住宅建筑装配式设计研究

舒雨欣

【摘要】本文主要从装配式建筑发展背景、必要性、设计目标及现行装配式建筑技术体系等方面阐述了装配式建筑设计的技术要求，并选取住宅建筑中常用的叠合楼盖现浇剪力墙结构体系，从结构设计、拆分设计、连接节点设计及装配率计算等方面详细介绍该体系的装配式设计全过程。

【关键词】住宅建筑;装配式;叠合楼盖

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.045

1、装配式建筑发展背景

2017，政府颁布《关于促进建筑业持续健康发展的意见》提出“推广智能和装配式建筑。相关部门不断提出装配式建筑占比新建筑目标。争取用两个五年规划，使装配式建筑至少达到新建建筑面积30%以上比值。

2、装配式建筑的必要性

装配式建筑有利于节能环保，是提高绿色建设有力措施。装配式建筑工程实施过程中大幅减少木质模板、保温材料的使用，可大量选用寿命长，周期长的新型保温材料、减少抹灰水泥砂浆、水资源、电的损耗，达到节能环保的效果，减少碳排放和对声光污染，可利于改善城市环境、促进建筑综合质量和性能、推进南昌市环境生态文明建设。

3、装配式建筑的设计目标

3.1设计流程精细化

装配式建筑设计流程应当更全面、更综合、更精细;在传统设计的基础上，新增了装配式建筑方案策划、预制PC构件拆分方案设计、预制PC构件工艺深化设计、预制PC构件吊装次序设计等设计阶段，细化到装配式建筑建造过程的每一个步骤中。

3.2设计构件标准化

标准化构件是实现建筑工业化先决条件。通过设计阶段实现PC构件的标准化，可以提高装配式建筑建造效率，实现建筑功能性与经济性的统一;全面优化PC构件生产的工艺、构件运输的流程、现场吊装的次序及安装难易程度，更好的提升质量。

3.3设计配合一体化

装配式建筑由于构件工业生产、运至现场装配，必须向设计方延伸，设计过程需与传统设计单位、构件工厂、施工方多方紧密配合。在传统设计的基础上，在设计之初即开始充分考虑到构件的拆分以及精细化设计的要求，并协同设计过程与建筑、结构、给排水、电气、暖通专业紧密沟通，实现专业一体化设计。全过程装配式建筑设计不单单需要满足建筑方面的功能，也要充分考虑对工厂化生产和装配式施工的影响。设计过程关注建筑物的轴线尺寸统一化与户型标准化，减少外墙构件及楼板构件种类，全面提高建造效率。

3.4成本控制精准化

同样的装配预制率的条件下，不同的设计方案会给工程造价带来较大的变化。设计过程中应对每一块PC构件从生产、运输、施工进行成本分析，整体考虑PC构件对工程造价的影响，保证总体造价控制在可控范围内。

4、现行装配式建筑技术体系

目前国内主要装配式建筑技术体系有二大类：

4.1叠合楼盖现浇剪力墙（框架）装配式体系

此体系最大特点是结构竖向构件均采用现浇，仅部分叠合楼板、隔墙或外挂墙板为装配式构件，现场施工难度较低，能确保工程结构质量和不降低抗震能力，主要缺点是建筑整体预制率不高。

4.2装配整体式剪力墙（框架）体系

此体系结构竖向构件、水平构件均有预制，建筑整体预制率高，装配程度高，主要缺点是成本高，施工难度大，对产业工人及工厂预制技术要求较高。

以下主要对住宅建筑中常用叠合楼盖现浇剪力墙装配式体系进行详细介绍。

5、叠合楼盖现浇结构体系设计

5.1结构设计

由于竖向构件及主要框架梁均为现浇，因此，结构体系最大的特点就是整体计算等同于现浇结构，主要计算要求如下：

（1）结构周期比，层间位移比需满足国家现行《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）规定的限值基本设计原则。

（2）在偶然因素引起的地震作用下，楼层最大水平位移和层间位移与该楼层相应平均值之比应满足国家现行<建筑抗震設计规范》GB50011-2010 规定的限值要求，当计算的最大水平位移、层间位移值很小时， 扭转位移比控制可略有放宽。

5.2拆分设计

结合目前上海、北京等地的装配式设计经验，30%的预制率要求下预制构件一般选择非承重围护墙体非砌筑、内隔墙非砌筑及预制叠合楼板等水平构件。

预制构件拆分原则如下：

（1）预制构件尺寸尽量按照少规格、多组合的原则;

（2）考虑运输及吊装要求，单个预制构件重量不超过5吨;

（3）楼梯按单块斜板预制，不带梯梁和休息平台。

（4）考虑工厂养护设备要求，单块叠合楼板宽度原则按不大于3200mm 控制。

（5）非承重围护墙及内隔墙采用轻质加气墙板;

5.3连接节点设计

（1）叠合楼板现浇层厚度为70mm 预制层厚度为60mm，本项目叠合楼板为双向叠合板。双向叠合板采用整体式接缝连接构造做法详下图：

（2）预制内隔墙中，预制非承重墙厚为200mm，采用ALC（蒸压加气混凝土）

（3）预制非承重外围护墙中，墙厚为200mm，采用ALC（蒸压加气混凝土）板

（4）预制楼梯高端支承为固定铰支座，低端支承为滑动铰支座.

装配率计算

装配率计算方法按《装配式建筑评价标准》GB/T51129-2017执行，规范中关于装配率的计算公式如下：装配率应根据表中评价项分值按下式计算;

式中;P--装配率，Q1--主体结构指标实际分值，Q2--围护墙和内隔墙指标实际得分值，Q3--装修和设备管线指标实际得分值

根据要求，当预制叠合板。阳台、楼梯、空调板的比例大于80%，非承重围护墙非砌筑的比例大于80%，内隔墙非砌筑的比例大于50%时，即可满足装配率不小于30%的要求。当建筑队装配率有更高要求时，可根据上表增加相应的装配项。

参考文献：

[1]《装配式建筑评价标准》GB/T51129-2017

[2]《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》13J104

[3]黄小坤，田春雨.预制装配式混凝土结构研究[J].住宅产业，2010

[4]陈建伟，苏幼坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].世界地震工程，2013