上海市建工設(shè)計(jì)研究院有限公司 上海 2000235

1 工程概況

背景項(xiàng)目為某地塊的商業(yè)建筑，建筑面積1 695 m2，其中地上3層1 215 m2，地下1層480 m2?？偨ㄖ叨?2 m，為框架結(jié)構(gòu)。地下部分現(xiàn)澆，地上部分為預(yù)制結(jié)構(gòu)。預(yù)制率高于70%，主要預(yù)制構(gòu)件包括：預(yù)制柱、預(yù)制疊合梁、預(yù)制疊合樓板。屋面為現(xiàn)澆樓板（圖1）。

圖1 某商業(yè)樓立面示意

當(dāng)住宅樓的外墻板、陽臺、飄窗等外圍護(hù)構(gòu)件采用預(yù)制清水混凝土?xí)r，這些構(gòu)件并不參與主體結(jié)構(gòu)抗震，僅作為建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)連接。而此次實(shí)踐項(xiàng)目的主要承重構(gòu)件均采用預(yù)制，即采用在工廠預(yù)制、現(xiàn)場拼裝的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)施工[1]?，F(xiàn)場裝配施工相較傳統(tǒng)的施工方式，可最大程度地減少建筑垃圾的產(chǎn)生、建筑污水的排放、建筑噪聲的干擾、有害氣體及粉塵的排放。

2 預(yù)制構(gòu)件優(yōu)點(diǎn)

預(yù)制構(gòu)件能夠最大程度改善結(jié)構(gòu)精度，減少墻體開裂等質(zhì)量通病。在精確度上，以混凝土柱的垂直度誤差為例，按照傳統(tǒng)施工方法制作的混凝土構(gòu)件尺寸誤差允許值為5～8 mm，而預(yù)制方式生產(chǎn)的混凝土柱子的誤差在2 mm以內(nèi)；在結(jié)構(gòu)性能上，采用工廠化制作能有效保證結(jié)構(gòu)力學(xué)性，且離散性?。涣硗?，預(yù)制構(gòu)件施工速度快、產(chǎn)品質(zhì)量好、表面光潔度高，能達(dá)到清水混凝土的裝飾效果，使結(jié)構(gòu)與建筑統(tǒng)一協(xié)調(diào)；最后，工廠化生產(chǎn)節(jié)能，有利于環(huán)保，降低現(xiàn)場施工的噪聲，且防火性能好[2]。

本項(xiàng)目為預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)，主要受力構(gòu)件按標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)及建筑特點(diǎn)，將柱、梁、樓板等構(gòu)件拆分，在工廠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場采用塔吊等大型設(shè)備進(jìn)行安裝，形成房屋建筑。工廠預(yù)制如圖2、圖3所示。

圖2 工廠預(yù)制梁

圖3 工廠預(yù)制柱

現(xiàn)場施工除基礎(chǔ)和構(gòu)件節(jié)點(diǎn)等部位采用混凝土現(xiàn)澆外，主要為機(jī)械化安裝。安裝順序?yàn)椋嚎蚣苤蚣芰骸B合樓板。其施工速度快、效率高，可減少操作工人。

3 連接接縫構(gòu)造節(jié)點(diǎn)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中需要解決的主要是預(yù)制構(gòu)件的連接接頭問題，接頭包括現(xiàn)澆柱與預(yù)制柱的連接、預(yù)制柱與預(yù)制梁的連接、預(yù)制主次梁間的連接及疊合板與預(yù)制梁的擱置節(jié)點(diǎn)等4大方面。連接接頭根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力性能和施工條件，并能保證結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行設(shè)計(jì)，且構(gòu)造簡單、傳力直接。同時(shí)考慮到施工和使用過程中的溫差和混凝土收縮等不利影響，適當(dāng)增加構(gòu)造配筋，避免有構(gòu)件出現(xiàn)局部削弱而引起應(yīng)力集中，構(gòu)件接頭接縫澆筑采用C40細(xì)石混凝土。

3.1 現(xiàn)澆柱與預(yù)制柱的連接

本項(xiàng)目的地下室為現(xiàn)澆，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制，存在底部現(xiàn)澆框架柱與上部預(yù)制框架柱的連接節(jié)點(diǎn)。預(yù)制柱的縱向鋼筋連接可采用套筒灌漿、漿錨及焊接方式，由于本工程高度為12 m，層數(shù)為3層，屬于低層框架結(jié)構(gòu)，故考慮預(yù)制柱的縱向鋼筋連接采用相對簡單、造價(jià)低的焊接方式?，F(xiàn)澆柱與預(yù)制柱連接采用榫式連接（圖4）。

圖4 底層柱連接構(gòu)造

3.2 預(yù)制柱與預(yù)制梁的連接

預(yù)制柱與預(yù)制梁的連接如圖5所示。

圖5 中間層中柱節(jié)點(diǎn)梁筋構(gòu)造

3.3 預(yù)制主次梁間的連接

預(yù)制主次梁間的連接如圖6所示。

3.4 疊合板與預(yù)制梁的擱置節(jié)點(diǎn)

樓板為預(yù)制疊合板，采用桁架式配筋形式，采用這種配筋形式不但可以保證上部現(xiàn)澆混凝土內(nèi)鋼筋位置的準(zhǔn)確，而且還可大大提高預(yù)制與現(xiàn)澆部分結(jié)合面的強(qiáng)度和樓板剛度（圖7）。相對于全現(xiàn)澆樓板而言，疊合樓板的預(yù)制部分可以作為現(xiàn)澆部分的模板，不用拆模，其整體性好于全預(yù)制樓板，比較適合用于地震區(qū)[3-5]。

圖6 主次梁連接構(gòu)造

圖7 疊合板擱置節(jié)點(diǎn)

4 工廠化制作過程

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，注重為構(gòu)件的工廠化制作提供便利，本項(xiàng)目中采取的措施有：一是將梁高控制在統(tǒng)一范圍內(nèi)，這樣有利于控制預(yù)制柱的柱頂標(biāo)高；二是合理配置梁柱鋼筋，這樣有利于鋼筋上下或水平搭接；三是合理減少預(yù)制疊合板的規(guī)格種類，這樣有利于工廠化制作。

項(xiàng)目施工過程中，原本3層高12 m的框架柱在工廠一次制作成型，但經(jīng)多次深入現(xiàn)場，與施工人員積極溝通后，發(fā)現(xiàn)制作高12 m的柱子會增加構(gòu)件的支護(hù)費(fèi)、機(jī)械臺班費(fèi)，并給吊裝構(gòu)件帶來不便，從而延長施工周期。故適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)，將高12 m的柱分段制作，增加柱與柱的連接節(jié)點(diǎn)，以滿足現(xiàn)場施工的便利性。

5 結(jié)語

本項(xiàng)目采用預(yù)制框架結(jié)構(gòu)，較之傳統(tǒng)施工方法節(jié)約人工50%；節(jié)約常規(guī)周轉(zhuǎn)材料約80%；內(nèi)外裝飾工期短，竣工時(shí)間可縮短約20%；基本避免現(xiàn)場濕作業(yè)，減少建筑垃圾70%，節(jié)約施工用水約50%，大量減少了噪聲污染，在節(jié)能環(huán)保方面優(yōu)勢明顯[6]。