钱翔宇

摘要：建筑业始终作为我国国民经济支柱产业，与发达国家不同，我国的建筑施工，一直以现浇、现砌、现砸为主。比如：现场浇筑楼板、现场浇筑屋顶、现场浇筑剪力墙墙体、现场绑扎钢筋、现场砌筑墙体等等，从而导致生产效率低下，污染空气严重，施工周期较长，受季节天气的束缚因素较多。而实现建筑生产制造工业化，大力发展污染少、周期短、不受季节天气等因素影响的装配式建筑，已成为我国建筑业发展的必然趋势。

关键词：装配式建筑;装配式建筑设计;PC设计。

所谓装配式建筑，就是各种构件组装而成的建筑，经工厂生产出来构件和配件后，现场组装拼接而成。从工厂制作到现场安装，仅仅两个步骤。和传统的建筑施工相比，省去了购买原材料、现场配比材料等环节，而工厂配件、构件的模块化生产、标准化生产，使施工的速度增加，对现代化的建筑业发展意义重大。

1 装配式建筑的发展

受政府推广影响，装配式建筑在我国各地区迅速得到了推广，从大面积的标准住宅小区到小面积的标准住宅小区。从居住建筑到办公建筑，再到商业、工业建筑、体育文化建筑等等，各种各样类型的建筑都在朝着装配式的方向發展。

2 装配式建筑结构形式

装配式建筑常见有两种结构形式：装配式钢结构、装配式混凝土结构，而我们通常说的装配式结构，英文Prefabricated  Concrete  Structure，是装配式混凝土结构的简称，又简称为PC。

装配式钢结构，我们通常称之为钢结构，由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、各类场馆、超高层建筑等领域。

装配式混凝土结构，是以预制构件为主要受力构件经装配连接而成的混凝土结构，是装配施工工法的体现。装配式混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，之前传统的现浇结构建筑，都在转变为装配式结构建筑，目前大范围应用于高层住宅、高层办公楼、大型商场、标准化厂房等等。

3 装配整体式框架结构市场应用：

装配整体式框架结构，是装配式混凝土结构的一种表达形式，是一种预制与现浇相结合的形式，也就是先安装法，从在编的国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》内容来看，国内装配式的发展方向是装配整体式结构，国内众多企业在装配式技术的发展趋势也与此相符，比如长沙远大地产集团都经历了从学习“日本工法”开始，后来逐步转变为“香港工法”，从而走向成熟运用。

所谓“日本工法”也就是后安装法。即：待房屋的主体结构施工完成后，再将预制好的PC构件作为非承重结构安装在主体结构上。所谓“香港工法”就是先安装法，即：在进行建筑主体施工时，把PC构建先安装就位，再用现浇的混凝土将PC构建与现浇构件连接为整体的结构。我国大部分建设集团也都采用了“先立墙、后浇筑”的先安装法的施工工艺，走的也是装配整体式结构的道路，这些用先安装工法建造的装配式建筑，其性能与传统工艺建造的建筑基本没有区别。

4 装配式建筑设计案列分析：

我们以上海莘利橡塑制品厂-汽车橡塑零配件产业化项目为例，本项目层数为地上五层，地下一层。因地下一层为地下车库，为合理布置车位，大部分的柱网都是采用8.4*8.4米标准柱网来设计，设计任务书规定本案列不低于40%的装配率。经过模型计算分析后，满足装配率的前提下，地下一层和地上一层采用现浇设计，地上二层到五层采用装配式设计。

建筑的可预制部位包括楼板、墙体、楼梯、柱子、梁等等，由于项目的为一性，需要我们对项目可预制部位进行分析，分析哪些部位适合预制，哪些部位适合现浇。

墙体——在建筑中墙起到的围合、分割的作用，从结构上分析，有承重墙和非承重墙之分;从布局上分析，有内墙和外墙之分;从抗震角度分析，有剪力墙和普通墙之分;本项目为框架结构，无比较复杂的抗震剪力墙，都是普通砖砌墙体，现场砖砌起来也比较简单，所以本项目墙体也采用现场砖砌的方式。

楼梯——是建筑中垂直交通工具的一种，即是上下层联系的交通工具，也是疏散安全出口的作用。从形式上来讲，有单跑楼梯、双跑楼梯、多跑楼梯、剪刀楼梯等多种形式，本案列楼梯无复杂的多跑楼梯、剪刀楼梯的形式，全部采用双跑楼梯的形式，因各单体使用性质不同，楼梯的尺寸规格要求也不同，加上数量也不多，如选择预制楼梯构件，就起不到快速大批量生产的目的，所以本案列楼梯选择现浇方式。

楼板——在建筑中起到分割楼层的作用，主要是承受水平方向的竖直荷载，是墙、柱水平方向的支撑及联系杆件。本案列楼板总面积不大，但楼板上要开设的设备管线洞口较多、点位尺寸也不同，如选择全预制楼板，楼板上的的设备管线埋管就要走明线，走明线外观上不美观，为了美观，就要暗埋线管，所以本案列采用半预制半现浇楼板，既下层是预制楼板部分，上层是现浇楼板部分，现场浇筑部分可以把设备线管等埋进去，避免外露，这种预制+现浇的结合形式楼板，我们通常又称为叠合楼板。

