裝配整體式剪力墻建筑裝配方案設(shè)計(jì)方法

胡龍平 趙永強(qiáng)

在工業(yè)化建筑的推進(jìn)過程中，建筑一體化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和方法發(fā)展滯后，只注重裝配式結(jié)構(gòu)而忽略了建筑部品、機(jī)電設(shè)備、內(nèi)裝系統(tǒng)的配套，構(gòu)件生產(chǎn)的自動(dòng)化程度低、現(xiàn)場(chǎng)裝配缺少工具化的吊裝及支撐體系。為此需研究一種系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的裝配式剪力墻建筑裝配方案設(shè)計(jì)方法[1]。

1.裝配部位與范圍的選擇

1.1 裝配部位的選擇

預(yù)制墻體一般采用“預(yù)制墻板+現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)”的設(shè)計(jì)方案，相鄰預(yù)制墻體之間設(shè)置后澆段，后澆段的長(zhǎng)度一般為400mm～600mm。建筑立面平整部位墻體一般可以設(shè)計(jì)為預(yù)制，但是需要注意門窗洞口兩邊預(yù)制墻體長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm，同時(shí)要兼顧采用預(yù)制的墻體模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)和重復(fù)利用率，現(xiàn)澆部位可以通過預(yù)制墻的外葉板作為現(xiàn)澆部分施工的模板。普通位置樓板均可采用預(yù)制樓板加疊合層設(shè)計(jì)，預(yù)制樓板的寬度選擇要結(jié)合運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝、結(jié)構(gòu)安全等全局考慮。在結(jié)構(gòu)安全的前提下做到標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制樓板規(guī)格最少，現(xiàn)場(chǎng)拼接操作次數(shù)最少，接縫長(zhǎng)度最少。廚房、衛(wèi)生間降板區(qū)域可以整體降板同層排水整體預(yù)制。公共走道部位，設(shè)備管線穿插較多，做好集成精細(xì)化設(shè)計(jì)后可以整體降板整體預(yù)制。梁一般采用預(yù)制梁加疊合層的設(shè)計(jì)，梁頂部預(yù)留后澆層高度一般取疊合板現(xiàn)澆層厚度，連梁同不含受力構(gòu)件墻體一起預(yù)制。對(duì)于邊界有降板的梁，后澆層的厚度不宜超過梁高的1/2，也可以采用整體預(yù)制或現(xiàn)澆。主次梁搭接處，考慮到主梁的連續(xù)性，可采取主梁現(xiàn)澆次梁預(yù)制，也可以都分別預(yù)制，節(jié)點(diǎn)區(qū)域采取現(xiàn)澆。陽臺(tái)、空調(diào)板的規(guī)格和種類應(yīng)盡量統(tǒng)一、邊界條件統(tǒng)一。對(duì)于板式陽臺(tái)，一般采用預(yù)制疊合陽臺(tái)；對(duì)于梁式陽臺(tái)，一般采用全預(yù)制梁式陽臺(tái)。長(zhǎng)度太大的陽臺(tái)，考慮到運(yùn)輸和吊裝便利設(shè)計(jì)成兩個(gè)部分，形成分離式疊合陽臺(tái)。樓梯重復(fù)率較高，一般均可采用裝配式設(shè)計(jì)，分梯段預(yù)制和全預(yù)制[2]。

1.2 裝配范圍的選擇

在滿足政府部門對(duì)裝配式建筑相關(guān)批文規(guī)定下，選擇平立面規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的單體進(jìn)行裝配整體式剪力墻建筑設(shè)計(jì)。項(xiàng)目一般有多個(gè)單體，每個(gè)單體宜通過幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化戶型組合而成，選擇標(biāo)準(zhǔn)化戶型重復(fù)率高的相關(guān)單體進(jìn)行裝配整體式剪力墻設(shè)計(jì)。對(duì)裝配整體式剪力墻建筑單體預(yù)制樓層的選擇，我們可以根據(jù)抗震等級(jí)、房屋高度和高寬比對(duì)預(yù)制樓層范圍進(jìn)行調(diào)整。從標(biāo)準(zhǔn)化程度最大化角度考慮盡量減少標(biāo)準(zhǔn)層的個(gè)數(shù)，在滿足規(guī)范要求下可采用預(yù)制剪力墻、疊合板、預(yù)制陽臺(tái)、預(yù)制空調(diào)板、疊合梁、預(yù)制樓梯、預(yù)制非結(jié)構(gòu)墻的合理組合。

