大空間裝配式建筑實踐

文/上海中森建筑與工程設計顧問有限公司 馬海英

馬海英，上海中森建筑與工程設計顧問有限公司副總工程師，高級工程師

1 大空間建筑的優點

大空間建筑以其分隔可變的優點，受到追捧。購房者可根據家庭人口變化和需求，通過對室內進行重新分隔和劃分，重新組合臥室和客廳布局，不用換房即可滿足需求。比如在初期，年輕人要度過甜蜜的二人世界，閑暇之余和朋友聚會，需有一個較大的客廳和1個留宿的客房，此時主臥、客臥、大客廳和書房的布局比較合理；等有了孩子，就要求有主臥、兒童房、保姆房、書房和功能簡單的客廳了；到孩子長大成家出去住了，自己的父母需要共同生活予以照顧時，兒童房和書房可合并成一個老人套房，保留一個小客廳，在客廳旁邊劃出一個書房。這樣一套房子可滿足一個小家庭從組建、成長到晚年的不同需求（見圖1）。當然，還有更多好的組合，而大空間建筑的可變性，正好迎合了這種需求的變化。

圖1 空間變化

2 對裝配式建筑實現大空間建筑的思考

2.1 承重墻外置

中國住宅夢公園樣板間項目將承重墻體布置在周邊外墻和分戶墻處，針對不同的生活需求，體現了大空間布局靈活多變，輕松應對家庭不同階段和個性的需求。套型可根據不同的要求進行調整，實現兩房、三房、四房等不同分隔的需求。圖2為青浦重固鎮普通商品房平面示意。

圖2 青浦重固鎮普通商品房平面（承重墻外置）

圖3 管井外置

圖4 不降板

圖5 整體降板

圖6 局部降板管道布置

圖7 局部降板暗梁

2.2 設備管井外置

住宅的設備管井連通上下層，且位置固定，某一層的裝修和改造不允許對管井進行變動，因此將設備管井置于建筑外部，更有利于大空間建筑分隔的靈活性。同時，設備管井外置還可節約套內空間，減少噪聲，潔具布置更加靈活，也便于二次裝修改造，而管井外置設計時需要結合建筑專業，對建筑立面進行統一協調處理（見圖3）。

2.3 大板結構衛生間處理

1）不降板 所謂不降板是樓板結構面標高按照常規建筑要求降低80～100mm。這種方式是本層的排水管穿過樓板，排水橫管在下層住戶衛生間的上空，如圖4所示。這種情況下，衛生潔具的安裝位置比較固定，在今后裝修改造時，衛生潔具的變動比較困難。

2）整體降板 是將整個結構樓板面標高降低150～180mm，衛生間采用多通道特殊地漏及多通道接頭，馬桶采用墻排水馬桶，馬桶后面采用封閉墻（夾層），如圖5所示。這種方式可兼顧鋪設地暖所需的空間，但需采用特殊的馬桶、地漏及排水管道接頭，限制了設備采購的多樣性和靈活性。

3）局部降板 一般僅在衛生間區域結構樓板降低300～350mm，立管穿樓板，水平管在降板區域的樓板上面鋪設，這是同層排水比較常用的方式（見圖6～8）。優點是潔具有較多的選擇性，維修和改造不受任何影響，但降板周邊有暗梁，板底可見局部凸起。

圖8 局部降板結構節點

圖9 國內首次大跨度疊合板足尺試驗（跨度7200mm×7800mm，板厚160mm）

圖10 加載情況

圖11 測點布置示意

圖12 裂縫開展情況

3 試驗驗證

大板結構優點較多，但大板結構使用的舒適度、樓板撓度、裂縫及安全性能否滿足要求呢？針對常州帝景36號樓項目進行了大板足尺試驗，跨度為7200mm×7800mm，目的是通過試驗，驗證設計理論分析結果，并對結構采用裝配式大跨度板的受力性能進行系統研究和評估，對結構正常使用時的舒適性、安全性進行系統評估。試驗如圖9～11所示，通過加載和卸載準永久值、標準值、設計值的荷載，對板撓度變形進行實測，測試結果與理論計算吻合較好。在不同荷載狀態下，對舒適度進行測試，樓板自振頻率均大于規范規定的5Hz，其中最不利的是在加載標準值情況下，自振頻率為7.324Hz，即不會產生共振。在試驗中發現，在大板周邊的小墻肢和大跨梁出現了一些裂縫，位置如圖12所示。針對這些裂縫，對設計進行修改，并通過以下措施的實施，在實際工程中沒有出現裂縫。

1）加大短肢墻截面尺寸，并加大梁搭接方向的配筋。

2）加大梁高，并加大梁箍筋和縱向配筋。

3）加大板頂附加配筋：Ф8@150雙向拉通，支座處設附加鋼筋并適當放大。

4）在影響范圍內布置附加鋼筋，每個方向每邊至少3根Ф10鋼筋。

4 結語

大空間建筑具有空間分割比較靈活的優越性。管井外置可進一步擴大空間的范圍。衛生間降板處理使改造更加靈活。采用大板結構是大空間建筑的最基本形式。通過對足尺大板在不同荷載下的撓度、舒適度、裂縫的試驗測試，證明了裝配式建筑采用大板結構可實現大空間建筑的建造。

參考文獻：

[1]李昕，馬海英．上海中森建筑工業化實踐[J]．城市住宅，2015（10）：95-100．

[2]尹之潛，朱玉蓮，楊淑文，等．高層裝配式大板結構模擬地震試驗[J]．土木工程學報，1996（3）：57-64．

[3]李昕．百年住宅體系實踐與探討——以中國住宅夢公園為例[J]．城市住宅，2016（10）：96-105．