关于装配式住宅设计的经验总结

关于装配式住宅设计的经验总结

褚 航,张铭军,李骏嵘

(浙江宝业建筑设计研究院有限公司,浙江 杭州 310006)

摘 要：通过在合肥的一个工程实例的设计建造过程,说明装配式建筑与传统建筑设计思路上的不同。与传统设计不同之处在于装配式建筑从设计源头上就要考虑构件生产和现场安装的可行性,否则可能导致工期延误甚至影响工程质量。

关键词：装配式建筑;叠合楼板;预制夹芯保温剪力墙;套筒灌浆

近年来,我国经济不断高速发展,同时环境污染也愈演愈烈,空气质量污染越来越严重。国家为了降低污染,减少能源消耗,改善空气质量,最近几年出台了一系列的政策。其中,大力推广建造绿色建筑,发展住宅产业化和建筑工业化便是其中最为重要的内容之一。

住宅产业化和建筑工业化就是将建筑设计标准化,部品部件工厂化,现场施工装配化,土建装修一体化,利用现代科学技术,先进的管理方法和工业化的生产方式,将生产全过程连结为一个完整的产业系统。其优点在于节能环保,建设速度快，能够有效地减少建筑扬尘,减少现场湿作业,减少现场人工投入,将一部分建筑工人转变为工厂的产业化工人,这将是未来中国建筑业发展的主要方向。

1 工程概况

本文以合肥某项目为例,浅谈在装配式建筑设计中的一点心得体会。宝业集团承建该项目的第二标段,共9个单体,地上总建筑面积为137 876.95 m2,承建方式为EPC模式(即工程总承包模式)。单体采用的是套筒灌浆连接的装配整体式剪力墙结构体系,单体预制率要求不低于50%。预制构件包括叠合楼板、叠合阳台、全预制空调板、全预制楼梯,部分预制梁,预制剪力墙,单体外墙全部采用带夹芯保温的预制混凝土剪力墙。由于该项目的方案单独招标,方案设计单位没有装配式建筑的设计经验,故原建筑平面很多地方不适合预制构件的拆分及现场安装施工。在宝业集团中标后,召集了由设计部门，构件细化设计部门,和预制构件生产部门以及施工班组技术人员组成的专业团队,对原建筑平面进行优化,使得建筑平面及立面更适合工业化建造方式。同时根据建筑总平面图,根据预制构件的拆分情况商讨确定塔吊的位置、臂长、吨位、构件运输车辆的进出路线及临时堆场位置。

2 案例分析

A+C户型结构平面布置图见图1。

在这版结构平面图中,沿用传统的结构设计思路,主要考虑以下几方面。

1)南北立面门窗洞口较多的位置布置成框架梁,采用框梁与外围护墙在工厂一起预制,现场安装的做法。初步考虑这样可以避免这些位置比较密集的套筒连接钢筋,减少施工难度。

2)除楼梯间休息平台外,其余楼板全部采用叠合楼板,以提高预制率。

3)除外轮廓框架梁外,其余梁均采用现浇,目的是减少施工难度以及对构件生产及施工误差的包容。

采用BIM技术按实拆分的构件见图2。

为检验预制构件的生产质量,以及检验施工工艺能否满足设计要求,现场做了一幢2层高的样板楼兼工法楼。在样板楼的安装过程中,发现如下问题：

1)南北立面的夹芯保温外墙虽然安装简单,但是墙顶的框梁支座负筋现场穿筋困难,施工效率很低,而且钢筋绑扎质量不容易保障。

2)公共部位由于有较多设备管线预埋,采用叠合楼板做法给施工带来很大麻烦,后来这部分楼板改为现浇。

3)卫生间部分,由于业主要求内外高差须做到60 mm,对于不加梁的带卫生间大板,如果采用叠合板做法,势必导致非卫生间部分板厚过大。

4)平面现浇梁多,梁钢筋笼与叠合楼板预制层的伸出钢筋碰撞,影响铺设效率。

经过多方面的调研以及比较分析,最终结构布置调整见图3。

结构调整主要体现在如下几方面：

1)单体外轮廓全部改为剪力墙,门窗洞口按剪力墙上开洞考虑。这样连梁的配筋会大大减少。经过样板楼的安装检验,现场的钢筋绑扎工作及施工效率显著提升。

图1 A+C户型结构标准层平面图

图2 A+C户型预制构件拆分图

图3 A+C户型调整后结构布置平面图

图4 施工现场效果展示

2)减少框架梁的数量,叠合板的铺设效率高,样板房仅用3 h就完成叠合板的铺设。

3)楼梯间内休息平台现浇,梯段及梯段间隔梁均预制。好处是施工速度快,混凝土表观质量好,而且与现浇混凝土楼梯做法相比,土建成本节省。

以上调整在单体的建造过程中得到了验证,施工效率高,外立面效果立竿见影,而且施工现场扬尘大大减少,减少了对环境的污染。目前该项目部分单体已经顺利结顶(图4),而且成功入选《住房城乡建设部2016年科学技术项目计划——装配式建筑科技示范项目》。

3 结 语

相对于传统的现浇混凝土结构,采用工业化方式建造的项目有其特殊性,要求从建筑设计、构件细化,和工厂生产及现场安装各个环节紧密配合。如果对工业化方式建造的项目延用传统的操作模式来管理,容易造成各个环节之间推诿扯皮,不利于项目的推进。从目前来看,EPC对于工业化建筑应该是效率最高,最能控制成本的模式。

另外,目前大多数装配式建筑都是从传统的设计转过来的,单体的平立面设计不能很好地发挥装配式建筑的优点,单个构件的重复率低是造成土建成本高与现场施工效率低的主要因素。随着工业化建筑的进一步发展,应该从源头上,从方案设计上研发适合工业化建筑的平立面。

Experiences Summarization of the Design for Assembly House

CHU Hang, ZHANG Mingjun, LI Junrong

收稿日期：2016-12-29

作者简介：褚 航(1976—)，男，浙江杭州人，高级工程师，从事建筑结构设计工作。

中图分类号：TU201

文献标志码：B

文章编号：1008-3707(2017)02-0021-04