陳劍圖

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院 廣州510060）

0 引言

裝配整體式建筑是指結(jié)構(gòu)體系、外圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)的主要部分采用預(yù)制部品部件，在工地通過可靠的連接方式裝配而成的建筑。建筑裝配式是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)建造方式，提升建筑品質(zhì)的必然之選；是建筑業(yè)降低資源消耗、實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保，促進(jìn)城市生態(tài)化發(fā)展的重要舉措。

裝配式建筑中主體結(jié)構(gòu)是采用構(gòu)件大部分工廠預(yù)制，小部分現(xiàn)場現(xiàn)澆，不需模板，最終達(dá)到現(xiàn)澆同樣效果的施工方法。主體結(jié)構(gòu)的裝配率，是一項(xiàng)重要指標(biāo)，它直接影響建筑物的定性和裝配式建筑評價目標(biāo)等級。

1 與裝配式建筑相關(guān)的評價指標(biāo)

本文以一棟28 層裝配整體式現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)住宅為例，分析主體結(jié)構(gòu)不同預(yù)制方案下對整體裝配率的影響，及實(shí)施方法和遇到問題。本項(xiàng)目可確定的條件是表1 中Q2 項(xiàng)全采用，Q3 項(xiàng)采用全裝修與管線分離，評價分共得分32 分。主體結(jié)構(gòu)預(yù)制率及Q1 評價分待定。

根據(jù)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 51129-2017》[2]，梁、板、樓梯等水平構(gòu)件的應(yīng)用比例q1b為：

表1 裝配式混凝土建筑評分規(guī)則[2]Tab.1 Grading Rules for Assembled Concrete Building

式中：A1b為梁板等構(gòu)件水平投影面積之和；A為各樓層建筑平面總面積。

柱、剪力墻等豎向構(gòu)件的應(yīng)用比例q1a為：

式中：V1a為柱、剪力墻等主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件中預(yù)制混凝土體積之和；V為柱、剪力墻等主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件混凝土總體積。

2 工程概況

某項(xiàng)目用地位于廣州市白云區(qū)石井大道兩側(cè)。用地由兩地塊組成，分別為1 區(qū)與2 區(qū)?？偨ㄖ娣e約28.8 萬m2，住宅面積為178 975 m2，由11 幢28～33 層的高層住宅樓、商住樓組成。全為公共租賃房，分A、B、C 三種戶型。C 棟為單身公租房，地上28 層，層高均為2.8 m，塔樓平面呈較規(guī)則的矩形，戶型單一，很適合做裝配式建筑（見圖1）。該項(xiàng)目被廣州市建委選為裝配式建筑的試點(diǎn)項(xiàng)目。根據(jù)廣州市住建委提升石豐路保障性住房裝配率要求，將C 棟裝配率提升到52%，使本項(xiàng)目具有代表性且能起到一定的示范作用。

圖1 C 棟標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制件整體圖Fig.1 Over View of the Prefabricated Components of the Standard Layer

3 評價指標(biāo)分析

根據(jù)本項(xiàng)目平面布置的特點(diǎn)、成本的高低和施工的難易程度，列出3 種預(yù)制方案，用以分析主體結(jié)構(gòu)預(yù)制比例與建筑整體裝配率之間的關(guān)系。

預(yù)制樓梯適合層高統(tǒng)一的建筑，樓梯平臺最好設(shè)置在樓層標(biāo)高處，多應(yīng)用于剪刀梯。而預(yù)制樓板多采用疊合樓板，曾廣泛應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，以工廠預(yù)制的60 mm 厚底板代替現(xiàn)場模板，再在現(xiàn)澆70 mm 厚面板。從預(yù)制梁開始至預(yù)制豎向構(gòu)件，對構(gòu)件的制作，鋼筋擺放、錯位和施工技術(shù)要求逐漸提高。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖Fig.2 Standard Layer Structural Layout

3.1 方案1：預(yù)制樓梯+預(yù)制樓板

將全現(xiàn)澆的樓板改為130 mm 厚疊合樓板，樓板的預(yù)制部分厚60 mm。板跨、板寬自由拆分，但是符合200 mm、300 mm 的倍數(shù)，盡量減少規(guī)格。同時根據(jù)預(yù)制板接縫構(gòu)造、支座構(gòu)造、長寬比按單向板或雙向板設(shè)計。方案1 結(jié)構(gòu)平面布置如圖2 所示，預(yù)制率如表2所示。

由表2得出，全部樓板和樓梯預(yù)制，主體結(jié)構(gòu)的預(yù)制比例75%，參照評分規(guī)則表1，裝配率評價得分值15 分，則C 棟建筑物整體裝配率P=（Q1+Q2+Q3）/100×100%=47%，未能滿足50%以上的要求。

這些天，當(dāng)?shù)谝荒ǔ加车酱皯羯?，他立刻起床，洗一把臉就去打掃衛(wèi)生，先抹擦窗戶上的玻璃再掃地，不但掃家里，還要掃他家附近一二百米遠(yuǎn)的街道，把別人家的門外也掃了。

