装配式建筑施工方案分析

第４５卷第１９期　２０１８年１０月　建筑设计　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　建筑技术开发　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｒｉｔ　装配式建筑施工方案分析　孙家文　（中铁城市规划设计研究院有限公司，安徽芜湖［摘２４１０００）　要】装配式建筑具有施工简单、成本低廉的优势，在厂房等建ＪＬ￣．ｘ－中较为常见。从设计、·成本、质量三方面，对该　类型建筑的优势进行了分析，强调了将装配式建筑普及应用到工程中的重要性。以某工程为例，详细归纳了建筑方案的应用方法Ｉ　以期能够为建筑工程有关人员提供参考。　［关键词］装配式建筑；建筑结构；剪力墙　［中图分类号］Ｔｕ７２３．３；ＴＵ２０８　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１８）１９ｑ）０２４－０２　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｕｎ　Ｊｉａ．Ｗｅｌｌ　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｓｉｍｐｌｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ，ａｎｄ　ａｒｅ　ｍｏｒｅ　ｃｏｍｉ／＇ｌｏｎ　ｎ　ｉｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｆａｃｔｏｒｙ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｎａｌａｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆｔｈｉｓ　ｔｙｐｅ　ｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｒｅｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｓｔ　ｎｄ　ａｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔｎｃｅａ　ｏｆ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｈｅ　ｔｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｈｉｔｓ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｏｆｆｒａｍｅ．ｓｈｅａｒ　ｗａｌｌ　ｎｄ　ａａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｓｈｅａｒ　ｗａｌｌ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆｔｈｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　ｐｌｎ　ａｗａｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｎ　ｉｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｈｅ　ｔｒｅｌｅｖａｎｔ　ｐｅｒｓｏｒｍｅｌ　ｏｆ　ｈｅｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ．　［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｈｅａｒ　ｗａｌｌ　当前城市中，各类型建筑的数量明显增多。装配式建筑　是指在设计阶段，充分考虑建筑结构及施工质量的影响因素，　对各类型构件，进行拆分预制，在此基础上，通过拼装的方　式，使其组合成为建筑体系的一种建筑类型。建筑设计过程　中，构件如何拆分，参数如何计算，碰撞问题如何解决等问题，　属于设计人员需考虑的重点。