青浦新城63A-03A地块普通商品房

全国装配式建筑科技示范项目

全国建筑业绿色施工示范项目

上海市装配式建筑示范工程

上海市工业化科研的示范工程

▲鸟瞰图 

青浦新城63A-03A地块普通商品房项目是全国装配式建筑科技示范项目、全国建筑业绿色施工示范项目、上海市装配式建筑示范工程、上海市工业化科研的示范工程。项目位于青浦新城东部，属于上海市青浦区新城一站大型社区的规划范围，项目总用地面积27938.2平方米，包括8栋16-18层装配式住宅（其中8#楼裙房为社区和商业配套）、一座地下车库、一座垃圾房和一座变电站，总建筑面积83218.35平方米，其中地上建筑面积56917.49平方米（其中计容面积为55873.69平方米），地下建筑面积为26300.86平方米。项目建筑面积100%实施装配式建筑，单体预制混凝土装配率≥30%。作为绿色示范工程，项目采用了多项先进绿色、节能技术，取得很好的效果。

▲区位图

▲总平面图

【 建筑专业】

小区住宅楼层数主要为16~18层，标准层层高2.95m。户型以一梯四户和一梯两户为主，每单元设2台电梯和1部疏散楼梯，地下一层为机动车与非机动车库及设备用房。

住宅房型设计以标准化模块化为基础，以可变房型为设计原则。住宅3层以下竖向构件采用现浇，顶层屋面采用现浇，其余楼层采用预制。立面造型风格简洁明快，具有工业化建筑的特点。

▲6#楼效果图

▲2#楼效果图

▲7#楼（左）、8#（右）楼效果图

1．标准化模块化的设计

项目设计围绕基于工业化建筑的标准模数系列，形成标准化的功能模块，设计了标准的房间开间模数，标准的门窗模数，标准的门窗洞口尺寸，标准的交通核模块，标准的厨卫布置模块，并将这些标准化的建筑功能模块组合成标准的住宅单元,各功能模块的尺寸详见下表。

表：房型标准化

▲标准化的楼梯构件（左）与标准化的阳台构件（右）       

根据标准化的模块，再进一步拆分标准化的结构构件，形成标准化的楼梯构件、标准化的空调板构件、标准化的阳台构件，大大减少结构构件数量，为建筑规模化生产提供了基础，并显著提高构配件的生产效率，有效地减少材料浪费，节约资源，节能降耗。

▲标准化的空调版构件

2．实现基于装配式建筑的土建装修一体化

为有效节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，给人们提供健康、实用和高效的使用空间，打造与自然和谐共生的绿色二星建筑，项目以建筑-装修一体化设计取代传统离散化的装饰装修，用规模化、规范化的工业化生产取代劳动密集型粗放不规范的个体手工业生产，提高项目装饰装修的安全、美观、健康、环保等建筑性能。在方案设计阶段，充分考虑精装修与土建设计同步进行，土建专业、装修专业之间互相协调协同工作。在建筑施工图阶段，做好各工种的集成，在施工图中注明机电管线、点位及设备孔洞的预留，并在构件深化图中一一标注，指导结构构件工厂化制作。不破坏和拆除已有的建筑构件及设施，避免二次装修的拆除破坏和浪费，从根本上节约建材和建造成本。

▲装配式建筑机电点位图

【结构专业】

1.装配式结构体系概况

本地块所有住宅单体皆采用装配式剪力墙结构体系，主要预制构件包含叠合墙板、全预制剪力墙、叠合楼板、叠合梁、预制阳台、预制空调板、预制楼梯；各单体采用的预制率、外墙面积率、装配式结构体系见下表，单体预制率皆大于30%，满足相应的土地出让文件要求。对4#楼单体内各类型的预制构件的体积进行统计，单体预制率为31.2%。

