陳雪英

【摘要】本文通過對“綠筑GBS公寓”項(xiàng)目的工業(yè)化集成技術(shù)體系的介紹，分享該項(xiàng)目優(yōu)點(diǎn)和不足，旨在體現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)的重要，為宿舍、公寓類非居住性住宅的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供示范和借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑；裝配式技術(shù)體系；細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)；裝配率；土建裝修一體化

隨著社會(huì)發(fā)展，環(huán)境污染、材料浪費(fèi)、人工成本增加等建筑行業(yè)問題進(jìn)一步制約我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，綠色的可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)化建造之路隨之替代。目前國家及各地陸續(xù)出臺(tái)政策，大力推動(dòng)裝配式建筑與信息技術(shù)應(yīng)用已上升成為推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的國家戰(zhàn)略。然鋼材可循環(huán)利用，擁有較高回收率，隨著鋼產(chǎn)量供應(yīng)充足使鋼結(jié)構(gòu)建筑必將成為政策推薦的必然導(dǎo)向。

我國鋼結(jié)構(gòu)在公共建筑尤其在大跨度、大空間建筑中的應(yīng)用廣泛，且技術(shù)已經(jīng)十分成熟。每年非住宅類的居住建筑公寓、宿舍建造量相對較大且穩(wěn)定，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在非住宅類的居住建筑中的應(yīng)用推廣也符合國情。為了更好的執(zhí)行國家政策，推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的體系良性發(fā)展，認(rèn)真做好裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，研究刻不容緩。

1、項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目用地位于浙江省紹興市北部，柯橋區(qū)柯北村柯北工業(yè)園區(qū)內(nèi)，距紹興主城區(qū)約18公里。項(xiàng)目名稱為綠色集成建筑科技產(chǎn)業(yè)園（一期），性質(zhì)為工業(yè)用地?？傆玫孛娣e202232㎡，總建筑面積138054.3㎡，按規(guī)劃要求生活服務(wù)設(shè)施面積占地不超7%，總面積不超18%。其中綠筑GBS公寓1#、2#、實(shí)驗(yàn)樓，作為工業(yè)園區(qū)的宿舍功能產(chǎn)品，同時(shí)兼顧展示、體驗(yàn)集成建筑技術(shù)的功能。

綠筑GBS公寓1#，本次設(shè)計(jì)總建筑面積：4570.99平方米。本次設(shè)計(jì)宿舍間：130間，其中三人間104間，雙人間26間。使用功能：1層～4層為帶獨(dú)立衛(wèi)生間和封閉陽臺(tái)的單層三人間的宿舍用房，5層為雙人間。設(shè)計(jì)使用年限： 50年；抗震設(shè)防烈度6度。

2、裝配式技術(shù)體系

“浙江綠筑集成科技產(chǎn)業(yè)園員工公寓樓”獲批列入2017年住建部裝配式建筑科技示范工程。本項(xiàng)目為交鑰匙工程，采用交錯(cuò)桁架鋼框架結(jié)構(gòu)體系。

桁架采用混合桁架，走廊處不設(shè)斜桿，底部無落地桁架，在底層對應(yīng)軸線設(shè)橫向支撐。（圖2）

梁柱連接采用全螺栓連接，鋼柱延伸至地下室底板，嵌固層為首層地面。

樓板采用采用鋼筋桁架疊合板（圖3）及全預(yù)制局部疊合樓板（圖4）。

樓梯采用裝配式鋼樓梯，樓梯與主體結(jié)構(gòu)采用不傳遞水平力的連接形式。

外墻采用PC掛板：帶裝飾面的夾芯保溫一體板和PC外墻單板。

內(nèi)墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊干法砌筑施工或蒸壓加氣混凝土條板或輕鋼龍骨石膏板，實(shí)現(xiàn)墻體施工過程中，采用少量濕作業(yè)。

衛(wèi)生間采用科逸的集成衛(wèi)生間1218型號(hào)。

3、裝配率計(jì)算

根據(jù)上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)文件滬建建材【2016】601號(hào)文關(guān)于本市裝配式建筑單體預(yù)制率和裝配率計(jì)算細(xì)則（試行）的通知。該項(xiàng)目預(yù)制率和裝配率計(jì)算如下：

滿足業(yè)主要求，裝配率40%以上。

4、項(xiàng)目重難點(diǎn)分析

一般居住性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)都在于考慮如何防火，如何隔聲。而本項(xiàng)目的難點(diǎn)在于內(nèi)外墻排版布置的精細(xì)化、裝配式墻板之間的縫隙處理、室內(nèi)效果控制等等。這些在施工圖階段往往考慮的不夠全面，需要深化設(shè)計(jì)階段來完善。

