裝配式建筑技術(shù)在廣州某安置區(qū)項目的應(yīng)用

李湘江

（廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 工程概況

本項目位于廣州花都區(qū)，總用地面積27.5 萬m2，總建筑面積為60.8 萬m2。本項目住宅58 棟塔樓全部采用裝配式，公共建筑中實施裝配式的包括幼兒園，衛(wèi)生服務(wù)中心、少年宮、文化站。未實施裝配式的部分包含地下室、住宅首層裙樓及面積小于5000m2的公建配套樓，本項目鳥瞰圖及其效果如圖1、圖2 所示。

圖1 本項目鳥瞰

圖2 住宅及幼兒園效果

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算分析

2.1 設(shè)計目標

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)件生產(chǎn)、施工工藝同步設(shè)計，降低成本、提高準確率。

（2）采用符合模數(shù)的模塊。

（3）充分發(fā)揮生產(chǎn)和施工工藝的特點，滿足立面多樣性和創(chuàng)新性的要求。

2.2 結(jié)構(gòu)體系

本工程住宅塔樓采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系，公建部分采用框架結(jié)構(gòu)[1]。

2.3 建筑分類等級。

建筑分類等級如表1 所示。

表1 建筑分類等級

2.4 結(jié)構(gòu)計算

結(jié)構(gòu)整體分析，在保證節(jié)點構(gòu)造及鋼筋連接達到不低于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)承載力的前提下，采用與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同的方法進行整體結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)規(guī)范相關(guān)要求采用YJK 結(jié)構(gòu)計算軟件進行計算分析[2]。

3 裝配式設(shè)計原則

（1）裝配式技術(shù)策劃依據(jù)和要求。本項目住宅塔樓裝配式設(shè)計中結(jié)構(gòu)采用的預制構(gòu)件為預制疊合板、預制飄窗、預制陽臺、預制樓梯。裝配式實施樓層為二層至屋面層。住宅平面中除樓核心筒范圍以及衛(wèi)生間采用現(xiàn)澆樓板外，其余樓板均采用疊合板。標準層疊合板規(guī)格采用60mm 預制，80mm 現(xiàn)澆的疊合板；屋面層疊合板規(guī)格采用60mm 預制，100mm 現(xiàn)澆的疊合板[3]。

（2）標準化設(shè)計要求：①各功能空間布局實用、合理，符合建筑功能和結(jié)構(gòu)抗震性能要求。②連接節(jié)點具備標準化設(shè)計，符合安全、經(jīng)濟、方便施工等要求。

（3）疊合板布置原則：①預制構(gòu)件尺寸盡量按照少規(guī)格、多組合的原則。②疊合板跨度一般不大于3m，樓板跨度較大時，拆分為多塊疊合板，以方便運輸。③疊合板均采用雙向疊合板，接縫形式采用后澆帶形式。

（4）非承重外墻采用鋁膜現(xiàn)澆混凝土墻，墻厚為200mm，混凝土強度等級同本層墻柱。

（5）受力預埋件的錨板及錨筋材料、專用預埋件及連接件材料均符合現(xiàn)行國家標準的相關(guān)規(guī)定。

4 住宅裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)選用及技術(shù)要點

4.1 預制混凝土疊合板

（1）采用雙向疊合板，在次受力方向設(shè)置后澆帶。

（2）混凝土疊合板屬于半預制構(gòu)件，上部為桁架鋼筋，下部為預制混凝土板。疊合板在工地吊裝到位后，現(xiàn)場進行二次澆筑，現(xiàn)澆板與疊合板最終成為整體。桁架鋼筋的主要作用是連接預制混凝土板和現(xiàn)澆混凝土，使之形成整體[4]。預制疊合板底板配筋如圖3 所示。

圖3 預制疊合板底板配筋

4.2 預制樓梯

上端采用固定鉸支座，下端采用滑動鉸支座，預制樓梯與現(xiàn)澆主體混凝土之間留有一定縫寬，以適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形需要。預制樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析了構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸、施工的全過程及正常使用狀態(tài)下的受力狀態(tài)，構(gòu)件配筋滿足計算及構(gòu)造要求，并結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗對關(guān)鍵部位做了特殊加強處理。預制雙跑樓梯如圖4所示。

圖4 雙跑樓梯

4.3 預制陽臺

采用外留鋼筋與主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆梁連接。

4.4 PC 外掛飄窗

PC 外掛飄窗不屬于主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用外留鋼筋與主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆梁連接。

