装配式建筑满足装配率要求的设计和研究

绍兴公交取消综合楼位于绍兴市镜湖区，建筑面积3200?m2，地上4层，地下1层。地上建筑为装配式建筑（图1），主要预制构件为预制桁架筋叠合阳台板、预制桁架筋叠合楼板、预制内隔墙等。图1??综合楼建筑效果 1??设计要求 1.1??PC构件混凝土要求

绍兴公交取消综合楼位于绍兴市镜湖区，建筑面积3200?m2，地上4层，地下1层。地上建筑为装配式建筑（图1），主要预制构件为预制桁架筋叠合阳台板、预制桁架筋叠合楼板、预制内隔墙等。

图1??综合楼建筑效果

1??设计要求

1.1??PC构件混凝土要求

预制构件采用C30混凝土, 力学性能指标和耐久性要求等符合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定。PC构件达到混凝土抗压强度设计值的75%且不小于15?N/mm2时方可脱模，预制构件出厂时，混凝土龄期不得低于14?d，抗压强度实测值不得低于设计要求的75%；构件吊装时，混凝土龄期不得低于14?d，抗压强度实测值不得低于设计要求。

1.2??PC构件钢筋要求

钢筋应符合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的规定。材质符合GB 1499—2007《钢筋混凝土用钢》的规定，强度标准值应具有不小于95%的保证率。抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件（含梯段），其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3，且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。简支的预制梯板钢筋不用抗震钢筋。

1.3??套筒及灌浆料要求

灌浆套筒应符合现行行业标准JG/T 398—2012《钢筋连接用灌浆套筒》的规定，且套筒间的净距不应小于25?mm。灌浆料符合JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》的规定，主要技术性能应符合表1的规定。同层现浇混凝土强度达到75%后才能进行灌浆施工；灌浆时由下孔灌入上孔冒浆即视为灌满，应及时用皮塞塞紧。

表1??灌浆料主要技术性能

1.4??PC构件生产技术

生产构件的模具符合JGJ 1—2004《装配式混凝土结构技术规程》的规定。与混凝土直接接触的钢模表面需均匀涂抹脱模剂，对外观要求较高的构件，在模板拼接处（如侧模与底模的拼接处）须使用止水条做密封处理。脱模时混凝土强度应达到设计值的75%以上，且立方体抗压强度不应小于15?N/mm2。PC构件详图中的预留孔洞、预埋件和机电预留管线应与相关专业图纸核对无误后方可下料制作；所用金属预埋件与连接件等表面均须镀锌处理，钢材等级为Q345。所有PC构件与现浇混凝土的结合面应做成粗糙面，其凹凸度不小于4?mm。PC构件的允许尺寸偏差除应满足JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》的有关规定外，预留钢筋允许偏差还应满足中心线位置（±2?mm）；外伸长度（–2?mm, +5?mm）的规定。与现浇结构相邻部位200?mm宽度范围内的表面平整度允许偏差应不超过1?mm。

2??装配率设计依据及方案确定

2.1??设计依据

建筑产业化是建筑工业化的目标，其实现路径是以构件预制化生产、装配式施工为建造方式，以设计标准化、构件部品化、施工机械化、装修一体化、管理信息化为特征，整合设计、生产、施工等整个产业链。装配式建筑是由预制部品部件在工地组装而成的建筑，发展装配式建筑须要有实施依据，浙江省住房和城乡建设厅发布的DB33/T 1165—2019《装配式建筑评价标准》已于2019年8月1日实施。装配式建筑的装配率是指单体建筑标高±0.000以上（不含±0.000）主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线等采用预制部品部件的综合比例，其评分见表2。

表2??装配式建筑评分

2.2??设计目标

绍兴公交取消综合楼（以下简称综合楼）属公共建筑，在进行装配式建筑评价时，其装配率不得低于60%，对各部位进行最低评价分值规定要求为：（1）主体结构部分的评价分值不低于20分；（2）围护墙和内隔墙部分评价分值不低于10分；（3）建筑内部实施全装修；（4）采用标准化设计，标准化构件。

2.3??设计方案

综合楼结构形式为典型的多层框架结构，抗震设防烈度为6度，据此对建筑装配率进行预估，以确定切实可行且经济的装配式方案，满足装配式建筑装配率目标。综合楼满足装配率要求的方案为：主体竖向结构采用成型钢筋，浇筑混凝土时采用高精度模板；主体水平构件中的楼板和阳台采用叠合板；建筑外围护墙体采用断桥隔热玻璃幕墙；内隔墙采用非砌筑ALC墙板且与管线一体化；内部全装修；楼地面面层采用干式工法施工。