表：单体预制率统计表

表：预制构件占单体预制率的比例统计表

2.结构体系

1）双面叠合剪力墙结构

双面叠合剪力墙结构，是指由叠合墙板和叠合楼板，辅以必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、梁、板，共同形成的剪力墙结构。叠合墙板，由内外叶两层预制墙板与桁架钢筋制作而成。现场安装就位后，在节点连接区域采取规定的构造措施，并在内外叶墙板中间空腔内浇注混凝土，预制叠合墙板与边缘构件通过现浇段连接形成整体，共同承受竖向荷载与水平力作用；叠合楼板，由底部预制层和桁架钢筋组合制作而成。运输至现场辅以配套的支撑进行安装，并在预制层上设置与竖向构件的连接钢筋、必要的受力钢筋以及构造钢筋，以其为模板浇筑混凝土叠合层，与预制层形成整体共同受力。

叠合墙板、叠合楼板充当现场模板，省去了现场支模拆模的繁琐工序，预制构件在制作过程中采用全自动流水线进行生产，工业化程度较高，是发展住宅工业化行之有效的方式。

 ▲叠合墙板三维模型示意图

▲预制叠合墙板的示意图

▲叠合楼板的示意图

2）预制构件平面拆分图

对4#楼单体内的预制构件代号汇总如下表所示。

表：预制构件代号

预制构件的平面布置图、立面布置图，通过不同的填充图例对预制构件与现浇段进行区分。平面布置图中详细注明了构件编号、尺寸、重量、支撑方向等，同时还示意了叠合楼板拼缝位置，水电预埋位置等，为现场施工提供可靠的数据支持。

▲预制构件的平面拆分图

▲预制构件的三维拆分图

3）构件拆分的原则

A）综合立面表现的需要，结合结构现浇节点及装饰挂板，合理拆分外墙。

B）注重经济性，通过模数化、标准化、减少预制构件类型，节约造价。

C）预制构件的大小考虑工程的合理性、经济性、运输的可能性和现场的吊装能力。对于4#楼出现的预制构件的最大尺寸及重量统计如下表。

综上，本项目单块预制外墙板重量不大于3吨。为减轻构件自重，降低运输和吊装难度，使板块划分和塔吊选择更为自由；同时为了满足计算模型的假定，部分山墙及窗下墙采用填充泡沫板等减重、减刚度的措施。

4）基于Allplan的钢筋碰撞检查

本项目采用内梅切克的Allplan工程软件进行构件钢筋的碰撞检查，根据碰撞检测的结果，调整、修改钢筋间距和位置，降低现场施工难度。

▲一字形节点的三维模型

5）预制构件的深化设计

本项目采用内梅切克的Allplan工程软件进行构件的深化设计，模型建立之前先定制预制墙板，楼板，梁，阳台，楼梯，空调板等预制构件深化原则，建立预制件钢筋的类型、形状、预埋件信息、节点大样等族库。自定义好各项参数后，在软件中根据结构拆分方案进行实体模型的建立，包括墙板的尺寸，门窗洞口，局部开孔开洞等信息；实体模型搭建准确无误后，设置安装用支撑预埋件，机电预埋管线，精装修点位埋件预埋，模板埋件、塔吊埋件等预埋件的设置；最后进行钢筋的配置及调整，洞口补强钢筋，钢筋间距的调整。

▲叠合墙板设计三维图

▲预制阳台深化设计三维图

▲叠合墙板设计三维图

▲预制楼梯深化设计三维图

▲预制设备平台深化设计三维图

进行三维建模设计好构件后，再制定出图样式标准包括尺寸标注、图形比例、钢筋埋件、构件列表、设计说明以及图纸的项目名称、构件编号、绘制人及日期等信息，将三维图转化为二维图纸以供生产和施工使用。

