某醫(yī)院病房樓裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

洪亮

摘要：隨著國(guó)家及地方裝配式建筑相關(guān)政策的推動(dòng)，裝配式建筑已經(jīng)逐漸從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。某醫(yī)院病房樓采用裝配式建筑技術(shù)，通過采用預(yù)制混凝土夾心保溫外掛墻板、桁架鋼筋混凝土疊合板、預(yù)制樓梯三種預(yù)制構(gòu)件，使裝配式建筑單體預(yù)制率達(dá)到20.6%，是本市第一個(gè)采用裝配式的公建項(xiàng)目，希望能給類似的設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑，單體預(yù)制率，預(yù)制混凝土夾心保溫外墻掛板，桁架鋼筋混凝土疊合板

一、項(xiàng)目概況

本工程為醫(yī)院病房樓，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。地下建筑面積為1085m²，地上建筑面積1.19 萬m²，地下1層，地上10層，其中半地下1層，建筑主要屋面總高度為38.3m。地下室建筑功能為設(shè)備用房，一層至四層建筑功能為門診樓，包括放射科、血液透析、手術(shù)室等，五層至十層主要建筑功能為病房。一層至四層層高分別為4.2m、4m、4.0m、4.5m，五層至十層層高為3.6m。

本工程建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，即乙類，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。本工程抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.05g，根據(jù)《中震防發(fā)2009（49）關(guān)于學(xué)校、醫(yī)院等人員密集場(chǎng)所建設(shè)工程抗震設(shè)防要求確定原則的通知》設(shè)計(jì)基本地震加速度值提高0.05g，即本工程設(shè)計(jì)基本地震加速度值采用0.10g。設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為Ⅰ1類，框架、剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)，框架、剪力墻抗震構(gòu)造措施等級(jí)為三級(jí)。基本風(fēng)壓取50年一遇，為0.65KPa，地面粗糙度為A類，基本雪壓為0.40KPa。

基礎(chǔ)采用柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下采用條形基礎(chǔ)加構(gòu)造防水底板，基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化石英巖，基礎(chǔ)、構(gòu)造底板、地下室外墻采用C35防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)為P6。

項(xiàng)目開始設(shè)計(jì)時(shí)間為2016年7月，完成設(shè)計(jì)時(shí)間為2016年10月，2017年4月開工，2018年6月主體結(jié)構(gòu)及非承重圍護(hù)墻、內(nèi)隔墻施工完成。

二、裝配式設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)卣畬?duì)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化項(xiàng)目建設(shè)的要求，政府投資新建的建設(shè)項(xiàng)目（學(xué)校、醫(yī)院、博物館、保障房等）須采用裝配式建筑技術(shù)，且裝配式建筑單體預(yù)制率不低于20%。本工程為政府投資的新建項(xiàng)目，因此采用裝配式建筑技術(shù)，且裝配式建筑單體預(yù)制率不低于20%。

為滿足單體預(yù)制率20%的要求，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況同時(shí)考慮項(xiàng)目進(jìn)度、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、成本、運(yùn)輸安裝等各項(xiàng)因素，最終決定對(duì)室外地坪以上的2～9層南側(cè)和北側(cè)部分非承重圍護(hù)墻，采用預(yù)制混凝土夾心保溫外墻掛板，5～9層樓板采用桁架鋼筋預(yù)制混凝土疊合板，3～10層標(biāo)準(zhǔn)層樓梯1、2梯段板采用預(yù)制樓梯，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本較低，且現(xiàn)場(chǎng)施工較方便。

本工程非承重圍護(hù)墻采用預(yù)制混凝土夾心保溫外掛墻板，預(yù)制墻板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，內(nèi)葉墻板的厚度為150mm，采用雙層雙向配筋，鋼筋直徑為6mm，間距為200mm。外葉墻板的厚度為60mm，采用直徑為5mm的冷軋帶肋鋼筋，間距為150mm，單層雙向配筋。夾心保溫層采用B1級(jí)擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS），厚度為70mm和120mm。夾心保溫外掛墻板的拉結(jié)件采用符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的FRP（纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）連接件。防水密封膠采用耐候性密封膠。外墻板接縫處密封膠的背襯材料選用聚乙烯塑料棒，其直徑為1.5倍縫寬。外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)支承連接，每塊墻板連接點(diǎn)為4個(gè)，承重連接點(diǎn)為2個(gè)。外掛墻板的拆分結(jié)合建筑功能和建筑立面效果，充分考慮了預(yù)制構(gòu)件的制作、運(yùn)輸、施工安裝等條件。

