基于裝配式別墅的建筑框架系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

鐘廷志, 陳 成, 唐鳳鵬, 林青城, 陳文佳

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司, 四川成都 610000)

裝配式建筑是工業(yè)化生產(chǎn)與建筑行業(yè)的深度融合，是工業(yè)化在建筑行業(yè)應(yīng)用的必然結(jié)果。裝配式建筑是建筑行業(yè)發(fā)展的新方向，裝配式建筑將成為各類建筑物的主要實(shí)現(xiàn)方式之一。

1 基于裝配式建筑的別墅底座設(shè)計(jì)

1.1 功用

為立柱提供安裝基礎(chǔ)，并確定水平與高度方向的安裝位置；擴(kuò)大受力面積，增加受力，減小沉降；為地圈梁提供安裝基礎(chǔ)，并確定水平與高度方面的安裝位置；在底部將立柱與地圈梁連接成一個(gè)整體，增加別墅框架整體剛性。

1.2 結(jié)構(gòu)

底座示意圖如圖1所示。

圖1 底座

底座中間四方形的沉孔用于安裝立柱；底座水平面方向四個(gè)槽用于安裝地圈梁；四個(gè)槽內(nèi)大外小，用于高強(qiáng)混凝土澆筑后，形成楔形，增加水平方向的強(qiáng)度和剛度。

1.3 安裝工藝

底座基礎(chǔ)開(kāi)挖；底座基礎(chǔ)夯實(shí)；底座基礎(chǔ)打墊層并確定標(biāo)高；底座安裝。

2 基于裝配式建筑的別墅柱梁連接件設(shè)計(jì)

2.1 功用

用于確定橫梁安裝高度；用于安裝時(shí)立柱與橫梁的預(yù)連接；為立柱與橫梁預(yù)安裝后，高強(qiáng)混凝土澆筑時(shí)提供模板。

2.2 結(jié)構(gòu)

柱梁連接件示意圖如圖2所示。

圖2 連接件

連接件左側(cè)板用于與立柱連接板焊接。肋板用于增加連接件的剛度和強(qiáng)度。水平板用于橫梁安裝時(shí)，為橫梁提供安裝受力面，支撐住整個(gè)橫梁。最上部?jī)蓚€(gè)豎向板，用于預(yù)安裝后，形成用于澆筑高強(qiáng)混凝土的模板。

2.3 安裝工藝

在立柱上劃線確定連接件焊接位置；立柱連接板與連接件焊接；吊裝橫梁，放于連接件上；橫梁預(yù)留鋼筋與立柱連接板焊接；連接處高強(qiáng)混凝土澆筑；高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。

3 基于裝配式建筑的別墅立柱設(shè)計(jì)

3.1 功用

與連接件焊接，并與橫梁預(yù)留鋼筋焊接，澆筑高強(qiáng)混凝土，形成整體框架結(jié)構(gòu)；與底座和地圈梁連接一起，形成框架整體；承受垂直方向的負(fù)荷。

3.2 結(jié)構(gòu)

立柱示意圖如圖3所示。

圖3 立柱設(shè)計(jì)

連接板用于與連接件焊接。立柱上的水平預(yù)留鋼筋用于橫梁上的預(yù)留鋼筋相焊接。立柱上的垂直預(yù)留鋼筋用于與屋面斜梁上的預(yù)留鋼筋相焊接。根據(jù)實(shí)際情況，多余的水平預(yù)留鋼筋直接切割掉。

3.3 安裝工藝

底座安裝孔清理；立柱吊裝；垂直度調(diào)整；立柱固定并澆筑高強(qiáng)混凝土，使得底座、立柱和地圈梁形成一個(gè)整體；高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。

4 基于裝配式建筑的別墅橫梁設(shè)計(jì)

4.1 功用

放置于連接件上；與立柱預(yù)留鋼筋焊接，連接處澆筑高強(qiáng)混凝土，形成整體框架；用于放置樓板，并于樓板的預(yù)留鋼筋焊接，澆筑高強(qiáng)混凝土，使樓板、橫梁形成有機(jī)整體，提高框架結(jié)構(gòu)整體剛度和強(qiáng)度。

4.2 結(jié)構(gòu)