4.1外掛預(yù)制混凝土墻板

在裝配式建筑中，為了實(shí)現(xiàn)高度的工業(yè)化建造，PC掛板大部分都是通過模具生產(chǎn)出來的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。一個(gè)建筑中模具越少，成本也就相對低。同樣是考核科研試驗(yàn)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)之一。施工圖設(shè)計(jì)階段，常規(guī)外墻往往考慮的比較少，如：僅僅是節(jié)能上傳熱系數(shù)是否滿足，外墻平立面是否對的上，外墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否能實(shí)現(xiàn)建筑效果，但是采用PC外墻時(shí)好多細(xì)節(jié)應(yīng)在施工圖設(shè)計(jì)中提前考慮。（圖5施工圖版本1，圖6為施工圖版本2）。

施工圖版本1與施工圖版本2中方案差距較大，種類明顯減少，由于是本項(xiàng)目宿舍樓，層高相同，戶型相同，為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化最大化，避免出現(xiàn)超長超寬板，設(shè)計(jì)上考慮轉(zhuǎn)角板與標(biāo)準(zhǔn)板拆開；女兒墻與頂層脫開；門窗種類標(biāo)準(zhǔn)化，減少異形窗的設(shè)計(jì)；底層室內(nèi)外高差勒腳板脫開采用干掛石材。

當(dāng)然具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)中考慮的因素可能不同，還有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

1.考慮PC構(gòu)件生產(chǎn)、堆放、運(yùn)輸?shù)目赡苄?。?gòu)件生產(chǎn)流程、構(gòu)件脫模、構(gòu)件生產(chǎn)平臺(tái)尺寸，構(gòu)件起吊設(shè)備、構(gòu)件運(yùn)輸條件、構(gòu)件生產(chǎn)方式等。

2.考慮PC生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。如模具成本及重復(fù)使用率、構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)措施、裝車運(yùn)能、人工成本消耗等；

3.考慮PC構(gòu)件預(yù)埋件的合理性。如根據(jù)PC重量合理設(shè)計(jì)脫模點(diǎn)和起吊點(diǎn)，盡量統(tǒng)一預(yù)埋件規(guī)格型號(hào)，以及各吊點(diǎn)的金屬件承擔(dān)荷載等，同時(shí)考慮預(yù)埋件加工采購的便利性，考慮鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換連接件、預(yù)埋件及鋼結(jié)構(gòu)牛腿位置的協(xié)調(diào)性。

4.考慮PC板縫的位置、處理措施，做好PC構(gòu)件數(shù)量與方量的統(tǒng)計(jì)表，預(yù)埋件數(shù)量統(tǒng)計(jì)表。

4.2內(nèi)隔墻設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性，內(nèi)隔墻需要著重考慮交錯(cuò)桁架處的隔墻方案。交錯(cuò)桁架內(nèi)隔墻設(shè)計(jì)研究方案有三種，兩側(cè)采用輕鋼龍骨石膏板，兩側(cè)采用聚苯顆粒水泥纖維條板，兩側(cè)采用ALC條板。最終通過調(diào)研評審，桁架兩側(cè)采用了75厚的ALC條板，無桁架處采用了150厚的ALC條板。ALC板材材料即蒸壓加氣混凝土板。目前國內(nèi)廠家主要引進(jìn)日本和德國技術(shù)。特點(diǎn)質(zhì)輕高強(qiáng)、耐火性優(yōu)良、抗?jié)B性優(yōu)良，現(xiàn)場可加工性良好。為工廠預(yù)制產(chǎn)品，精度高，可刨、可鋸，為現(xiàn)場裝配式板材。采用干作業(yè)，安裝簡便，工藝簡單，大大縮短工期，提高效率及施工質(zhì)量。板材自身有統(tǒng)一的模數(shù)，板的寬度可選范圍300—600mm，10mm間隔，標(biāo)準(zhǔn)寬度600mm。施工中雖然可以任意切割，但是常用的是300以上，局部不應(yīng)小于200，切割過多也會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場粉塵嚴(yán)重。所以需要設(shè)計(jì)提前考慮好隔墻的排版。洞口兩側(cè)的板材宜布置標(biāo)準(zhǔn)板。結(jié)合隔墻板規(guī)格詳見下表。

4.3裝配式墻板之間的縫隙處理

本項(xiàng)目裝配式墻板的縫隙有PC外掛墻板之間的水平縫、垂直縫，還有ALC條板之間，以及ALC條板與樓板底、頂接觸的縫隙處理。

PC掛板水平縫設(shè)計(jì)高低的企口縫，形成自然的構(gòu)造防水。PC外墻掛板板縫所用的密封材料應(yīng)選用耐候性密封膠，密封膠與混凝土的相容性、低溫柔性、最大伸縮變形量、剪切變形性、防霉性及耐水性等均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，且應(yīng)滿足外飾面防污和環(huán)保要求. 背襯材料可選用直徑為縫寬1.3-1.5倍的泡沫塑料棒或以PVC硬質(zhì)塑料片擋縫后嵌聚合物砂漿. （圖7）