2.裝配部位的專業(yè)集成設(shè)計(jì)

2.1 預(yù)制墻體集成

（1）建筑：門窗洞口、防水構(gòu)造企口、滴水和鷹嘴、保溫方式處理、豎向和水平拼縫立面處理、外墻飾面、預(yù)留洞口。

（2)結(jié)構(gòu)：鋼筋、抗剪鍵槽和粗糙面、保溫拉結(jié)件、預(yù)制墻體在后澆段的出筋形式與鋼筋連接方式、預(yù)留槽口、碰撞問題。

（3）機(jī)電和內(nèi)裝：水電管線敷設(shè)、預(yù)留線盒、預(yù)留洞口、門窗框固定預(yù)埋件、欄桿預(yù)埋件、碰撞問題等。

2.2 預(yù)制疊合板集成設(shè)計(jì)

（1）建筑：衛(wèi)生間降板構(gòu)造、防水處理、拼縫形式、預(yù)留洞口。

（2）結(jié)構(gòu)：?jiǎn)蜗虬濉㈦p向板、鋼筋、粗糙面、桁架鋼筋、拼縫處的出筋形式與鋼筋連接方式、碰撞問題、與墻體和梁搭接問題。

（3）生產(chǎn)施工：固定斜撐預(yù)埋件、電梯附墻預(yù)留孔、施工放線孔、吊環(huán)、七字碼固定預(yù)埋錨栓、碰撞問題。

（4）機(jī)電和內(nèi)裝：水電管線敷設(shè)、預(yù)留線盒、預(yù)留洞口、碰撞問題[3]。

2.3 預(yù)制陽臺(tái)、空調(diào)板集成設(shè)計(jì)

（1）建筑：降板構(gòu)造、防水處理、拼縫形式、預(yù)留洞口。

（2）結(jié)構(gòu)：梁式陽臺(tái)、板式陽臺(tái)、鋼筋、粗糙面、桁架鋼筋、出筋形式、與現(xiàn)澆層的鋼筋連接方式、碰撞問題、預(yù)留洞口。

（3）機(jī)電和內(nèi)裝：水電管線敷設(shè)、預(yù)留線盒、預(yù)留洞口、欄桿預(yù)埋件、冷凝水管預(yù)留洞、雨水管預(yù)留洞、碰撞問題。

3.歸并處理設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 采用標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)房間

為了提高預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度，不同戶型之間以及戶型內(nèi)部建筑各專業(yè)均遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，按“少種類、多組合”的原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系列化和多樣化。可按照表1選擇相關(guān)模數(shù)，實(shí)現(xiàn)外墻、內(nèi)墻、門窗等豎向構(gòu)件的尺寸標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，最大限度地提高模板利用的重復(fù)率，控制外墻板的種類和數(shù)量。

表1 裝配整體式剪力墻住宅適用的優(yōu)選尺寸系列（M）

3.2 預(yù)制構(gòu)件的歸并設(shè)計(jì)

對(duì)筆者公司12 個(gè)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)項(xiàng)目進(jìn)行構(gòu)件統(tǒng)計(jì)，形成構(gòu)件數(shù)據(jù)庫，通過分析構(gòu)件模數(shù)可行性，形成構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)（表2），提出實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)的實(shí)施路徑。

表2 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)表

4.應(yīng)用與結(jié)論

本研究成果已經(jīng)在筆者公司多個(gè)項(xiàng)目成功應(yīng)用，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)出圖時(shí)間提升20%，減少設(shè)計(jì)變更50%以上，降低項(xiàng)目建造費(fèi)用2%左右。裝配式住宅標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的成果應(yīng)用不僅降低了公司的拿地風(fēng)險(xiǎn)，還加速企業(yè)決策定位、設(shè)計(jì)開工，銷售、周轉(zhuǎn)、實(shí)現(xiàn)規(guī)模提升，提高保障產(chǎn)品品質(zhì)，使公司贏得廣大業(yè)主的認(rèn)可，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。