某装配整体式住宅预制构件设计

某装配整体式住宅预制构件设计摘要：结合实际工程设计，具体阐述了装配整体式住宅预制构件在实际设计过程中的拆分设计方法，明确拆分的注意事项。关键词：装配式；住宅；预制构件；拆分

1、工程概况该项目位于山东省泰安市。整个地块地势平坦，地质良好，地势北高南低。住宅地上建筑面积2.46万平方米，地上十七层，建筑高度49.75米。场地的地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第二组。抗震设防类别为标准设防类，建筑场地类别为Ⅱ类场地。基本风压为0.40kN/m2，地面粗糙度为B类。结构体系采用装配整体式剪力墙结构体系，剪力墙抗震等级为三级。地上三层及以下部分采用现浇混凝土；地上四层及以上采用装配整体式。全楼预制率为53%；建筑单体装配率为65.37%。该项目预制构件种类有预制夹芯保温外墙板、预制叠合梁、预制叠合板、预制内墙、预制楼梯、预制飘窗、预制空调板。预制构件整个项目按照“标准化、模数化、少规格、多组合”的拆分设计原则统一考虑，相同单元尺寸统一。该项目装配式建筑技术使用部位如下图所示：图一：装配式建筑技术使用部位该项目采用的预制构件和主要指标如下表所示：预制外墙板构件设计2.1预制外墙板的分类：该项目采用的预制夹芯保温外墙板分为三类：预制承重混凝土墙；预制非承重混凝土填充墙；预制混凝土外挂板。预制承重混凝土墙为复合夹芯保温外墙板，由200厚预制承重混凝土墙（内板）、60厚预制混凝土外页板和80厚挤塑聚苯板夹心保温层通过非金属连接件组合而成。设计平面图例和楼层连接节点如下图。图二：预制承重混凝土复合夹芯保温外墙板预制非承重混凝土填充墙是由200厚预制梁下挂减重预制非承重混凝土隔墙（内板）、60厚预制混凝土外页板和80厚挤塑聚苯板夹心保温层通过非金属连接件组合而成。设计平面图例和楼层连接节点如下图。图三：预制非承重混凝土复合夹芯保温外墙板预制混凝土外挂板由50厚预制混凝土内页板、60厚预制混凝土外页板和夹心80厚挤塑聚苯板保温层通过非金属连接件组合而成。设计平面图例和楼层连接节点如下图。图四：预制混凝土外挂板2.2预制外墙板拆分设计原则：（1）、标准化、模数化、少规格、多组合的原则优化预制构件的尺寸，减少预制构件的种类，方便现场装配连接。（2）、拆分时限制单个构件重量预制外墙板由内页和外页板复合而成，混凝土用量大，应控制单个构件重量，根据建筑平面位置和构件自重限值拆分设计。控制单个构件自重宜控制在6吨以内。（3）、构件应有自身稳定性保障建筑外墙窗洞较多，预制外墙板构件多带有一个或多个门窗洞口，消弱了墙板自身稳定。拆分设计时遇门窗洞口，应留不小于200宽墙垛，门窗洞口间宜留不小于200宽墙垛，以保证构件生产、运输、吊装时构件的稳定性。（4）、根据需要采用不同类型预制外墙板根据结构布置要求，选用预制承重混凝土墙和预制非承重混凝土填充墙。在小开间无法预留墙垛处、电梯井外墙需要做现浇承重墙处可采用外挂板。2.3预制混凝土外墙板的建筑立面划分及板型设计预制混凝土外墙板的建筑立面应根据工程要求进行深化和优化设计，满足构件标准化、模数化设求，便于制作和安装施工。本工程预制混凝土外墙板饰面设计采用真石漆涂料饰面。涂料饰面外墙面所用外墙涂料应采用装饰性强、耐久性好的涂料。立面真石漆界格尺寸应与外墙板立面划分统一协调考虑。2.4预制混凝土外墙板的防水设计预制混凝土外墙板自身防水性能较好，薄弱环节是门窗接缝和外墙板接缝处防水构造及防水材料。水平缝防水构造应满足结构自防水，采用高低企口缝；竖缝采用直槽缝，拼缝位置宜设置于侧立面或对立面影响较小的部位。板缝宽度应根据极限温度变化、风荷载及地震作用下的层间位移、密封材料最大的拉伸-压缩变形量及施工安装误差等因素设计计算，并应满足板缝在10-20mm范围，密封胶的厚度应按缝宽的1/2且不小于10mm设计。板缝所用的密封材料应选用耐候性密封胶密封胶与混凝土的相容性、低温柔性、最大伸缩变形量、剪切变形性、防霉性及耐水性等均应满足设计要求且应满足外饰面防污和环保要求。2.5预制混凝土外墙板保温节能设计外墙板通常是在混凝土剪力墙或梁的外边，作为建筑外维护墙体和装饰功能，可以和保温材料形成复合墙体保温构造。保温形式采用夹芯保温的形式。复合夹芯保温外墙板是由内外叶混凝土板和夹心的保温层通过非金属连接件组合而成，具有维护、保温、隔热、隔声、防水、装饰等功能。保温在装配构件的竖向连接、水平连接处均应贯通布置，避免产生冷桥、热桥效应。该项目参考国标节点，对装配构件的竖向连接做了优化设计，保证了保温的贯通布置，具体见下图。图六：预制混凝土外墙板保温贯通节点示意2.6预制混凝土外墙板防火设计预制混凝土外墙挂板自身的防火性能较好，板缝门窗部位等防火设计要满足耐火极限要求。3.预制叠合梁构件设计该项目采用的预制叠合梁分为二类：带预制内墙板的预制叠合梁、独立的预制叠合梁。该项目除楼电梯间和部分跨度较小的连梁外，结构梁均采用预制叠合梁。该项目标准层预制叠合梁占所有梁构件比例为87.7%，梁平面布置图见图七。该项目预制叠合梁设计原则：

