武漢裝配式保障性住房設計思路研究

姜趕超

(武漢市規劃設計有限公司，湖北 武漢 430000)

1 研究背景

“十二五”以來，我國經濟社會快速發展，人民生活水平日益提高，保障房需求也開始日益增大。鑒于保障性住房具有建設周期短，規模大等特點，一方面，由于傳統現澆的施工方式建設效率較低，因此有必要轉變方式提高建設效率；另一方面，隨著人口紅利逐漸消失，勞動力成本的增加及勞動力數量下降，裝配式建筑在政府和市場化的重視下，開始迅速發展，裝配式建筑目前作為建筑產業化的主要形式，已經成為建筑業發展的新熱點[1]。但總的來說，武漢市裝配式建筑的發展仍處于起步階段，發展相對滯后，裝配式保障性住房相關的研究也相對空缺。本文通過研究裝配式建筑的結構體系，旨在得到裝配式保障性住房的設計思路，以促進武漢市保障房宅產業化發展。

2 保障性住房類型與裝配式政策研究

2.1 保障性住房類型

我國保障性住房主要有出售型和出租型兩種類型[2-4]，出售型保障性住房包含經濟適用房和限價商品房，出租型保障房包含廉租房和公共租賃住房(見表1)。

表1 常見保障性住房類型與特征表

2.2 裝配式相關政策研究

2016年國務院辦公廳發布《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，自此全國各個省市相繼發布相關政策進一步推進裝配式建筑的發展。經調研，全國有29個省市的政府辦公廳發布了裝配式建筑實施意見或者裝配式建筑發展規劃，重慶、四川等省份發布了相關的配率計算細則。2017年湖北省發布《湖北省裝配式建筑裝配率計算細則》。同年武漢市發布《武漢市人民政府關于進一步加快發展裝配式建筑的通知》，《通知》中提出到2020年年底，力爭新建裝配式建筑面積占當年新建建筑面積的比例不低于40%。自此武漢市對新建建筑裝配式比例有了明確要求。

2019年8月，武漢市城建局發布《武漢市裝配式建筑裝配率計算細則》，該文件為武漢市裝配式建筑的裝配率計算給出明確法則，給出建筑裝配率要求和各項部件指標數據和對應評分值，為武漢市裝配式建筑的評分和審核提供依據。

3 裝配式保障性住房設計思路

裝配式保障房的設計是一個結合各專業一體化的系統過程，其中建筑設計、結構設計及拆分、工廠制造構件和施工階段吊裝裝配是建筑建設系統不可缺少的組成部分，各系統相互制約、配合和促進。因而在開始設計預制裝配式保障房之前，應該充分考慮針對建筑拆分的PC構件設計，提前在配合結構拆分的基礎上進行建筑設計，不僅能大幅度提高建筑設計的效率，減少設計的不合理性和返工率，而且能更有效達到規定的裝配率的要求。

3.1 裝配式保障性住房的結構體系選用

裝配式結構主要分為以下三種體系:裝配整體式框架體系、裝配整體式框剪體系、裝配整體式剪力墻體系。根據剪力墻全部預制或者部分預制又分為疊合剪力墻(PCF)體系和外掛板體系。

裝配整體式剪力墻結構體系，指的是剪力墻結構的豎向構件全部或者部分預制，內隔墻，疊合樓板疊合梁，疊合陽臺，樓梯等酌情采用預制或現澆的形式。裝配整體剪力墻結構體系布局簡單，經濟性好，抗震及受力性能合理，能達到較高的預制率[5-6]。適合高層保障性住房這種開間有限空間規整的結構形式。結合我國目前的裝配式建設發展情況及經濟發展情況，我國的保障性住房宜采用裝配整體式剪力墻結構體系[7]。

3.2 保障性住房戶型選取

目前武漢市缺乏相應的保障住房的標準化圖集，故通過搜集全國各省市保障住房的標準化圖集，依據圖集提取其中的設計原則及要點，了解通用尺寸及模數，總結得出武漢市發展裝配式保障房的設計思路。以武漢市漢陽區黃金口岸二期保障性住房小區為例，小區為塔式形態住宅，該小區提供保障性住房房源936套，套內面積60 m2～80 m2。塔樓形態見圖1，對應典型套型平面見圖2。

3.3 裝配式預制構件選用及套型尺寸設計

結合國家裝配式構件圖集進行構件選取，上圖C戶型客廳連陽臺處墻體可選構件如下，以層高2.8 m為例，選取門洞1.8 m構件，型號為WQM-3628-1823。臥室開間向外墻選WQCA-3328-1816。進深向右側外墻板可選兩種不同尺寸構件(見圖3，圖4)。

保障性住房開間常見功能組合方式：陽臺、陽臺&臥室、陽臺&客廳、客廳&臥室、主臥&次臥——對應不同開間尺寸[8]。挑板選取——陽臺板、空調板出挑尺寸；外墻板(帶窗)——邊戶采光——進深方向協調尺寸；內墻板(不帶窗)——中間戶分戶——預制圍護墻尺寸(與結構尺寸)根據外墻構件選用不同設計出兩種戶型(上述戶型D設計思路同理)，套型尺寸如圖5，圖6所示。

3.4 預制構件拆分設計

裝配式建筑構件要達到自動拆分，須滿足以下原則：

1)平面布置宜簡單規則對稱，長寬比不宜過大，質量剛度宜分布均勻，局部凹凸尺寸不宜過大。

2)豎向布置宜規則均勻，豎向抗側力構件截面尺寸宜自下而上組件減小，構件宜上下對齊，避免出現剛度突變。

3)構件劃分宜少規格多組合，滿足受力合理施工方便的要求，在進行梁柱等構件布置時，應提前知道工廠生產設備生產構件截面尺寸的邊界條件，否則設計的構件無法生產。在進行剪力墻布置時，墻的布置應盡量去方便工藝拆分。

以上述C戶型為例，豎向構件拆分圖如圖7所示。

在布置裝配式剪力墻結構中豎向構件時，除了遵循傳統剪力墻的受力方式去布置縱橫向剪力墻外，還應符合以下幾個要點:

1)當L，T形等形狀剪力墻中，墻身長度不小于1 m時，墻身一般選用預制，即傳統現澆的除邊緣構件外的非陰影部分。墻身長度不大于1 m，墻身應連同邊緣構件一起現澆。

2)當外墻大面積開窗或者開洞導致預制外墻比較短時，可將現澆邊緣構件部位內移，將相鄰邊緣構件與較短的預制外墻一起預制[9]。

3)若預制構件的長度很短，該范圍內的預制構件可以連通外隔墻帶梁及剪力墻邊緣構件一同預制，但一起預制的構件總重量應滿足吊車起吊容許總重量的前提，此方式可以減少預制構件的個數。

4 結語

本文通過對國內裝配式技術應用現狀的分析，以及對武漢市裝配式技術在保障房設計中存在的問題和相關的技術限制進行剖析。在此基礎上，對裝配式設計中的主要部分——預制構件的設計進行了設計思路和設計原則的梳理。并結合裝配式設計體系和預制構件設計思路，以國家裝配式預制構件標準圖集為依據，進行套型的構件拆分設計示例，為構建武漢市裝配式保障性住房戶型庫建立思路。本研究基于政策指引，從保障房套 型設計方面補充武漢市保障房的設計思路。