橫梁示意圖如圖4所示。

圖4 橫梁

橫梁端部預(yù)留鋼筋與立柱水平預(yù)留鋼筋相焊接。橫梁水平面預(yù)留鋼筋與樓板預(yù)留鋼筋相焊接。

4.3 安裝工藝

對(duì)焊接好后的連接件進(jìn)行核查；橫梁吊裝；橫梁預(yù)留鋼筋與立柱預(yù)留鋼筋相焊接；預(yù)留鋼筋焊接處澆筑高強(qiáng)混凝土；高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。

5 基于裝配式建筑的別墅樓板設(shè)計(jì)

5.1 功用

放置于橫梁上，并形成有機(jī)整體；樓板與樓板連接，形成有機(jī)整體，最終形成樓面或頂板，成為活動(dòng)空間；樓板拼接處，為管線安裝為預(yù)留空間。

5.2 結(jié)構(gòu)

圖5 樓板

樓板示意圖如圖5所示。所有預(yù)留鋼筋均與其相鄰部位的預(yù)留鋼筋相焊接。凹進(jìn)部分用于高強(qiáng)混凝土澆筑后，更有效地防止水平方向的錯(cuò)位，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度。

5.3 安裝工藝

橫梁清理；與立柱接觸處樓板進(jìn)行適當(dāng)?shù)那懈钐幚恚粯前宓跹b，并與橫梁預(yù)留鋼筋進(jìn)行焊接；其它樓板吊裝拼接，樓板預(yù)留鋼筋與橫梁預(yù)留鋼筋間、樓板與樓板預(yù)留鋼筋間進(jìn)行焊接；拼接處進(jìn)行管線預(yù)埋；預(yù)留鋼筋焊接處進(jìn)行高強(qiáng)混凝土澆筑；高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。

6 基于裝配式建筑的別墅屋面斜梁設(shè)計(jì)

6.1 功用

下端與橫梁連接，并與就近的立柱形成有機(jī)整體；上端與立柱或者對(duì)稱的屋面斜梁連接，并與就近的立柱、橫梁等構(gòu)成有機(jī)整體；承受屋面樓板負(fù)荷，并與其形成有機(jī)整體。

6.2 結(jié)構(gòu)

斜梁示意圖如圖6所示。

圖6 斜梁

6.3 安裝工藝

在下端橫梁上打孔并安裝定位膨脹螺釘；屋面斜梁吊裝；屋面斜梁上端連接螺栓安裝(用于有對(duì)稱屋面斜梁的情況)；屋面斜梁上下端預(yù)留鋼筋與相鄰的預(yù)留鋼筋焊接；高強(qiáng)混凝土澆筑；高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。

7 整體安裝工藝

(1)底座安裝。安裝位置劃線定位；地面基礎(chǔ)夯實(shí)；做墊層，找水平；底座安裝。

(2)地圈梁安裝。安裝，將地圈梁兩端放入底座。

(3)立柱安裝。將主柱吊裝入底座；調(diào)整位置并固定；將底座處的空隙全部澆筑高強(qiáng)混凝土。

(4)連接件安裝。劃線確定位置；進(jìn)行連接件焊接。

(5)一層橫梁安裝。橫梁吊裝并調(diào)整位置；鋼筋焊接；連接處澆筑高強(qiáng)混凝土。

(6)二層樓板安裝。靠邊角樓板預(yù)加工；樓板吊裝并調(diào)整位置；鋼筋焊接。

(7)管線安裝。電氣管線預(yù)埋；連接處澆筑高強(qiáng)混凝土。

(8)二層橫梁安裝。同一層橫梁安裝。

(9)三層樓板安裝。同一層樓板安裝。

(10)管線安裝。同一層管線安裝。

(11)屋面斜梁安裝。定位口清理；斜梁吊裝定位；安裝定位銷和堅(jiān)固螺栓；連接處澆筑高強(qiáng)混凝土。

(12)屋面板安裝。同樓板安裝。

8 結(jié)束語(yǔ)

裝配式建筑是新時(shí)代建筑業(yè)發(fā)展的大方向，并將成為建筑業(yè)發(fā)展的主流。本文以別墅建筑為例，對(duì)主體框架各組成部分進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)其安裝工藝進(jìn)行了說(shuō)明。各部分設(shè)計(jì)合理，安裝可靠，具有試行和推廣的實(shí)用價(jià)值。