可见，对其设计及施工方案加　以研究是提高建筑质量的关键。　１装配式建筑的优势　模型。通过运行模型的方式，判断各方案是否存在结构碰撞　问题，进而及时给予解决，使设计方案的合理性得以提升。　１．２成本优势　装配式建筑施工简单，对施工人员数量的要求较低。与其　他类型的建筑相比，在节约设计及施工成本方面，均具有明显　的优势　构件预制为装配式建筑建设的主要环节，通常采用流　水化作业的方式进行。各生产商通过组织生产人员集中培训的　途径，可在一定程度上提高构件的生产质量，降低工程成本，　１．１设计优势　对施工企业经济效益的提高具有积极意义［１】。　．３质量优势　装配式建筑的设计优势主要体现在“模块化”及“标准　１化”两方面，可有效满足不同建设环境的不同需求。建筑方　计算机及自动化技术的出现，使得生产流程可控性明显提　案设计过程中，设计人员可利用ＢＩＭ软件，实现对管网的一　升。在上述技术的支持下，以流水线的方式所生产的装配式建　次性规划及预留。以设计方案为参考，拼装户型，可有效减　筑构件，质量同样较高。为确保构件尺寸及力学参数能够满足　少重复设计，提高设计方案的合理性。设计人员也可以将不　施工要求，建筑领域技术人员，可与生产人员相互配合。在确　同设计方案中的参数，输入到ＢＩＭ软件中，建立建筑的三维　定各项参数的基础上，将其输入至生产系统中，确保所生产构　件的参数误差能够完全符合工程要求，提高构件的质量。　收稿日期：２０１８￣）７－０９　２装配式建筑方案　作者简介：孙家文（１９６２一），男，安徽芜湖人，工程师，主要研究　２．１钢框架一剪力墙方案　方向为建筑设计。　河北某地建设商民两用建筑，高５７．２ｍ，共１６层，１￣４层　新的图书馆内部，由于引入了自然采光，节省了更多的　必要，打破原有的思维模式，打破专业与专业之间的界限，　光能（图３）。　从更加开阔的思维角度去看待问题并解决问题，这应该是一　体化设计带来的思考。　参考文献　…１比尔·里德，杨芸，杨翔麒．绿色建筑一体化设计指南　可持续性　建筑实践新解［ＭＩ．北京：中国建筑工业出版社，２０１６．　［２刘抚英．绿色建筑设计策略Ｉ２］Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，　２０ｌ３．　【３】Ｃ　ｔ亚历山大，王听度，周序鸿．建筑模式语言［Ｍ】．北京：知识产　权出版社，２００２．　［４】李江南．对美国绿色建筑认证标准ＬＥＥＤ的认识与剖析［Ｊ］．建筑节　图３新建成的图书馆室内装修实际效果　一能，２００９，３７（１）：６ｏ＿＿６４．　［５】陈振基．推行住宅工业化先要改变思维和制度［Ｊ】．建筑技术，　６结束语　２０１６，４７（１）：１　９＿－２０．　体化设计在可持续发展建筑设计中越来越显得重要和　·２４·　建筑技术开发　建筑设计　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　第４５卷第１９期　２０１８年１０Ｈ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　为商场，地下两层为车库和仓库，５～１６层为商品房，建筑占　地面积为６５５８ｍ　，地下部分以及商用部分为现浇剪力墙结构，　地上５－１６层采用钢框架一剪力墙结构和装配式剪力墙结构，　上下墙体连接采用钢筋套筒灌浆连接。　钢框架一剪力墙结构部分，采用装配式方式进行设计及　施工。整体方案优化开间尺寸，保证钢框架梁能够贯通设置，　调整室内布局，通过小面积降板实现建筑要求，方案中的楼　板跨度统一，采用自承式模板钢筋混凝土及现浇混凝土楼板，　减少支撑模棂和［次拆模，实现楼板的装配化。施工过程中，　钢结构框架，宜以矩形钢管混凝土柱作为主要支撑结构。同时，　将３５０ｍｍｘ４００ｍｉｎｘ１０ｍｍ箱以及３５０ｍｍｘ４５０ｍｒｎｘ２６ｌ＇ｎｌｎ箱　图３第８层剪力墙预制　等，作为主要箱型，应用到截面柱中。为确保柱的承载力能　够满足工程要求，可适当调整壁厚，减轻压力。常用的钢框　架材质，以热轧Ｈ型钢材为主。截面包括ＨＮ２００以及ＨＮ５００　等多种规格。柱脚部分，可采用埋入式方法施工。通过对埋　入深度的控制，提高柱的稳定性Ｉ２］。