加一些加強筋或加密預制樓板的桁架筋；二是在設計時就加厚大跨度疊合樓板厚度，預制樓板厚度可以按照疊合樓板厚度的1/2考慮，因此加厚疊合樓板厚度就同時也增加了預制樓板厚度。

考慮到常用運輸車自身車寬有不超 3m 的約束，以及道路運輸限寬等要求，在對疊合樓板深化設計時，要提前考慮預制樓板的板寬加上伸出筋的總長度盡量控制在 3m 以內。同時還要兼顧現(xiàn)場安裝預制構件時的施工效率，預制樓板每次只能起吊一塊安裝一塊，如果預制樓板拆分的太窄，現(xiàn)場安裝的次數(shù)就會增多，現(xiàn)場的施工效率就會大幅降低。綜合考慮，建議設計疊合樓板的板寬在 1.5～2.5m 范圍為宜。同時要考慮現(xiàn)場選用塔吊的最大吊重，如果裝配式建筑樓棟使用的預制鋼筋混凝土構件只有預制樓板和預制樓梯，沒有使用豎向預制構件，那現(xiàn)場施工采用的塔吊在最遠端的最大吊重一般不超過 1.5t ，考慮疊合板的平均板長在 3.5m 左右，在滿足塔吊最遠端最大吊重的情況下，板厚按照 60mm ，拆分的預制板板寬建議不超 2.3m 。施工現(xiàn)場的預制構件深化設計的問題大多是溝通不暢，或者施工單位提資意識不夠。裝配式建筑的管理工作很重要，特別是系統(tǒng)性的協(xié)調管理工作。為避免因預制構件過重在現(xiàn)場吊不起來情況的出現(xiàn)，拆分設計前一定要與項目現(xiàn)場做好溝通對接。

按照裝配式建筑相關標準要求，對 ±0.000m 以上樓層樓面及屋面采用預制疊合樓板的形式，除大跨度板及結構加強部位有特殊厚度要求外，疊合板的結構板厚統(tǒng)一為 130mm （屋面層除外），考慮到當前住宅戶型的設計以大跨度客廳為主流，房間跨度在 7m 左右，大跨度客廳疊合板板厚一般在 150～160mm ，預制板厚度可以對應設計為 70～80mm 。對小房間的疊合板可以按跨中拆分設計，在板拼縫的后澆帶處可放置3φ12@100 鋼筋作為加強。高層的疊合屋面板厚不小于 160mm ，其中預制疊合板厚 60mm ，現(xiàn)澆層厚 100mm 。需要注意一點，結構轉換層、平面復雜或開洞較大的樓層宜采用現(xiàn)澆樓蓋[]。

1.2功能房間樓面做疊合樓板的選用原則

以住宅類的裝配式建筑為例，在滿足裝配式建筑預制樓板應用比例或預制率要求的前提下，拆分疊合樓板時，盡量避免選用預留預埋較多的功能房間樓面作疊合樓板。這是因為如果預制板上的預留預埋洞較多，開洞會導致預制樓板剛度降低，洞口角部容易產(chǎn)生裂紋，而且預留位置不準確，那后期就不得不在現(xiàn)場進行二次開洞處理，會產(chǎn)生疊合樓板的結構被破壞的隱患。對各功能房間樓面選用疊合板拆分的優(yōu)先級為：臥室、客廳、樓梯板一陽臺—廚房一電梯前室一屋面板一衛(wèi)生間一懸挑空調板。

電梯前室往往靠近管井，預埋管線比較多，且需要鋪設較粗的線管。在預制樓板上鋪設 32mm 的線管比較難穿過桁架筋?，F(xiàn)場往往會選擇破壞桁架頂筋來保證線管正常穿過，桁架鋼筋被破壞會影響到預制樓板的剛度，因此不建議首選電梯前室樓面拆分疊合樓板。

衛(wèi)生間屬有水房間，房間面積較小，在能夠滿足裝配率應用比例的前提下，也不建議設計為疊合板。有水房間不使用疊合板往往是擔心后期可能會產(chǎn)生滲漏隱患，其實不然，有水房間樓面不建議采用疊合樓板設計，主要是因為在預制樓板上要提前預埋地漏、排水等管洞，而且大都集中在角部，角部開洞容易在預制板上產(chǎn)生裂紋，影響住宅整體品質。

