裝配式建築專題七 | 謝旺蘭：裝配整體式混凝土框架結構設計要點及案例分析

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謝旺蘭

上海天華建築設計有限公司總工程師，研究領域預製混凝土結構、超限高層混凝土結構、預應力混凝土結構；主編國標圖集《裝配式混凝土結構連接節點構造（剪力牆）》、《預製裝配式混凝土結構連接節點構造（樓蓋和樓梯）》，參編《全國民用建築工程設計技術措施裝配式建築專篇》-裝配式混凝土設計（剪力牆結構住宅）、多本上海市標準及行業標準。

本文從裝配式結構設計流程、構件組成分析，設計分析、連接設計、深化設計、案例分析六個方面介紹了裝配式混凝土框架結構設計要點，結合多年工作經驗總結了裝配整體式混凝土框架結構設計過程中需要注意的問題。

從設計角度比較現澆式建設流程和裝配式建設流程（見圖1）。裝配式建築建設過程中因為包括構件生產的環節，必然會增加構件加工圖設計，就是通常所說的構件深化設計。根據裝配式建築的特點，主體結構施工需要與內裝設計同步進行。除此以外，裝配式建築建造技術含量較高、裝配式建築容錯性很差，如果設計階段發生錯誤就會造成很大損失。所以，在裝配式建設流程前期中還增加了技術策劃這個階段，而技術策劃這個階段又往往被忽視。一方面設計單位接觸這個內容比較少，另一方面開發商的裝配式建築項目比較少，所以都沒有注重技術策劃階段。裝配式建築設計和傳統設計較大的差異就是有貫穿始終的協同設計過程，從技術策劃直到主體施工、內裝施工，都要與業主、設計各專業、施工單位協同、協作（見圖2）。

（a）現澆式建設流程

（b）裝配式建設流程

圖1 現澆式建設流程和裝配式建設流程的比較

圖2 技術協同貫穿裝配式設計流程

裝配式建設流程中有三個重要環節（見圖3）：

圖3 裝配式設計流程特點

第一，前期技術策劃十分重要，主要是分析產業政策，設計師除了考慮政策目標，同時要考慮客戶的利益需求最大化，有時客戶的想法遠遠超過政策目標，那麼就要兼顧政策同時達到產業化目標，從而確定技術方向。前期的技術策劃，對整個裝配式建築設計的技術走向至關重要，對成本影響特別大。

第二，技術協同貫穿設計全過程。過去傳統設計停留於設計院內部的建築、結構、設備、內裝專業配合，如毛坯房交付這樣的簡單設計連內裝專業都沒有，專業配合很少。而在裝配式建築中，內裝設計的配合就極其重要，和設計單位、建設單位、生產單位都需要協作，比如考慮深化設計、生產能力等。

第三，構件深化設計繁複瑣碎，裝配式建築都需要做構件的深化設計，這部分設計內容在傳統設計中不是放在設計院做，而是放在加工廠做，而對於裝配式建築，有些設計院和加工廠不願意或沒有能力做構件的深化設計，深化設計的內容比想象的多得多，要考慮的問題也和傳統分工差距比較大。傳統建築設計對施工問題考慮得很少，裝配式建築設計必須考慮生產、吊運、現場施工等要求，內容繁瑣複雜。

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裝配整體式結構設計的一般要求

1）建築設計應遵循少規格、多組合的原則

2）宜採用主體結構、裝修和設備管線的裝配化集成技術

3）建築設計應符合建築模數協調標準

4）圍護結構及建築部品等宜採用工業化、標準化產品

5）宜選用大開間、大進深的平面布置

6）宜採用規則平面和立面布置

結構設計是一個複雜的體系，但是做裝配式建築設計是需要把複雜的體系分步驟來解決問題的。做裝配式建築首先很重要的是要具有工業化的思維，就是我們常說的概念設計，只要把成本因素、施工的便利性考慮進去，就比較合理。例如，我們說標準化是為了降低成本，不做標準化設計構件規格和數量就會很多，必然會提高成本。對於施工的便利性，傳統設計中開間會選用2-3m的跨度，板厚度較小，而對裝配式的疊合樓板來說，可能4-6m是比較合適的正常板跨，也有一些案例選取了更大板跨。

