温兴宇

【摘 要】装配式建筑的深化设计不同于传统建筑设计，强调通用化、模数化、标准化。其中结构施工图除了需要关注传统结构施工图所要求的内容，还应将新的深化要求与建筑、设备专业的要求结合起来，同时考虑构件生产、运输、施工和运营维护等环节，使得图纸的二次设计能够达到相应的设计深度與质量。

【关键词】装配整体式混凝土结构；结构施工图；深化设计

中图分类号： TU765 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）20-0123-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.053

【Abstract】The in-depth design of assembled monolithic concrete construction drawings emphasizes generalization， modularization and standardization. In addition to pay attention to the requirements of the traditional construction drawings， the construction drawings should be combined with the architecture and equipment， and the components production， transportation， construction and maintenance work should be considered.

【Key words】Assembled Monolithic Concrete Structure； Structural Construction Drawing； In-depth Design

0 引言

2016年国务院明确了未来10年的装配式工业化发展建设任务，我国装配式建筑行业进入快速发展时期，新的装配式设计方法立足于现浇结构设计理论开始起步。目前，国内装配设计建造形式主要以装配整体式为主，相关规范并不完善，对于装配式结构体系的计算、结构施工图的绘制均按照《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）等规范中提出的“等同现浇”概念进行。具体表现为：结构的计算按照现浇钢筋混凝土结构的计算规则，采用传统有限元结构计算软件计算结构内力与配筋需求；结构施工图的绘制在原有结构平法制图的原则上丰富图纸表达内容，新增构件在厂房生产的深化图纸[1]。

装配式设计的深化体现在施工图和构件生产详图两个阶段，目前图纸深化设计存在以下问题：规范与标准目前尚未成熟，结构拆分规定、制图标准不统一；设计方与生产施工方独立运营，缺乏相互渗透与融合；建筑、结构与设备等专业集成度弱，建筑全寿命周期考虑缺乏；设计质量低，主要体现为标准化、模数化、信息化应用程度低；构件制造加工能力弱，吊运安装施工工艺不先进。

1 装配式结构施工图深化设计要点

装配式构件生产详图的深化设计强调通用化、模数化、标准化，需要考虑构件的制作生产、堆放运输、吊装施工、运营维护以及整个生产施工过程的经济成本等因素，所以就结构方面来讲除了完成钢筋的定位、型号、数量等基本内容，还需考虑建筑、设备专业的相关要求，如防水做法、开动情况、预埋管线的内部碰撞。装配式构件生产详图的设计具体为以下几个过程：前期技术策划、建筑施工图设计、预制构件拆分方案设计、预制构件模板图、预制构件配筋图、预制构件预埋预留图、预制构件综合加工图、模具设计图。

1.1 结构拆分

构件的拆分作为施工图、构件生产图的深化的重点，决定了深化工作的难易与构件的类型，同时也对生产施工、管理组织与成本控制产生很大的影响。构件拆分工作按照建筑设计“模数协调”进行，尽量减少构件类型便于工厂流水生产与堆放运输，合理的连接点或者接缝处理在减小构件制作与施工难度同时又能保证良好的连接性能，使得建筑在使用功能与抗震设防上也具备较好的性能。

在前期策划，应考虑运输、安装等条件对预制构件的限制，这些限制包括：构件重量、具体尺寸、吊装机的起重能力、场地存放的条件[3]。预制件内的钢筋设计重点考虑连接可靠性与加工、生产、施工的便利性，要求能提高预制构件连接效率、保证节点锚固抗震需求、满足钢筋准确定位的要求、提高机械化加工、便于模具的加工安装和拆卸、便于制作现场安放与施工现场的安装。

面板类构件如预制外挂墙板、剪力墙、楼板等，拆分内容含板片分割、厚度计算、钢筋排布、端部钢筋预留设计、设备管线、预埋件、预留孔洞等内容，其中剪力墙的拆分设计重点关注构造边缘构件和约束边缘构件在结构计算中的具体钢筋数目与排放位置，此区域一般采用后浇完成，可在保证预制钢筋在构件生产与施工阶段易于操作且连接可靠的情况下，尽量将预制墙体内竖向钢筋转移到此处，以减少灌浆套筒的数量而减少成本。杆类构件如预制梁、柱，包括长度分割、接合面抗剪设计、端部钢筋预留设计、纵筋和箍筋排布、搁置长度、管线、预埋件、预留孔洞等内容；柱子还应考虑灌浆孔及沟槽等内容。其他构件如预制楼梯、预制阳台，考虑钢筋排布、端部钢筋连接、预埋件等内容。