（1）预制叠合梁应采用截面标准化设计。在满足建筑功能的前提下，优化构件截面尺寸，减少预制构件的种类。结构布置应尽量少设次梁或不设置次梁。装配整体式剪力墙住宅梁数量较多，跨度较小。在进行结构布置时，为了减少装配的数量、减小装配中的施工难度，往往不设置次梁。（3）控制梁净跨度不宜大于6米。6米以下的梁一般两点吊装，6米以上的梁需要考虑4点吊装，需要进行组合吊具设计。（4）连续梁底筋应采取避让锚固。垂直相交于混凝土墙上的梁为便于钢筋锚固，梁高度相差应不小于50mm。4.预制叠合板构件设计该项目采用预应力叠合板，预应力钢筋仅作为抗裂钢筋考虑，不参与整体计算。房间满足单向板要求处按单向板布置，密封拼接，房间不满足单向板要求处按双向板布置。该项目标准层预制叠合板占所有板构件比例为97.4%，楼板拆分示意图见图九。图十预制叠合板连接构造预制叠合板拆分原则和构造要求：拆分时按照“少规格、多组合”的原则，单向板尽量按照等宽拆分，并控制单块叠合板宽度不大于2.5米，以方便卡车运输。跨度（开间或进深小于4.2米）较小的双向板可按一个房间内进行等宽拆分，或与其他叠合板规格相同。跨度较大的双向板应避免接缝出现在跨中受力最大处，可拆分为不同长度的叠合板。叠合板拆分时，尽量避免轻质隔墙在板拼装缝处。房间照明位置要根据楼板拆分布置，一般灯位不宜设置在板缝处。预制叠合板板在剪力墙（梁）上搭接长度为15mm，误差要求为±5mm。5.预制内墙构件设计该项目内墙采用预制叠合梁带预制内墙，标准层预制内墙占所有内墙构件比例为83.5%。预制内墙平面布置图见图十一，预制内墙拼缝构造见图十二。6.预制楼梯、预制飘窗、预制空调板该项目楼梯、飘窗、空调板均采用预制。该项目楼梯板采用一端铰接一端滑动的连接方式，楼梯板搭接在梯梁200mm，预留缝隙20mm，楼梯梁挑耳长度为220mm。7.结语本文以一装配整体式住宅为例，对装配整体式剪力墙结构预制构件拆分设计做了详细的论述，对以后类似项目的设计施工具有一定的参考价值。目前该项目正在施工中，现场预制构件的安装快速有序，节约了现场人工成本，同时提高了建造效率，是一项成功的装配式建筑实施案例。参考文献：[1]《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016，中国建筑工业出版社2017[2]邵明路.装配式剪力墙住宅预制墙板的拆分设计方法[J].\o"《建筑工程技术与设计》"建筑工程技术与设计.2017

(30)，313-314[3]韩超,吴金花.建筑工业化装配式混凝土结构的关键技术[J].HYPERLINK"/usercenter/data/journal?cmd=jump&wd=journaluri:(f563feda4fd0de52)%E3%80%8A%E5%BB%BA%E7%AD%91%E5%B7%A5%