3??装配率计算过程

3.1??主体结构的装配率计算

主体结构包含竖向构件和水平构件。根据结构形式竖向构件均为方形混凝土柱，现场浇筑全部采用高精度模板，且柱内钢筋（特别是箍筋）均采用成型钢筋。全楼混凝土高精度模板使用比例达90%以上，且现场浇筑所用成型钢筋比例达70%以上，根据表2可得评价分（10+4）分。结构水平构件为每层楼板和阳台板，预制形式为预制桁架钢筋混凝土叠合板。全楼叠合板装配率计算见表3。

表3??全楼叠合板装配率计算

根据表2，该建筑主体结构装配率得分 Q ₁ 为29.8分，高于20分，满足规范要求。

3.2??围护墙和内隔墙的装配率计算

根据结构形式及层数情况，该建筑采用非承重外围护墙和非砌筑内隔墙。非承重外围护墙采用玻璃幕墙，玻璃幕墙为非承重非砌筑围护墙，全楼外围护墙装配率计算见表4。

表4??全楼外围护墙装配率计算

根据表2可得评价分为5分。且玻璃幕墙采用隔热金属型材多腔密封窗框中空玻璃窗，符合表2中墙体与保温隔热、装饰一体化的规定，且该玻璃幕墙全楼使用比例达80%以上，根据表2综合可得评价分（5+5）分。该建筑为公共建筑，内部空间相对较大，内隔墙可采用板材式墙体，能用ALC墙板为非砌筑内隔墙，全楼非砌筑内隔墙装配率计算见表5。

表5??全楼非砌筑内隔墙装配率计算

根据表2可得评价分为5分。非承重内隔墙内布置管线使墙体与管线一体化，全楼布置比例达80%以上，根据表2可得评价分为3分。该建筑围护墙和内隔墙装配率得分 Q ₂ 为18分，不小于10分，满足规范要求。

3.3??建筑内部的装修和设备管线装配率计算

该建筑内部装修采用全装修，根据表2可得评价分为6分。楼地面的面层施工采用干式工法，根据表2可得评价分为6分。综合得分 Q ₃ 为12分，公共建筑内不设厨房，用 Q ₄ 来表示缺少项，分值为6分。

3.4??全楼装配式设计后的装配率计算

综上， Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ =59.8，全楼综合装配率计算为P=（ Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ ）/（100– Q ₄ ）×100%=63.6%，超过60%。在叠合板布置时考虑构件标准化设计和标准化生产。根据以上设定和精确计算综合楼满足装配率要求，是一栋装配式公共建筑。

4??装配式建筑PC构件设计情况

综合楼装配式预制构件设计集中在结构水平构件上，每层大部分楼板和阳台板均采用预制桁架钢筋混凝土叠合板。

4.1??标准化设计

综合楼横向为大开间，基本为7.5?m和7.2?m，纵向分中间走道和两边为6.9?m的大进深房间，根据该尺寸布置双向叠合板。考虑屋面板防水问题，屋面叠合板的现浇部分比普通楼面板稍厚，为60?mm厚预制板+100?mm厚现浇混凝土，普通楼面叠合板厚度为60?mm厚预制板+70?mm厚现浇混凝土。考虑运输和吊装，将每块叠合板的长度控制在5?m以内，重量控制在1.5?t以内。叠合板根据尺寸和重量进行，叠合楼板和屋面板编号方法如图2所示；阳台叠合板编号方法如图3所示。

图2??叠合楼板和屋面板编号示意

图3??叠合阳台板编号示意

整栋楼叠合楼板编号以DBS1-DBS40, DBS7数量最多，相同构件达58件。阳台叠合板编号YTB1，数量为6件。

4.2??楼面、屋面叠合板内部构造措施

（1）叠合板分预制构件和现浇部分，为保证两者充分结合采用桁架筋形式，桁架筋上通长钢筋为 10，下通长钢筋为 8，上下通长筋间的距离为板内上下层受力钢筋之间的净距。桁架腹筋为 6，腹筋与通长筋交点之间距离为200?mm。桁架筋的构造如图4所示，桁架筋在叠合板内沿板跨方向通长布置，间距小于600?mm，距离板边至少150?mm。叠合楼板和屋面板的综合配筋如图5所示。