如果衛(wèi)生間、廚房、陽臺等有水房間樓面需要設計為疊合板，此類的有水房間如果需要進行降板，建議優(yōu)先選擇通過建筑面層的做法實現(xiàn)，結構上不考慮降板。對于帶衛(wèi)生間的主臥室房間不能降板的，也可以只拆分主臥室區(qū)域，把衛(wèi)生間地面板留做現(xiàn)澆。如圖1所示，考慮房間的美觀性，優(yōu)先選擇在交接部位加設一個暗梁，不建議另設梁

如果要預制懸挑空調板，建議采用全預制的形式，全預制空調板板厚不宜小于 100mm ，特別要注意上層筋的伸出長度必須要滿足錨固要求，且保護層厚度不能過大。

此外，管井、水暖井部位的預留預埋特別多，為避免后期現(xiàn)場進行二次開洞處理，該處的樓面也應盡量采用現(xiàn)澆不做疊合樓板拆分。

1.3疊合樓板構造

疊合樓板中預制樓板上的桁架筋可以替代預制樓板上桁架范圍內的底筋使用。疊合樓板在支座處以受壓為主，預制樓板在支座處（梁墻擱置處）的伸出筋只起到構造作用。參考國家及部分地方鋼筋桁架混凝土疊合板圖集，預制樓板的桁架筋是能夠替代底筋的。

標準化設計是裝配式建筑的特色，通過標準化的構件、標準化的接口，方可發(fā)揮裝配式建筑快速化建造的成本和工期優(yōu)勢4。在疊合板拆分設計時，一是要考慮疊合樓板整體尺寸設計的標準化，二是要考慮單塊預制構件自身的標準化。建議預制樓板底筋間距按50nmm（n 為整數(shù)）設計，這樣能夠實現(xiàn)預制樓板模具的標準化，從而能循環(huán)利用預制樓板的生產(chǎn)模具，有效降低預制樓板的生產(chǎn)成本，并能夠省去加工模具的時間，從而有助于加快施工進度。預制構件生產(chǎn)工廠都會儲備標準化程度高的預制樓板模具，以100/150/

200mm 間距模數(shù)為主。按 50nmm 模數(shù)設計底筋間距，一個項目生產(chǎn)完成，可以將能夠繼續(xù)使用的模具用于下一個有相同模數(shù)的預制樓板項目，這也減少了資源的浪費。

桁架筋可以作馬凳筋使用，考慮到上面會放2層面筋，面筋保護層為 15mm ，并能滿足桁架筋凈空能穿過直徑 20～25mm 線管，對于 130.140mm 厚的疊合板可以將桁架筋按 75mm 高度設計。這樣既可以讓桁架筋上的面筋保護層厚度滿足要求，還能確保線管穿過桁架筋不受影響。

預制樓板的粗糙面可以用水洗面、模具上提前預留凹凸壓花、模具上焊鋼筋頭等措施來實現(xiàn)，條件允許盡量使用水洗面，水洗面上露出的粗骨料與現(xiàn)澆混凝土會結合的更為密實。另外，在后澆拼縫位置，在預制板底留置 5cm 長的壓槽，裝飾刮膩子前，先貼鋪一層耐堿網(wǎng)格布，再抹一道抗裂砂漿，可以有效保證疊合板的后澆拼縫位置不產(chǎn)生裂紋，具體做法如圖2所示。

單位：mm

1.4疊合樓板拼縫

疊合樓板的拼縫設計要從后期使用角度考慮出發(fā)，可以分為單向疊合樓板拼縫和雙向疊合樓板拼縫。單向疊合樓板拼縫可以不處理或者后期作二次結構時再處理，雙向疊合樓板拼縫同現(xiàn)澆層澆筑時一起完成。除采用全吊頂?shù)膶懽謽腔蚬I(yè)廠房用途的公建項目按照單向疊合樓板設計外，其余裝配式建筑樓地面建議首選按雙向疊合板拆分設計。單向疊合板的密拼式接縫使用的砂漿質量及施工工藝較難控制，若把控不好后期拼縫處會有產(chǎn)生裂紋的隱患。雙向疊合板的整體式接縫采用后澆帶的形式，能夠從根本上避免這個問題的發(fā)生。