4.5 鋁膜現(xiàn)澆外墻

鋁膜現(xiàn)澆外墻不屬于主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，現(xiàn)澆混凝土外墻采用拉縫處理與主體結(jié)構(gòu)連接，支模模板采用鋁膜進行現(xiàn)澆[5]。鋁膜現(xiàn)澆外墻豎向結(jié)構(gòu)拉縫構(gòu)造做法如圖5 所示。

圖5 豎向結(jié)構(gòu)拉縫構(gòu)造做法

5 公建裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)選用及技術(shù)要點

5.1 鋼管混凝土柱

鋼管混凝土也稱為鋼管套箍混凝土，鋼管柱分為方鋼管柱及圓鋼管柱，方鋼管柱截面為400mm×400mm、500mm×500mm，圓鋼管柱截面為D400mm。鋼材型號為Q345B。鋼管柱內(nèi)澆筑C30 混凝土。

鋼管混凝土也稱為鋼管套箍混凝土，是在鋼管內(nèi)澆筑混凝土而形成的一種組合結(jié)構(gòu)，柱腳大樣如圖6所示。鋼管混凝土的設(shè)計原理是依賴澆筑在鋼管內(nèi)部的混凝土的強大抗壓作用，大大解決鋼管穩(wěn)定性不夠的通病，而且鋼管內(nèi)部的混凝土在受到外部鋼管的約束作用下，使混凝土處于三向約束狀態(tài)，從而延緩混凝土內(nèi)部縱向微裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的時間，使得內(nèi)填混凝土具有更強抵抗變形的能力。

圖6 柱腳（ZJ1）大樣

鋼管混凝土柱的技術(shù)優(yōu)勢如下。

（1）結(jié)構(gòu)布置靈活多樣，適用范圍廣。

（2）承載力高，具有良好的塑性和抗震性能。

（3）施工相對簡單，可以大大縮短工期。

5.2 可拆卸式鋼筋桁架樓承板

社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心采用可拆卸式鋼筋桁架樓承板技術(shù)。可拆卸式鋼筋桁架樓承板是將板筋在預制工廠先加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與竹膠板通過塑料扣件、自攻釘連接成一體的組合模板，裝配可拆式鋼筋桁架樓承板剖面圖如圖7 所示。樓承板的鋼筋桁架間距為180mm，桁架高度為120～230mm，樓板跨度可根據(jù)工程現(xiàn)場實際情況按標準模數(shù)設(shè)計。可拆卸式鋼筋桁架樓承板的技術(shù)優(yōu)勢如下。

圖7 TDD 裝配可拆式鋼筋桁架樓承板剖面圖

（1）結(jié)構(gòu)靈活，適用范圍廣，工程造價低。

（2）施工方便。相對現(xiàn)澆板，可拆卸式鋼筋桁架樓承板施工方便，施工現(xiàn)場的鋼筋綁扎量減少將近70%。再者，由于鋼桁架的受力方式更合理，可以給樓承板提供更大的剛度，大大減少支撐。此外，可拆卸式鋼筋桁架樓承板在力學、抗裂及耐火性能上也有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

（3）技術(shù)安全可靠。可拆卸式鋼筋桁架樓承板鋼筋綁扎在工廠完成，鋼筋排列相比現(xiàn)場更加均勻，上、下層鋼筋間距及混凝土保護層厚度較比現(xiàn)場更加精準。

（4）可重復利用。可拆卸式鋼筋桁架樓承板由于桁架鋼筋與底部竹膠板通過連接件將兩者連成一整體，在主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土達到一定的強度后，將竹膠板拆除以重復利用，達到可以重復利用的目的。

6 結(jié)語

本項目根據(jù)建筑功能及結(jié)構(gòu)特點住宅采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系、公建采用裝配式鋼－混凝土框架結(jié)構(gòu)體。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置，減少疊合板的種類，降低了預制構(gòu)件的運輸、吊裝安裝等問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計中不僅與建筑、設(shè)備等傳統(tǒng)設(shè)計專業(yè)配合，還與施工單位，當?shù)貥?gòu)件生產(chǎn)廠家配合，對構(gòu)件實施方案、部位、生產(chǎn)、運輸、現(xiàn)場吊裝能力等進行全方位的考慮。并與BIM 緊密配合，在構(gòu)件設(shè)計中，對各預制構(gòu)件的安裝、連接，鋼筋的排布，碰撞等情況，配合BIM 技術(shù)提高設(shè)計精確度。