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裝配整體式結構最大適用高度

設計時首先要考慮裝配式結構是否適合在該建築中應用，圖4的表格給出了裝配整體式結構與現澆結構體系的最大適用高度，如果結構體系的主要抗側力構件節點連接採用現澆混凝土，應該能滿足受力要求（裝配整體式剪力牆結構和裝配整體式部分框支剪力牆結構，在規定的水平力作用下，當預製剪力牆構件底部承擔的總剪力大於該層總剪力的50%時，其最大適用高度應適當降低；當預製剪力牆構件底部承擔的總剪力大於該層總剪力的80%時，最大適用高度應取表6.1.1中括弧內的數值）。差別有三點：1）9度抗震設防烈度不適用於裝配式混凝土結構；2）裝配式框架結構及裝配式框架-現澆剪力牆結構的最大適用高度與現澆式結構相同；3）裝配式剪力牆結構的最大適用高度有所降低。

圖4 裝配整體式結構與現澆結構最大適用高度

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框架結構和框架-剪力牆結構的預製構件

裝配式框架結構和框架-剪力牆結構建築的預製構件包括：柱（全預製柱）、梁（疊合梁、全預製梁）、板（疊合板（免模或免模免撐）、全預製板）、樓梯（全預製樓梯）、外牆板（全預製外牆板（單牆或夾心保溫））、女兒牆等（見圖5），這裡所說的外牆板不是指剪力牆，而是指外掛牆板，因為框架-剪力牆結構中的剪力牆部分按體系要求必須是現澆的。以下內容較少涉及外掛牆板、樓梯和女兒牆等，主要針對抗側力構件。筆者認為一個裝配式建築連主體結構都未採用裝配式，離裝配式建築的標準就還有一段距離。

（a）裝配式框架結構三維示意圖

圖5 框架結構和框架-剪力牆結構的預製構件

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預製構件布置負面清單

並不是所有的結構都適合採用預製構件。標準為設計人員提供依據，設計人員也習慣用標準約束行為，在現行規範下，

1）裝配整體式框架-剪力牆結構的剪力牆部分應該是整體現澆的，不適宜採用預製構件。

2）高層裝配整體式結構，《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ 1-2014（后簡稱JGJ 1）中規定：

高層裝配整體式結構的框架結構宜設置地下室，地下室頂板不宜採用裝配式，宜採用現澆混凝土；需要特別注意，裝配整體式框架結構中預製柱水平接縫處不宜出現拉力，這種情況下不能採用裝配式。

3）帶轉換層的裝配整體式結構，JGJ 1中規定：

6.1.9 帶轉換層的裝配整體式結構應符合下列規定：

1 當採用部分框支剪力牆結構時，底部框支層不宜超過2層，且框支層及相鄰上一層應採用現澆結構；

4）裝配整體式結構的樓蓋，JGJ 1中規定：

5）裝配整體式框架結構預製柱，JGJ 1 中規定：

5

框架結構和框架-剪力牆結構的預製率

根據上海的《上海市住房和城鄉建設管理委員會 關於本市裝配式建築單體預製率和裝配率計算細則（試行）的通知》（滬建建材[2016]601號）文要求計算出來的預製率（見圖6）。很多地方政府部門提出了裝配式建築比較重要的兩個指標：預製率和裝配率。如果框架結構和框架-剪力牆結構所有的構件都採用預製，一個框架結構採用免模樓板計算的預製率係數能達到73%，如果採用免模免支撐樓板能達到78%，這個數據並不是用預製混凝土構件部分與建築全部混凝土總體積比例產生的，而是根據601號文用權重係數計算出來的。如果符合設計條件，用601號文可以計算出更高的預製率。圖6表示的是框架-剪力牆結構如果所有的構件都採用預製構件，預製率係數達到80%左右，那麼按照這個文件計算預製率就可以達到40%上下，滿足上海地區的要求。這種計算結構都沒有包括使用外掛牆板和預製隔牆的情況，其實在框架結構和框架-剪力牆結構中還是有機會使用外掛牆板，如果選用外掛牆板后，甚至可以選擇比較少的其他構件採用預製。

圖6 框架結構和框架-剪力牆結構的預製率

裝配式框架結構構件組成方式有三種：1）按照體型分類，預製構件有一維的、二維的、三維的，現在常用的是一維的構件 ，主要針對的是桿系體系的框架結構；2）從節點形式分類，節點選用預製（圖7（a）~（c））或現澆（圖7（d））；3）以柱的形式分類，分為單層或跨層。現在常用的還是一維桿件，優點是構件容易預製安裝，提供了在節點調整誤差的餘地，如圖8中跨層截斷式柱的情況。從安全的角度來說，三維的構件安裝精度要求高，但從製作的角度來說，三維構件製作難度大，佔用場地更大，運輸維護困難更大。

