裝配整體式剪力墻建筑裝配方案設計方法

胡龍平 趙永強

在工業化建筑的推進過程中，建筑一體化、標準化設計的關鍵技術和方法發展滯后，只注重裝配式結構而忽略了建筑部品、機電設備、內裝系統的配套，構件生產的自動化程度低、現場裝配缺少工具化的吊裝及支撐體系。為此需研究一種系統化、標準化、集成化的裝配式剪力墻建筑裝配方案設計方法[1]。

1.裝配部位與范圍的選擇

1.1 裝配部位的選擇

預制墻體一般采用“預制墻板+現澆節點”的設計方案，相鄰預制墻體之間設置后澆段，后澆段的長度一般為400mm～600mm。建筑立面平整部位墻體一般可以設計為預制，但是需要注意門窗洞口兩邊預制墻體長度不應小于200mm，同時要兼顧采用預制的墻體模板的周轉次數和重復利用率，現澆部位可以通過預制墻的外葉板作為現澆部分施工的模板。普通位置樓板均可采用預制樓板加疊合層設計，預制樓板的寬度選擇要結合運輸、現場安裝、結構安全等全局考慮。在結構安全的前提下做到標準預制樓板規格最少，現場拼接操作次數最少，接縫長度最少。廚房、衛生間降板區域可以整體降板同層排水整體預制。公共走道部位，設備管線穿插較多，做好集成精細化設計后可以整體降板整體預制。梁一般采用預制梁加疊合層的設計，梁頂部預留后澆層高度一般取疊合板現澆層厚度，連梁同不含受力構件墻體一起預制。對于邊界有降板的梁，后澆層的厚度不宜超過梁高的1/2，也可以采用整體預制或現澆。主次梁搭接處，考慮到主梁的連續性，可采取主梁現澆次梁預制，也可以都分別預制，節點區域采取現澆。陽臺、空調板的規格和種類應盡量統一、邊界條件統一。對于板式陽臺，一般采用預制疊合陽臺；對于梁式陽臺，一般采用全預制梁式陽臺。長度太大的陽臺，考慮到運輸和吊裝便利設計成兩個部分，形成分離式疊合陽臺。樓梯重復率較高，一般均可采用裝配式設計，分梯段預制和全預制[2]。

1.2 裝配范圍的選擇

在滿足政府部門對裝配式建筑相關批文規定下，選擇平立面規則、標準化程度高的單體進行裝配整體式剪力墻建筑設計。項目一般有多個單體，每個單體宜通過幾個標準化戶型組合而成，選擇標準化戶型重復率高的相關單體進行裝配整體式剪力墻設計。對裝配整體式剪力墻建筑單體預制樓層的選擇，我們可以根據抗震等級、房屋高度和高寬比對預制樓層范圍進行調整。從標準化程度最大化角度考慮盡量減少標準層的個數，在滿足規范要求下可采用預制剪力墻、疊合板、預制陽臺、預制空調板、疊合梁、預制樓梯、預制非結構墻的合理組合。

2.裝配部位的專業集成設計

2.1 預制墻體集成

（1）建筑：門窗洞口、防水構造企口、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、預留洞口。

（2)結構：鋼筋、抗剪鍵槽和粗糙面、保溫拉結件、預制墻體在后澆段的出筋形式與鋼筋連接方式、預留槽口、碰撞問題。

（3）機電和內裝：水電管線敷設、預留線盒、預留洞口、門窗框固定預埋件、欄桿預埋件、碰撞問題等。

2.2 預制疊合板集成設計

（1）建筑：衛生間降板構造、防水處理、拼縫形式、預留洞口。

（2）結構：單向板、雙向板、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）生產施工：固定斜撐預埋件、電梯附墻預留孔、施工放線孔、吊環、七字碼固定預埋錨栓、碰撞問題。

（4）機電和內裝：水電管線敷設、預留線盒、預留洞口、碰撞問題[3]。

2.3 預制陽臺、空調板集成設計

（1）建筑：降板構造、防水處理、拼縫形式、預留洞口。

（2）結構：梁式陽臺、板式陽臺、鋼筋、粗糙面、桁架鋼筋、出筋形式、與現澆層的鋼筋連接方式、碰撞問題、預留洞口。

（3）機電和內裝：水電管線敷設、預留線盒、預留洞口、欄桿預埋件、冷凝水管預留洞、雨水管預留洞、碰撞問題。

3.歸并處理設計技術

3.1 采用標準化模數房間

為了提高預制構件標準化程度，不同戶型之間以及戶型內部建筑各專業均遵循模數協調原則，按“少種類、多組合”的原則進行標準化設計，實現系列化和多樣化。可按照表1選擇相關模數，實現外墻、內墻、門窗等豎向構件的尺寸標準統一，最大限度地提高模板利用的重復率，控制外墻板的種類和數量。

表1 裝配整體式剪力墻住宅適用的優選尺寸系列（M）

3.2 預制構件的歸并設計

對筆者公司12 個裝配式剪力墻結構項目進行構件統計，形成構件數據庫，通過分析構件模數可行性，形成構件標準化模數（表2），提出實現標準化模數的實施路徑。

表2 構件標準化模數表

4.應用與結論

本研究成果已經在筆者公司多個項目成功應用，設計團隊出圖時間提升20%，減少設計變更50%以上，降低項目建造費用2%左右。裝配式住宅標準化產品的成果應用不僅降低了公司的拿地風險，還加速企業決策定位、設計開工，銷售、周轉、實現規模提升，提高保障產品品質，使公司贏得廣大業主的認可，創造了良好的經濟效益。