经过分析，本案列预制的构件为：预制结构梁、预制楼板、预制柱子，下面我们对几样构件进行装配式设计分析。

5 预制结构梁的设计分析：

常见的结构梁形式有两种，一种是交叉梁，又称为十字梁，另外一种是单向梁。

交叉梁又称为格形梁，是由同一平面内相互正交或斜交的梁所组成的结构构件，应力分布均匀，在工程建筑中的应用也十分广泛，适用于中、大跨度的建筑。

单向梁，看字面意思就能理解，它是单向放置的结构梁，是在同一个方向上受力的结构梁，应力分布不均匀，所以不适用于大跨度的单体建筑。

我们以本案列比较多的柱网8.4米的柱网为例，简单进行拆分。8.4米柱网也算是大跨度结构，一般我们会选择十字梁的结构梁形式，下面对8.4米的柱网进行简单的拆分分析，拆分图如下图拆分所示：

由图可见（粗线为结构梁线，细线为拆分分割线，下余同），预制楼板被均匀拆分成4块，每块的尺寸为4.2米*4.2米。设计师前期都会选择这种拆分方式，简单明了，乍一看也没什么问题。但问题就在于尺寸上，此时拆分板尺寸为4.2米*4.2米，超出普通货运汽车宽度，一般货运汽车宽度为2.0-2.5米，为了运输，只能立在货车箱中，但拆分板两端都有连接梁体的钢筋，立放时受力点集中在钢筋端，容易造成钢筋受压强过大而变形，变形后的拆分板不能正常使用。为了便于于运输，相同的结构梁下，我们增加拆分板数量，减小拆分板尺寸，如下图拆分所示：

由图可见，预制楼板被拆分成8块，每块板尺寸为4.2米*2.1米，看尺寸是符合运输要求，但拆分板的数量较多，尺寸过小，生产和安装都费时费力。为了较少数量，也能滿足运输，最后改变了结构梁的设计，由十字梁改为了单向梁，如下图拆分所示：

由图可见，楼板被拆分成3块，每块板尺寸为8.4米*2.8米，既有利于运输，也减少了数量，由此得出结论：“在满足结构梁设计荷载，也满足运输数量少的前提下，对于中、大形柱网建筑设计中，设计师要合理选择结构梁的形式”。

6 预制叠合楼板设计分析：

预制叠合楼板有两层结构，既下层是预制板，上层是现浇板。预制板部分上部凸出有连接筋，用来连接上层现浇板的部分。本案列设计分析得出楼板的厚度为120毫米。我们用装配式规范规定的最小预制板厚度60毫米来作为下层预制板部分，那么剩余现浇板部分的厚度为60毫米，本项目前期也是这样的设计，最后厂家深化拆分图的时候提出来，在60毫米现浇板部分当中，中间配双向三级钢厚度各为8毫米，再埋入直径为20毫米厚的PVC电线管，剩余上下部的保护层的厚度是24毫米，24毫米中要做上下两层保护层，既保护层的厚度为12毫米。违反了结构设计规范中保护层厚度不小于20的规定，由此可见我们设计的60毫米+60毫米的叠合板是不符合要求的。最终经过商议，现浇的部分改为70毫米，既预制60毫米+70毫米现浇，多出的10毫米的厚度，可以计算在建筑的面层荷载中来，本案列建筑的面层预留厚度为50毫米，设计的面层为粘贴面砖，实际粘贴面砖的厚度为35毫米，富裕的15毫米的厚度满足现浇部分增加的10毫米的厚度。由此我们可以得出结论，在双层叠合楼板设计中，现浇的部分要满足埋入钢筋和设备管线的厚度及保护层的厚度。

7 预制柱的选择分析：

本案列为多层建筑，柱子截面由于受到预应力不同，柱子截面设计尺寸为变截面，既下面大，上面小，本案列地下柱子截面设计尺寸为800*800毫米，一、二层柱子截面尺寸为750*750毫米，三、四层柱子截面尺寸为700*700毫米，五层柱子截面尺寸为650*650毫米。最后厂家深化拆分图的时候提出来，柱子变截面较多，不利于大批量生产，最终在满足结构荷载的前提下，将地上二层至五层的装配部分的柱截面由三种变为了两种。由此得出结论，装配式部分设计柱网时，设计师一定要灵活计算，合理分析，尽量减少柱子截面的数量，统一柱截面，从而更利于工厂大批量生产。

8 结语

在做装配式建筑设计时，前期一定要多翻阅资料，多查看一些具体的设计案列，以了解其装配式设计的特点，合理利用规定的装配率，分析得出哪些部件适合预制，哪些部件适合现浇，在满足装配式设计的特点上，多加分析，从而灵活设计。

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