外墙和内墙采用蒸压轻质　加气混凝土（ＡＬＣ）板，本楼地下室内墙采用２００ｍｍ厚加气块，　标准层内外墙均采用ＡＬＣ板。整体结构满足承重要求，也保　证了稳定性和使用价值。钢框架一剪力墙模拟图如图１所示。　图１　钢框架一剪力墙模拟图　２．２装配式剪力墙方案　装配式剪力墙是一种较为典型的装配式结构，在设计上　要求实现可拆卸、重组，其性能与传统剪力墙接近，承重能　力也基本相当，在设计时，要点是合理计算建筑的承重需求，　避免出现导力和传力中断、位置偏移等问题。在方案设计时，　考虑到建筑承重和传力需求，大量应用高强度材料。同时，参　照ＧＢ／Ｔ　５０００２－－２０１３《建筑模数协调标准》进行设计，应用　统一的跨度和进深。为保证整体设计的高效率，选取第８层作　为模板，设计标准样本，之后根据各楼层的实际变化进行微调。　第８层剪力墙的预制、施工如图２，３所示。　格５５ｍｎｌ，现浇层厚度略大，也取统一标准，均为７５ｍｌＴｌ，预　制板的支撑端侧面以及上表面为粗糙面，凹凸深度控制在４￣　５ＩｎｌＴｌ，混凝土为Ｃ３０，保护层以钢筋为主结构，厚度控制在１５～　２０ｍｍ之间，取统一规格。　外墙板同样为预制，承重内叶墙厚度统一为２２０ｍｍ，外　叶墙板厚度统一为５５ｌｒｌｌＴｌ，设置保温层，厚度为４０ｍｍ，上下　层的外墙板以钢筋进行加强，连接方式为套筒灌浆，相邻剪力　墙的链接应用水平钢筋进行，混凝土均为Ｃ３０ｐＪ。　预制的内墙厚度标准为２２０ｍｍ，包括两大部分，即内填　充墙（预制）、内墙剪力墙（预制），预制隔墙的厚度经计算确　定为９５Ｉｎｍ，以混凝土作为主要材料制作，设计强度等级统一　为Ｃ３０。楼梯的预制包括平台板、梯段板、楼梯梁等，平台板　厚１４０ｍｍ，其中６０ｍｍ为预制，８０ｍｍ设计为施工现场浇筑。　设计完成后进行施工，施工共持续４７ｄ，大部分为预制框　架结构，获取了良好的效果，此外，需要注意楼层结构的特　殊性，在一些需要强化扭应力的楼层（转换层），还要考虑设　计与钢结构配套的体系，强化建筑功能。　３装配式建筑方案设计应注意的问题　通过分析得到结果，装配式建筑优势突出，但也存在一　些不足，在具体进行方案设计时，需要考虑的因素较多，如　典型的导力、传力问题，转换层强化问题，剪力墙结构连接　问题以及建筑整体密闭性问题等。　可以在方案的设计阶段应用有限元分析法和ＢＩＭ模拟技　术进行优化。如导力问题，在装配式建筑中，由于墙体可以　更换位置（二次装修情况下），剪力墙位置变化后，原有的传　力系统出现了一些变化，如果这种变化大于承重结构的最大　限度，可能导致建筑质量问题，应用ＢＩＭ技术可以在方案设　计初步完成后，代入相关参数进行模拟，了解建筑单层结构　承重的极限，避免后续剪力墙位置调整造成的破坏。有限元　分析的作用与此类似，在设计阶段，通过数据收集构建一个　力学模型，该模型应按受力水平的不同划分为若干模块，之　后添加外力，了解其受力极限，确保设计的有效性和装配式　建筑的总体质量。　４结束语　通过分析装配式建筑的方案，获取了相关理论。装配式　建筑是一种现代理念建筑，该类建筑优势较为突出，有利于　节约成本、优化设计、保证质量，针对钢框架一剪力墙方案　和装配式剪力墙方案的分析证明了上述理论。随着装配式建　筑应用范围的增加，其优势也得到了进一步的突出。在具体　进行该类建筑设计时，还要考虑导力和传力问题、转换层强　化问题、剪力墙结构连接问题等，确保建筑质量满足设计要求。　参考文献　图２第８层剪力墙预制　第８层单层预制构件包括外墙２ｌ面，隔墙３２面，内墙２８　［１］刘俊娥，刘宏令，郭章林．基于ＡＨＰ的装配式建筑的应用推广障　碍分析及解决方案［Ｊ］．价值工程，２０１８，３７（６）：３ｌ一３４．　面以及叠合板３２面，楼梯共两个，另有１１块ＰＣＦ板和１３块　２］唐亮，杨牧．５００ｋＶ智能变电站常规式与装配式建筑方案比较［Ｊ】．　外挂造型版　设计阶段楼板的宽度、跨度均取统一标准，避　［免施工过程中反复加工的困扰，预制件的规格和参数上给予　电力勘测设计，２０１７（２）：５ｌ一５５．　【３】金波．装配式施工技术在住宅工程中的应用研究［Ｊ】．建筑技术，　严格控制具体如下。　２０１７。４８（４）：４４１—　３．　叠合板为单向，通过密拼方式控制板缝，厚度为统一规　·２５·