3.2 方案2：預(yù)制樓梯+預(yù)制樓板+預(yù)制梁

方案2在方案1的基礎(chǔ)上，再加上將梁做成預(yù)制疊合梁。為了讓方案更好的實(shí)施，首先將樓板都做成單向板，這樣次梁的配筋容易統(tǒng)一；其次連續(xù)次梁設(shè)為分段鉸接的次梁，梁端采用鋼企口與主梁連接，使施工更方便。方案2剪力墻平面布置如圖3所示，預(yù)制率如表2 所示。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻平面布置圖Fig.3 Standard Layer Shear Wall Layout

由表2 得出，梁、樓板和樓梯預(yù)制，主體結(jié)構(gòu)的裝配率評價得分20 分，則整體裝配率P=（Q1+Q2+Q3）/100×100%=52%，能滿足50%以上的要求。這也是本項(xiàng)目設(shè)想的目標(biāo)方案。

3.3 方案3：預(yù)制樓梯+預(yù)制樓板+預(yù)制梁+預(yù)制剪力墻

根據(jù)文獻(xiàn)[2]的規(guī)定，裝配率為50%～60%時，可定性為裝配式建筑，但無法評級。裝配率為60%～75%時，評價為A 級。當(dāng)有需要將裝配率進(jìn)一步提高時，本文增加一個豎向結(jié)構(gòu)預(yù)制的方案，選取5 片Ⅰ型剪力墻。方案3 剪力墻豎筋上下層連接如圖4 所示，預(yù)制率如表2 所示。

表2 預(yù)制率統(tǒng)計Tab.2 Prefabrication Rate Statistics

圖4 剪力墻豎筋上下層連接圖Fig.4 Upper and Lower Floor Connection Diagram of Shear Wall Vertical Steel Bars

由表2 可以看出，將局部豎向構(gòu)件預(yù)制，即可令主體結(jié)構(gòu)的裝配率評價得分增加21 分，整體裝配率達(dá)到73%，可評為A 級。但是由于縱筋連接的灌漿套筒和上下層間連接用的20 mm 的灌漿料價格較高，帶來了成本的增加。同時對施工要求非常嚴(yán)格，現(xiàn)場灌漿的密實(shí)度檢測也有困難，這些都需要一定的技術(shù)支撐，才能真正實(shí)施。

4 方案對比分析

方案1→方案3 的設(shè)置，是結(jié)合國內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展裝配式住宅的適宜路徑，是一種按部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度和結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜程度，從易到難、從簡單到復(fù)雜的路徑。預(yù)制構(gòu)件的選擇，宜按下述順序：分戶墻→樓梯、樓板→疊合梁→剪力墻。各方案統(tǒng)計結(jié)果對比如表3 所示。

從方案1→方案3，成本逐級增加。增加造價的同時，節(jié)省了勞動力。采用裝配式建造方式，模板、綁扎鋼筋工人大幅度減少；內(nèi)、外墻采用非砌筑，砌筑工人只需要極少數(shù)。預(yù)制構(gòu)件都是吊裝，也大大減少了腳手架的數(shù)量?？偟内厔輥砜矗S著建筑裝配率的提高，生產(chǎn)工藝自動化程度會越來越高，節(jié)省人工的比率也會越來越高[13]，裝配式結(jié)構(gòu)體系的建筑將越來越呈現(xiàn)成本優(yōu)勢。

5 結(jié)論

根據(jù)對本項(xiàng)目的分析，可得出以下結(jié)論：

⑴要達(dá)到裝配率52%的要求，主體結(jié)構(gòu)中除樓板、樓梯、陽臺預(yù)制之外，梁也需要預(yù)制。

⑵內(nèi)隔墻、圍護(hù)墻項(xiàng)容易做到，能得20 分。主要是要求設(shè)備專業(yè)將管線與內(nèi)隔墻一體化及管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件分離。暗敷在內(nèi)隔墻的要預(yù)先提供圖紙，與內(nèi)隔墻成品一起制作。同時50%～70%的管線不敷設(shè)在結(jié)構(gòu)樓板內(nèi)及濕作業(yè)的樓面墊層內(nèi)、明裝樓板邊角位置或吊頂內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)管線分離。

⑶干式工法樓、地面是一項(xiàng)難得分項(xiàng)，除非住宅直接在混凝土樓面鋪木地板，像某些辦公樓鋪設(shè)架空地臺。

⑷集成廚房、衛(wèi)生間需要建筑方案前期，根據(jù)甲方要求和生產(chǎn)條件確定，確定后需根據(jù)成品的尺寸進(jìn)行房間布置，日本、香港、新加坡和國內(nèi)一些廚房、衛(wèi)生間面積較小的戶型，都有采用，此項(xiàng)并非不可實(shí)現(xiàn)。但后期才來改造，較為困難。

綜上所述，目前裝配率為50%～55%的裝配式建筑，較為容易做到。若要評級，需要在豎向構(gòu)件預(yù)制、干式工法樓面、集成廚房、集成衛(wèi)生間等方面突破。