外墻不同墻體材料交接處表面鋪500寬熱鍍鋅電焊鋼絲網(wǎng)，內(nèi)墻凡不同墻體材料交接處表面鋪300寬耐堿玻纖網(wǎng)格布。（圖8）

4.4室內(nèi)效果控制

鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在于走道凈高控制這塊并不占優(yōu)勢，只有通過全專業(yè)及BIM團(tuán)隊(duì)的協(xié)同設(shè)計(jì)，通力合作才能達(dá)到意外的效果。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁高已包含了板厚，而鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板是在梁的上面，故考慮凈高時(shí)要增加考慮板厚。層高3000，底層及頂層帶斜撐處的框梁高450，板厚120，面層預(yù)留50，吊頂高度50，則凈高只有2330.為了保證2300的凈高，再加上走道寬度有限，結(jié)構(gòu)梁上開洞過多不合理，則必須合理布置強(qiáng)弱電橋架、消火栓給水管、市政供水管、熱水管、加壓供水管（圖9）。其余層上弦桿只有200高，設(shè)備管線可以不用穿梁。

裝配式建筑管線常需考慮預(yù)留洞口，或者套管，否則現(xiàn)場開洞比較繁瑣，且不符合裝配式建筑的發(fā)展要求。根據(jù)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50242-2002）第3.3.13條規(guī)定：管道穿過墻壁和樓板，應(yīng)設(shè)置金屬或塑料套管。安裝在樓板內(nèi)的套管，其頂部應(yīng)高出裝飾地面20mm；安裝在衛(wèi)生間及廚房內(nèi)的套管，其頂部應(yīng)高出裝飾地面50mm，底部應(yīng)與樓板底面相平；安裝在墻壁內(nèi)的套管其兩端與飾面相平。穿過樓板的套管與管道之間縫隙應(yīng)用阻燃密實(shí)材料和防水油膏填實(shí)，端面光滑。穿墻套管與管道之間縫隙宜用阻燃密實(shí)材料填實(shí)，且端面應(yīng)光滑。消防管道穿越樓面，需要加設(shè)套管，套管高出樓板或地面50mm，套管與管道之間采用不燃材料封堵。（圖10）

結(jié)語：

綠筑集成科技產(chǎn)業(yè)園員工公寓樓項(xiàng)目是我司自2014年起，聯(lián)合多所高校，邀請眾多行業(yè)專家，結(jié)合歐美先進(jìn)裝配式技術(shù)，自主研發(fā)落地的公寓建筑產(chǎn)品。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)原則總結(jié)如下：

1.平面設(shè)計(jì)

1）平面設(shè)計(jì)遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，優(yōu)化構(gòu)件的尺寸和種類，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

2）內(nèi)外墻板的排版、接縫設(shè)計(jì)應(yīng)滿足構(gòu)造合理、施工方便的要求，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，合理進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，滿足防水、節(jié)能等要求。

立面設(shè)計(jì)

1）立面設(shè)計(jì)利用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化的特點(diǎn)，預(yù)制外墻板通過外墻構(gòu)件的靈活組合，實(shí)現(xiàn)富有工業(yè)化建筑特征的立面效果。

2）外窗門窗在滿足通風(fēng)采光的基礎(chǔ)上，考慮外墻板模數(shù)，通過調(diào)節(jié)門窗尺寸、位置使立面形成一定的靈活性。

2.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1）樓板形式、工程做法、內(nèi)裝吊頂方案、設(shè)備走向應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)。

2）鋼結(jié)構(gòu)柱梁連接方式、防火方案、裝修方案協(xié)同設(shè)計(jì)。

3）協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)包含各專業(yè)建筑、結(jié)構(gòu)、水、電氣、暖通、內(nèi)裝、幕墻及BIM，實(shí)現(xiàn)土建裝修一體化。

在目前國家推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的契機(jī)下，做好鋼結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)產(chǎn)品化設(shè)計(jì)已經(jīng)刻不容緩。鋼結(jié)構(gòu)本身就是預(yù)制構(gòu)件，如何更好的提高預(yù)制裝配率，如何做好細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，如何更好的銜接施工圖設(shè)計(jì)和深化設(shè)計(jì)，讓建筑真正做到土建裝修一體化。面對不同的工程，問題也各不相同，在設(shè)計(jì)的道路上我們需要學(xué)習(xí)的東西還有很多。

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