淺析合肥某預制裝配式住宅項目結構設計要點

葉祖軍

安徽省建筑設計研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230002

引言

隨著我國建筑工業化進程的推進，預制裝配式建筑迅猛發展，當前國內市場已有的裝配式高層住宅多采用裝配式剪力墻結構。裝配式剪力墻結構主要包括水平構件、豎向構件和圍護構件，根據項目本身特點及項目裝配率要求，可部分或全部采用預制構件。其中，預制構件的連接設計是結構設計的關鍵一環，而作為承受豎向和水平荷載的預制剪力墻板之間的連接又是重中之重。同一層預制剪力墻通過現澆暗柱及現澆連梁可以實現水平向的可靠連接，上、下層預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，進而實現等同現澆或近似等同現澆。

1 工程概況

項目地點位于安徽省合肥市經開區，為政府投資的安置房住宅小區項目，占地面積約24000m2，用地性質為居住用地，建設工程性質為人才公寓。本項目共7棟高層住宅樓，層數在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構。底層設置兩層配套設施，底層層高5.2m，二層層高4.2m，住宅標準層層高為3.15m。戶型主要為90m2、120m2、140m2、180m2戶型四種，戶型種類數較少，且各戶型功能房間平面規則，開間尺寸較統一（多為2.7m、3.3m），符合裝配式建筑特點。

2 工程設計依據

本工程設計除依據傳統現澆結構設計涉及的國家規范、標準、規程外，還參照執行了《裝配式建筑評價標準 GB/T 51129-2017》《裝配式混凝土結構技術規程 JGJ 1-2014》《裝配式混凝土建筑技術標準 GB 51231T-2016》及《合肥市裝配式建筑裝配率計算方法》等關于裝配式設計方面的要求[1-2]。

3 預制構件布置方案

本項目共7棟高層住宅樓，均采用裝配整體式剪力墻結構。依據裝配式結構設計的標準化、模數化、少規格多組合等原則，針對承重墻板，采用預制墻段與現澆暗柱結合的方式，且盡量減少預制墻段的長度種類，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制墻段，其中外圍護承重墻體采用200mm厚內葉墻板+30mm厚保溫板+60mm厚外葉墻板的組合形式；針對結構梁，除預制外墻處的門窗洞口連梁采用疊合梁外，其余結構梁均采用現澆梁；針對樓層板，除局部衛生間、廚房區域樓板，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現澆+60mm預制外，其余均為80mm現澆+60mm預制）；其他非承重墻板采用全預制墻體；樓梯梯段均采用全預制梯段。

4 裝配式結構設計要點

4.1 確定預制拆分方案

根據項目特點，合理確定預制構件（梁、板、墻柱）的拆分方案，是預制裝配式結構設計的首要工作。

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則，開間尺寸較統一，種類數較少，故適合布置疊合樓板，結合戶型特點，相應還將外圍護墻及承重內墻、樓梯梯段、其他非承重墻板等均采用預制，后期考慮施工及制作成本，在滿足預制裝配率前提下，又適當優化承重內墻的預制比例，將部分預制內承重墻改為現澆[3]。

4.2 預制裝配率計算

確定最終預制拆分方案后，依據《裝配式建筑評價標準GB/T 51129-2017》及《合肥市裝配式建筑裝配率計算方法》中關于預制裝配率的計算規則，逐項統計各評價項（主體結構Q1，圍護墻和內隔墻Q2，裝修和設備管線Q3，缺項分值總和Q4，裝配式建筑應用建筑業新技術Q5）的得分情況，統計匯總得到總裝配率，滿足國標及業主關于裝配率要求（本工程為≥50%）即可。

4.3 預制裝配式施工圖繪制

以本項目為例，預制裝配式施工圖繪制主要注意以下內容：

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

在標準層預制板平面布置圖中，主要示意預制樓層板、預制設備平臺板、預制樓梯板的范圍劃分，用不同填充圖案予以和現澆樓板區分開來，且對每塊預制板編號，同尺寸預制板編號相同。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計信息仍在傳統結構平面布置圖中予以表達。

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

4.3.2 其次，按照傳統施工圖繪制步驟，基礎圖、墻柱圖、結構平面布置圖、結構梁平法施工圖、樓梯及墻身節點大樣。

基礎圖與傳統項目基本一致，無特別需注意的地方。

墻柱圖，地下部分因不涉及裝配式，與傳統墻柱施工圖繪制方式一致。至地上采用裝配式標準層部分，需將現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合工廠生產特點及工藝特點，預留相應插筋，過長過短，都可能會影響結構受力及施工可操作性。

結構平面布置圖，除需在圖面區分現澆及疊合樓板外，其余圖紙繪制基本與傳統項目一致。本工程除疊合陽臺板為90mm現澆+60mm預制外，其余均為80mm現澆+60mm預制，現澆衛生間及廚房考慮到穿管較多，本次板厚也均按140mm設計，現澆水電井及現澆連廊，考慮到經濟性，仍按傳統板厚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澆層頂部受力縱筋，其余處均按傳統設計習慣繪制板厚配筋。

結構梁平法施工圖中，著重注意外墻疊合連梁的表達，本工程將此部分表達在預制剪力墻平面布置圖中。

樓梯詳圖，預制樓梯施工圖與傳統現澆樓梯施工圖繪制區別較大，應特別注意預制梯段板與現澆平臺梁處的連接固定做法，定位需準確無誤。本工程樓梯中，平臺板、梯梁均為現澆，樓梯板均為預制，預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。

墻身節點大樣考慮到疊合樓板及疊合剪力墻，與傳統現澆墻身節點應區別開來，特別注意現澆部分與預制部分結合處的鋼筋構造及施工工序。

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

5 結束語

綜上所述，可知預制裝配式住宅結構設計與傳統住宅結構設計相比，增加較多工作內容，在傳統住宅結構設計流程上需增加預制構件的設計與布置，同時還應考慮預制與現澆部分之間的區分與連接，在施工過程中也應注意施工順序合理性，方可將預制裝配式住宅結構的特點及優點充分發揮出來，也順應我國建筑工業化進程的推進。

同時在預制裝配式住宅結構設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，預制疊合外墻拼縫處理問題，以及預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計和施工后思考的問題，也期待后續設計同人能多加思考，提供更好的處理辦法，以推進預制裝配式結構更好向前發展。