2 預制樓梯設計要點

2.1 預制樓梯設計

預制樓梯的設計要優(yōu)先考慮預制標準化梯段，非標準梯段考慮按現(xiàn)澆設計，以做到成本控制效益最優(yōu)和方便現(xiàn)場施工。對于首層需要砌筑防火墻的雙跑梯和直接將隔墻砌筑在踏步板上的剪刀梯，不建議將樓梯的踏步板設計為預制樓梯，設計時不能將樓梯間防火隔墻設置在預制滑動樓梯梯板踏步上。這是因為遭受地震力時，預制樓梯板可能會產(chǎn)生位移滑動，此時砌筑在梯板上的隔墻會有傾覆風險。對于使用雙跑樓梯的高層而言，需要在首層砌筑防火墻，如果首層就需要預制，那樓梯梯板寬度要比標準層梯板多一個梯井的寬度，這就需要再單獨做一套預制樓梯模具，增加的樓梯模具成本過高。對于復雜的公建類項目，可以應用BIM技術，檢查預制樓梯與現(xiàn)澆休息平臺的碰撞干涉。如果使用的是預制剪刀梯，可以在隔墻下設計增加現(xiàn)澆支撐梁，用以支撐隔墻，

預制樓梯的拆分設計要考慮方便現(xiàn)場施工，盡量避免現(xiàn)場安裝完預制樓梯再去做一些補漏現(xiàn)澆。如圖3所示，把預制樓梯板帶挑耳一起預制，能減少現(xiàn)場再支吊模單獨現(xiàn)澆挑耳的工序，避免預制樓梯與現(xiàn)澆挑耳的混凝土色差，節(jié)省人工，也方便現(xiàn)場施工。

一個裝配式建筑項目如果只采用預制樓板和預制樓梯，最重的預制構件一般都是預制樓梯，那設計時就要考慮預制樓梯對現(xiàn)場塔吊選型的影響。預制剪刀梯梯板重量一般在4t以上，如果裝配式建筑樓棟的樓梯設計的是預制剪刀梯，那就需要提前考慮現(xiàn)場塔吊的最大吊重。裝配式建筑樓棟預制構件只有預制樓板和預制剪刀梯梯板，現(xiàn)場選用的塔吊最大吊重一般不會達到4t，如果選擇使用大塔吊就需要增加塔吊的租賃成本，經(jīng)濟上是不合算的。把預制剪刀梯梯板一分為二是合理的降本措施，常采取的優(yōu)化方案是沿梯板長向將大剪刀梯拆分為2個小剪刀梯，如圖4所示。注意拆分后的小剪刀梯長寬比如果超過3，應對預制剪刀梯梯板重新進行結構配筋驗算，確定是否需要增加板底負筋，以提高預制剪刀梯梯板剛度，避免梯板后期因撓度過大在梯板底部產(chǎn)生裂紋。

2.2預制樓梯連接節(jié)點

預制樓梯踏步板與樓梯的現(xiàn)澆休息平臺需要采取可靠的連接措施，預制樓梯與現(xiàn)澆梯梁若采用插筋連接，插筋可以采用M16，C級螺栓或者一端彎錨的φ16 （HRB400E）鋼筋，彎錨應滿足錨固要求，如圖5所示。有些現(xiàn)場為求施工方便，往往會選擇在安裝完預制樓梯后再進行二次植筋預埋，這種做法很難確保插筋能夠滿足鋼筋的錨固要求，屬于一種錯誤的做法。因此連接預制樓梯與現(xiàn)澆梯梁的插筋不能采取安裝完預制樓梯再去后預埋的做法，建議在綁現(xiàn)澆梯梁的鋼筋籠時，就將插筋與鋼筋籠綁扎或焊接在一起。

3結束語

隨著裝配式建筑技術被廣泛應用，對裝配式建筑的構件拆分設計也提出了更精細的標準和要求。本文結合實際工作經(jīng)驗，以降本增效、提升施工工藝質量為出發(fā)點，從疊合樓板尺寸、功能房間樓面做疊合板的選用原則、預制樓板構造、疊合樓板拼縫等方面，總結了疊合樓板的拆分設計經(jīng)驗。從預制樓梯設計和連接節(jié)點兩方面，提出了預制樓梯在設計、節(jié)點連接中應注意的要點，并提出了預制大剪刀梯的優(yōu)化拆分方案。通過對疊合樓板、預制樓梯的拆分設計經(jīng)驗總結，提出了對預制樓板、預制樓梯的一些拆分設計優(yōu)化做法，可以供裝配式建筑設計及現(xiàn)場施工人員學習借鑒。設計人員要不斷加強對裝配式建筑構件拆分設計方法的研究，確保在設計過程中能夠兼顧到預制構件的生產(chǎn)和安裝環(huán)節(jié)，不斷提高裝配式建筑的安全性和經(jīng)濟性，讓裝配式建筑作為綠色低碳建筑的代表能夠被廣泛的推廣應用。

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