▲叠合墙板深化图

▲预制阳台深化图

▲叠合楼板深化图

▲预制楼梯深化图

▲预制设备平台深化图

【设备专业】

项目在可变房型的基础上，在有限的层高和开间内，建筑与机电设计师共同研究提出了一系列的尝试，将机电管线与结构墙体的分开设置，有效的减少和避免了在结构预制构件上的留洞，避免了装修、机电管线的变化对主体结构的破坏，有效地解决了可变房型的机电适应性，在建筑的全寿命周期内实现了真正的绿色建筑。

▲机电管线与结构墙体的分开设置

厨卫的一面墙体不布置结构构件和机电管线，使得厨卫空间能够自由的变化，满足各种家庭的使用需求，卫生间采取了同层排水措施满足空间可变的要求。

▲厨房空间可变

▲侧墙式同层排水

【创新点】

1）预制构件的连接节点

为进一步提高装配式混凝土结构的经济性，考虑到现浇部分的结构边缘构件标准化，所有一字型构件尺寸为200*400，L型构件尺寸统一为500*500，丁字型构件尺寸为400*400，节约了铝模板的品种和数量，有效的减少了装配式建筑的造价。

▲一字型现浇构件

▲L型现浇构件

▲T型现浇构件

2）与常规的全预制剪力墙相比，叠合板式剪力墙边缘构件具有如下特点：

①预制双面墙板、叠合楼板充当现场模板，省去了现场支模拆模的繁琐工序，整个体系在制作过程中工业化程度较高，可采用自动流水线生产，是发展住宅工业化行之有效的方式；同时墙体的质量比全预制剪力墙减轻一半，相应的减少了施工中制作、运输、吊装等过程中的措施费用。

②与全预制剪力墙相比，双面叠合剪力墙侧面不出钢筋，这样能最大限度的避免现场放置钢筋时产生碰撞，极大提高了施工效率。

③非边缘构件的叠合剪力墙体水平分布筋、竖向分布筋皆预制在叠合剪力墙内，边缘构件区域由箍筋代替墙体分布筋，边缘构件与剪力墙身采用现场工人放设附加钢筋做法的方式连接。

④为提高结构的整体性，剪力墙在边缘构件区域采用现浇，其余非边缘构件区域采用双面叠合剪力墙，两侧预制墙体厚各50mm，中间现浇剪力墙部分100mm。

▲“L”型约束边缘构件

▲“T”型约束边缘构件

▲“L”型构造边缘构件

▲“T”型构造边缘构件

▲构件钢筋预制在叠合墙内

▲边缘构件钢筋现场放置

3）与常规的全预制剪力墙相比，叠合板式剪力墙边缘构件具有如下特点：

①   竖向分布钢筋在工厂中预制在叠合墙板内，连接钢筋由工人在现场放设。

②  叠合板式剪力墙预制墙板的竖向接缝与水平接缝处，布置连接钢筋，且连接钢筋应通过计算确定；连接钢筋的直径和截面积分别不应小于预制墙板内配置的竖向、水平分布钢筋。竖向连接钢筋与预制墙板内纵筋搭接长度不应小于1.2la(laE)，上下端头错开距离不应小于500mm。

▲叠合式墙板竖向钢筋搭接

▲叠合式墙板水平钢筋搭接

▲双层叠合板式剪力墙体系

▲户型装配率解析

青浦新城63A-03A地块普通商品房项目拟建8栋16-18层装配式住宅，预制结构形式采用双面叠合混凝土剪力墙结构、装配整体式混凝土剪力墙结构、装配整体式预应力混凝土框架结构。设计团队通过优化的整体设计及连接构造，在实施过程中引入BIM技术以实现建筑信息化管理，并通过试验和有限元的方法对预制构件的性能进行研究和探讨。在项目的实施和推进过程中，设计、生产、施工单位间密切交流沟通，为装配式建筑的顺利实施提供了坚实的基础。通过不断学习、交流、探索和总结，团队在建筑信息化的道路上迈出了坚实的一步，相关成果将为推动我国建筑工业化的发展贡献一份力量。