關于裝配式住宅設計的經(jīng)驗總結

褚 航,張銘軍,李駿嶸

(浙江寶業(yè)建筑設計研究院有限公司,浙江 杭州 310006)

關于裝配式住宅設計的經(jīng)驗總結

褚 航,張銘軍,李駿嶸

(浙江寶業(yè)建筑設計研究院有限公司,浙江 杭州 310006)

通過在合肥的一個工程實例的設計建造過程,說明裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑設計思路上的不同。與傳統(tǒng)設計不同之處在于裝配式建筑從設計源頭上就要考慮構件生產和現(xiàn)場安裝的可行性,否則可能導致工期延誤甚至影響工程質量。

裝配式建筑;疊合樓板;預制夾芯保溫剪力墻;套筒灌漿

近年來,我國經(jīng)濟不斷高速發(fā)展,同時環(huán)境污染也愈演愈烈,空氣質量污染越來越嚴重。國家為了降低污染,減少能源消耗,改善空氣質量,最近幾年出臺了一系列的政策。其中,大力推廣建造綠色建筑,發(fā)展住宅產業(yè)化和建筑工業(yè)化便是其中最為重要的內容之一。

住宅產業(yè)化和建筑工業(yè)化就是將建筑設計標準化,部品部件工廠化,現(xiàn)場施工裝配化,土建裝修一體化,利用現(xiàn)代科學技術,先進的管理方法和工業(yè)化的生產方式,將生產全過程連結為一個完整的產業(yè)系統(tǒng)。其優(yōu)點在于節(jié)能環(huán)保,建設速度快，能夠有效地減少建筑揚塵,減少現(xiàn)場濕作業(yè),減少現(xiàn)場人工投入,將一部分建筑工人轉變?yōu)楣S的產業(yè)化工人,這將是未來中國建筑業(yè)發(fā)展的主要方向。

1 工程概況

本文以合肥某項目為例,淺談在裝配式建筑設計中的一點心得體會。寶業(yè)集團承建該項目的第二標段,共9個單體,地上總建筑面積為137 876.95 m2,承建方式為EPC模式(即工程總承包模式)。單體采用的是套筒灌漿連接的裝配整體式剪力墻結構體系,單體預制率要求不低于50%。預制構件包括疊合樓板、疊合陽臺、全預制空調板、全預制樓梯,部分預制梁,預制剪力墻,單體外墻全部采用帶夾芯保溫的預制混凝土剪力墻。由于該項目的方案單獨招標,方案設計單位沒有裝配式建筑的設計經(jīng)驗,故原建筑平面很多地方不適合預制構件的拆分及現(xiàn)場安裝施工。在寶業(yè)集團中標后,召集了由設計部門，構件細化設計部門,和預制構件生產部門以及施工班組技術人員組成的專業(yè)團隊,對原建筑平面進行優(yōu)化,使得建筑平面及立面更適合工業(yè)化建造方式。同時根據(jù)建筑總平面圖,根據(jù)預制構件的拆分情況商討確定塔吊的位置、臂長、噸位、構件運輸車輛的進出路線及臨時堆場位置。

2 案例分析

A+C戶型結構平面布置圖見圖1。

在這版結構平面圖中,沿用傳統(tǒng)的結構設計思路,主要考慮以下幾方面。

1)南北立面門窗洞口較多的位置布置成框架梁,采用框梁與外圍護墻在工廠一起預制,現(xiàn)場安裝的做法。初步考慮這樣可以避免這些位置比較密集的套筒連接鋼筋,減少施工難度。

2)除樓梯間休息平臺外,其余樓板全部采用疊合樓板,以提高預制率。

3)除外輪廓框架梁外,其余梁均采用現(xiàn)澆,目的是減少施工難度以及對構件生產及施工誤差的包容。

采用BIM技術按實拆分的構件見圖2。

為檢驗預制構件的生產質量,以及檢驗施工工藝能否滿足設計要求,現(xiàn)場做了一幢2層高的樣板樓兼工法樓。在樣板樓的安裝過程中,發(fā)現(xiàn)如下問題：

1)南北立面的夾芯保溫外墻雖然安裝簡單,但是墻頂?shù)目蛄褐ё摻瞵F(xiàn)場穿筋困難,施工效率很低,而且鋼筋綁扎質量不容易保障。

2)公共部位由于有較多設備管線預埋,采用疊合樓板做法給施工帶來很大麻煩,后來這部分樓板改為現(xiàn)澆。

3)衛(wèi)生間部分,由于業(yè)主要求內外高差須做到60 mm,對于不加梁的帶衛(wèi)生間大板,如果采用疊合板做法,勢必導致非衛(wèi)生間部分板厚過大。

4)平面現(xiàn)澆梁多,梁鋼筋籠與疊合樓板預制層的伸出鋼筋碰撞,影響鋪設效率。

經(jīng)過多方面的調研以及比較分析,最終結構布置調整見圖3。

結構調整主要體現(xiàn)在如下幾方面：

1)單體外輪廓全部改為剪力墻,門窗洞口按剪力墻上開洞考慮。這樣連梁的配筋會大大減少。經(jīng)過樣板樓的安裝檢驗,現(xiàn)場的鋼筋綁扎工作及施工效率顯著提升。

圖1 A+C戶型結構標準層平面圖

圖2 A+C戶型預制構件拆分圖

圖3 A+C戶型調整后結構布置平面圖

圖4 施工現(xiàn)場效果展示

2)減少框架梁的數(shù)量,疊合板的鋪設效率高,樣板房僅用3 h就完成疊合板的鋪設。

3)樓梯間內休息平臺現(xiàn)澆,梯段及梯段間隔梁均預制。好處是施工速度快,混凝土表觀質量好,而且與現(xiàn)澆混凝土樓梯做法相比,土建成本節(jié)省。

以上調整在單體的建造過程中得到了驗證,施工效率高,外立面效果立竿見影,而且施工現(xiàn)場揚塵大大減少,減少了對環(huán)境的污染。目前該項目部分單體已經(jīng)順利結頂(圖4),而且成功入選《住房城鄉(xiāng)建設部2016年科學技術項目計劃——裝配式建筑科技示范項目》。

3 結 語

相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結構,采用工業(yè)化方式建造的項目有其特殊性,要求從建筑設計、構件細化,和工廠生產及現(xiàn)場安裝各個環(huán)節(jié)緊密配合。如果對工業(yè)化方式建造的項目延用傳統(tǒng)的操作模式來管理,容易造成各個環(huán)節(jié)之間推諉扯皮,不利于項目的推進。從目前來看,EPC對于工業(yè)化建筑應該是效率最高,最能控制成本的模式。

另外,目前大多數(shù)裝配式建筑都是從傳統(tǒng)的設計轉過來的,單體的平立面設計不能很好地發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)點,單個構件的重復率低是造成土建成本高與現(xiàn)場施工效率低的主要因素。隨著工業(yè)化建筑的進一步發(fā)展,應該從源頭上,從方案設計上研發(fā)適合工業(yè)化建筑的平立面。

Experiences Summarization of the Design for Assembly House

CHUHang,ZHANGMingjun,LIJunrong

2016-12-29

褚 航(1976—)，男，浙江杭州人，高級工程師，從事建筑結構設計工作。

TU201

B

1008-3707(2017)02-0021-04