1.2 生产、吊运、堆放、安装验算

在某些情况下，装配式构件的尺寸，尤其是最小厚度、构造钢筋的配置是由其制作、运输、吊装阶段做决定，所以构件的拆分以及钢筋的布置，同时需考虑其在制作、运输和堆放、安装等阶段的短暂状况应可能受到荷载作用而导致的破坏或者破损。为此，预制件在以上阶段的强度、刚度与稳定性应参照《混凝土结构工程施工规范》等规范结合生产和施工经验进行验算。

1.3 连接设计

装配式的连接设计主要包括以下方面：水平构件与竖向构件的传力连接，如：框架梁柱节点、剪力墙与叠合板连接、竖向构件与基础顶部连接；水平构件预制部分与现浇部分的连接，如叠合板、叠合梁、叠合阳台等。良好的连接点位置选择与结构构造设计，能够保证建筑的使用功能，如空间、防水、防火，同时使其具备较好的抗震性能。

目前国内装配式整体式混凝土结构以湿式连接为主，一般采用梁柱节点现浇的方法，柱子钢筋穿过节点预留采用钢筋套筒灌浆连接技术连接，梁纵筋等水平钢筋在节点锚固，同时预制叠合梁端面设置抗剪键槽，以抵抗梁端在节点区域的较大剪力。以上做法在考虑节点施工困难的同时强调节点处受力钢筋的连续性，以确保荷载与地震作用力的传递合理明确，最终实现节点设计强接缝弱构件的原则，使装配式结构具有与现浇结构完全接近的各项性能。装配式混凝土结构中，节点及接缝处的纵向钢筋连接宜根据接头受力、施工工艺等要求优先选用具套筒灌浆连接。非节点区域的预制构件与现浇部分的结合面处，宜采取混凝土粗糙面的做法，如预制叠板、预制叠合梁与现浇层。

此外，对于连接部位的防水设计重点考虑外挂预制墙板。现阶段，考虑到地下装配式防水技术的不成熟与抗震设防中的底部加强区要求，故地下室与建筑底部1-2层在装配整体式中均采用现浇钢筋混凝土结构；而屋面最上层现场叠浇的一层；综上，地下与屋面防水设计施工现浇结构一致。外挂预制墙体的防水节点连接处理一般采用构造做法与防水材料结合的做法，构造上采用企口缝、高低缝、排水空腔构造，材料上选用耐候结构密封胶，以上连接方式可在建筑施工图体现，但构件生产图亦将其具体构造做法结合预制外墙是否承重、承重固定连接方式、连接处预埋件设置、外墙体保温材料布置等多个因素结合起来思考。

1.4 建筑信息化等新技术的引入

隨着建筑信息化的发展，目前国内大量构件生产深化设计均采用BIM手段，具体流程如下：确认设计院图纸与深化设计标准-构件拆分设计-BIM信息化模型建立-模型校对审核-深化设计出图[4]。BIM可以整和各专业设计信息进行二次设计，在构件深化设计及出图环节依托建筑信息化模型建设、族的设立、修改的同步性节省大量劳力和工程时间的同时带来更高的设计精度与质量。

同时RFID（无线射频）等技术[5]在构件制作中的引入可提高预制构件生产质量、生产控制效率，将构件的深化设计信息与制作检查验收联系起来，也为日后的运维提供更信息化、更便利的检测维护手段。

2 结论与展望

新的装配式深化设计方法是在传统现浇混凝土结构设计理论的基础上开始探索起步的，尤其是结构设计方面，由于采用了“等同现浇”的原理，所以其深化设计承接却异于传统结构设计，形成一个新的“二次”设计阶段，但随着新的信息化技术的引入，势必将原本分割的两个设计阶段融合起来，使设计既能满足工业化构件生产要求，又能满足现场施工要求，更满足建筑的使用功能与抗震要设防求。传统的结构设计理论因具有大量理论推导与实践证明，仍值得借鉴，但深化阶段相应的建筑信息化手段值得关注。

【参考文献】

[1]中华人民共和国行业标准.装配式混凝土结构技术规程（JGJ1-2014）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]中华人民共和国行业标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3]张波.装配式混凝土结构工程[M].北京：北京理工大学出版社，2016.

[4]侯本才，马文文，郭瑞峰，王奇龙.建筑工业化深化设计与工程实践[J].施工技术，2016，45（10）：38-41.

[5]滕岩，王艳艳，李志光，曹海洋.装配式混凝土建筑水平构件的深化设计及应用[J].建筑技术，2017，48（10）：1085-1087.