樓板采用最常用的桁架鋼筋混凝土疊合板，預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30，鋼筋保護(hù)層厚度為15mm，疊合板總厚度為130mm，其中預(yù)制底板厚度為60mm，考慮設(shè)備管線預(yù)埋、鋼筋鋪設(shè)、施工誤差等因素，后澆混凝土疊合層厚度為70mm。疊合樓板之間連接根據(jù)預(yù)制板接縫構(gòu)造、支座構(gòu)造可分為兩種，一是無拼縫、密縫拼縫、后澆小拼縫的單向受力板，二是無拼縫、后澆整體式拼縫的雙向受力板。本工程是近年來本市的第一個(gè)裝配式公建類項(xiàng)目，考慮構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)跹b、施工安裝簡(jiǎn)單、方便，且本項(xiàng)目房間內(nèi)設(shè)有吊頂，因此采用單向板密拼分離式接縫。疊合板端支座處，預(yù)制板內(nèi)的外伸鋼筋錨入支承梁或墻的后澆混凝土中，錨固長(zhǎng)度不小于5d，且伸至支座中心線，為保證連接接縫處的混凝土保護(hù)層厚度和減輕拼縫處產(chǎn)生的裂縫，預(yù)制底板的上邊緣設(shè)置20mmX20mm倒角，下邊緣設(shè)置10mmX10mm倒角。鋼筋桁架采用A80規(guī)格，桁架鋼筋沿主要受力方向布置，桁架鋼筋距板邊不大于300mm，桁架鋼筋間距不大于600mm。

預(yù)制樓梯采用預(yù)制混凝土板式樓梯，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋保護(hù)層厚度為20mm，預(yù)制樓梯梯板厚度為130mm～160mm。預(yù)制梯板支座處為銷鍵連接，上端支承處設(shè)置固定鉸支座，下端支承處設(shè)置滑動(dòng)鉸支座。預(yù)制樓梯在吊裝、運(yùn)輸及安裝過程中，受力狀況比較負(fù)雜，板面鋼筋通長(zhǎng)配置。樓梯板側(cè)邊與框架梁和建筑內(nèi)隔墻間預(yù)留縫隙20mm，預(yù)制樓梯安裝完成后采用膠粉聚苯顆粒砂漿封堵。

三、單體預(yù)制率計(jì)算

根據(jù)《工業(yè)化建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51129-2015）中的規(guī)定，預(yù)制率為工業(yè)化建筑室外地坪以上的主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，預(yù)制構(gòu)件部分的混凝土用量占對(duì)應(yīng)部分混凝土總用量的體積比。本工程預(yù)制構(gòu)件部分的混凝土用量包括預(yù)制混凝土夾心保溫外掛墻板、桁架鋼筋混凝土疊合板和預(yù)制樓梯的混凝土用量。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)制混凝土體積：2～9層南側(cè)和北側(cè)局部非承重圍護(hù)墻采用預(yù)制混凝土夾心保溫外掛墻板，預(yù)制墻板的面積為1880.6m²，外葉墻板60mm厚，內(nèi)葉墻板150mm厚，預(yù)制部分的混凝土體積為1880.6X0.21=395m³，主體結(jié)構(gòu)的預(yù)制混凝土體積： 5～9層頂樓板局部采用疊合樓板，每層預(yù)制樓板的面積為606.7m²，預(yù)制樓板厚度為60mm，預(yù)制部分的混凝土體積為606.7X0.06X5=182m³，預(yù)制樓梯1的混凝土體積為21m3，預(yù)制樓梯2的混凝土體積為21.5m³，預(yù)制構(gòu)件部分的混凝土用量為395+182+21+21.5=619.5m³。現(xiàn)澆部分的混凝土體積為2387.8m³，混凝土總體積為2387.8+619.5=3007.3m³，單體預(yù)制率=（預(yù)制構(gòu)件部分的混凝土體積）/（預(yù)制部分混凝土體積+現(xiàn)澆部分混凝土體積）=619.5/（619.5+2387.8）X100%=20.6%>20%，本工程的單體預(yù)制率滿足政府對(duì)裝配式建筑的建設(shè)要求。

四、結(jié)語

本工程結(jié)合當(dāng)?shù)匮b配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀、建筑物的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)卣畬?duì)裝配式建筑的建設(shè)要求，并未選擇主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件框架柱、剪力墻進(jìn)行預(yù)制，而是選擇了構(gòu)件生產(chǎn)簡(jiǎn)單、施工方便的外掛墻板、疊合樓板和預(yù)制樓梯，滿足了單體預(yù)制率的要求。隨著裝配式建筑的快速發(fā)展，裝配式建筑的技術(shù)體系不斷成熟完善，從而促進(jìn)建筑質(zhì)量和建筑品質(zhì)的提升、提高效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排環(huán)保的目的。

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