李湘江

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 工程概況

本項(xiàng)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(xiàng)目住宅58 棟塔樓全部采用裝配式，公共建筑中實(shí)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(shí)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(xiàng)目鳥瞰圖及其效果如圖1、圖2 所示。

圖1 本項(xiàng)目鳥瞰

圖2 住宅及幼兒園效果

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算分析

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)件生產(chǎn)、施工工藝同步設(shè)計(jì)，降低成本、提高準(zhǔn)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(diǎn)，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(jì)算

結(jié)構(gòu)整體分析，在保證節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及鋼筋連接達(dá)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(jìn)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(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算分析[2]。

3 裝配式設(shè)計(jì)原則

（1）裝配式技術(shù)策劃依據(jù)和要求。本項(xiàng)目住宅塔樓裝配式設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)采用的預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制疊合板、預(yù)制飄窗、預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯。裝配式實(shí)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(biāo)準(zhǔn)層疊合板規(guī)格采用60mm 預(yù)制，80mm 現(xiàn)澆的疊合板；屋面層疊合板規(guī)格采用60mm 預(yù)制，100mm 現(xiàn)澆的疊合板[3]。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要求：①各功能空間布局實(shí)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(diǎn)具備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，符合安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工等要求。

（3）疊合板布置原則：①預(yù)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(shí)，拆分為多塊疊合板，以方便運(yùn)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(qiáng)度等級同本層墻柱。

（5）受力預(yù)埋件的錨板及錨筋材料、專用預(yù)埋件及連接件材料均符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)

4.1 預(yù)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(yù)制構(gòu)件，上部為桁架鋼筋，下部為預(yù)制混凝土板。疊合板在工地吊裝到位后，現(xiàn)場進(jìn)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(yù)制混凝土板和現(xiàn)澆混凝土，使之形成整體[4]。預(yù)制疊合板底板配筋如圖3 所示。

圖3 預(yù)制疊合板底板配筋

4.2 預(yù)制樓梯

上端采用固定鉸支座，下端采用滑動鉸支座，預(yù)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(yù)制樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析了構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)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(jì)算及構(gòu)造要求，并結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)對關(guān)鍵部位做了特殊加強(qiáng)處理。預(yù)制雙跑樓梯如圖4所示。

圖4 雙跑樓梯

4.3 預(yù)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(jìn)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(diǎn)

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(jì)原理是依賴澆筑在鋼管內(nèi)部的混凝土的強(qiáng)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(shí)間，使得內(nèi)填混凝土具有更強(qiáng)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)?？刹鹦妒戒摻铊旒軜浅邪迨菍褰钤陬A(yù)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(shí)際情況按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)設(shè)計(jì)。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(jià)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(xué)、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?？刹鹦妒戒摻铊旒軜浅邪邃摻罱壴诠S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(hù)層厚度較比現(xiàn)場更加精準(zhǔn)。

（4）可重復(fù)利用?？刹鹦妒戒摻铊旒軜浅邪逵捎阼旒茕摻钆c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(dá)到一定的強(qiáng)度后，將竹膠板拆除以重復(fù)利用，達(dá)到可以重復(fù)利用的目的。

6 結(jié)語

本項(xiàng)目根據(jù)建筑功能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸、吊裝安裝等問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅與建筑、設(shè)備等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)配合，還與施工單位，當(dāng)?shù)貥?gòu)件生產(chǎn)廠家配合，對構(gòu)件實(shí)施方案、部位、生產(chǎn)、運(yùn)輸、現(xiàn)場吊裝能力等進(jìn)行全方位的考慮。并與BIM 緊密配合，在構(gòu)件設(shè)計(jì)中，對各預(yù)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(jì)精確度。