（a）預製節點一

（b）預製節點二

（c）預製節點三

（d）現澆節點

圖7 裝配式框架結構預製與現澆節點

圖8 一維構件跨層截斷式

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樓蓋結構布置形式

樓蓋結構的布置形式有單向板和雙向板兩種，布置形式會影響到主體結構的設計。布置時需要考慮三個因素：構件的生產、構件的運輸和吊裝、構件的連接，這三個問題都是裝配式結構區別於現澆混凝土結構的要點，如JGJ 1中的圖6.6.3所示。

1設計方法

從設計方法上說，規範明確了裝配式框架結構等同於現澆混凝土框架結構，不是說連接、構造等做法都等同於現澆混凝土框架結構，而是指性能上等同於現澆混凝土框架結構，節點滿足現澆結構要求,如JGJ 1的7.1.1描述。

2抗震等級

從抗震等級上來說幾乎沒有差別，微小差別是對建築高度分界有所不同，限高數據要求有所變化，如JGJ 1中的表6.1.3所示。

3結構布置及構件設計

從結構布置來看，還是需要有工業化思維。裝配式建築的要求是對齊，柱網布置對齊，樑柱對中布置，在現澆混凝土結構設計中，構件貼邊放置的情況大量存在，而在裝配式建築中，構件貼邊放置就被認為是不合適的方案，因為構件放在中間並不會影響主體結構的設計，而放在邊上確實嚴重影響節點的連接。裝配式建築中，相交兩方向梁底宜留設高差，如果忽視了高差，在節點處梁的鋼筋會出現相遇的問題，現場再考慮避讓會帶來更多的問題，雖然也有辦法解決，但是設計中留設梁底高差是更合適的選擇。建築大開間設計就會提到宜採用大板跨，減少梁數的要求。同時應該合理歸併，減少構件類型。此外，以下這3條主要是為了節點連接的需要：1）採用適當的構件截面，避免配筋量過大，比如現澆結構中強調柱子寬度是梁寬度的1.5倍，而裝配式建築不特彆強調;2）採用高強度鋼筋，減小配筋量;3）採用大直徑、少根數、大間距的配筋方式。

4分析模型及參數

裝配式混凝土結構區別於現澆混凝土結構建築還有以下幾個方面：

1）梁支座模型為鉸接或剛接：從連接便利的角度，梁採用裝配式設計時採用鉸接的支座模型比較好。框架梁不適合做鉸接，這裡指的是梁板梁的支座首選鉸接支座，JGJ 1中指出：

2）樓蓋面內剛度假定和梁剛度增大係數：這一點與現澆混凝土結構不同，梁的剛度放大需要考慮疊合板底板是預製的，預製部分和梁的連接處有縫，計算時預製底板不適合完全考慮平面內無限剛性假定的，規範也給出參考數據，增大係數1.3~2.0比現澆混凝土的係數要小。JGJ 1的6.3.4指出：

3）周期折減係數：:視圍護結構對結構剛度的影響而定的，因為連接方式不清晰，外牆板對結構主體的影響到底有多大不易量化，需慎重使用周期折減係數，評估圍護結構對主體結構剛度的影響。

4）樓板的布置方式會影響荷載傳遞路徑：這裡並不是說布置成單向板就一定按照單向板傳力路徑，採用合適的連接構造還是趨近於雙向板的傳力方式。如果完全布置成單向板，對結構傳力路徑還是有影響的。

5）混凝土保護層厚度：需要考慮鋼筋連接的要求，因為連接套筒的直徑都比較大，會向構件內部偏移，而且偏移數據還不小，比如柱的中心鋼筋旁邊會留出70mm，差距還是比較大的。

5位移角限值

裝配式混凝土建築的位移角限值要求與現澆混凝土建築是一致的。增加了多層裝配式剪力牆結構的形式，因為考慮到連接方式不同，多層裝配式剪力牆結構允許相對弱的連接和剛性剪力牆不太一樣，所以對位移角限值提出了1/1200的更嚴格要求，這也是考慮了連接的影響，JGJ 1中的6.3.3條和表6.3.3對此給出了敘述。

接縫正截面承載力

具體到裝配式框架結構連接設計，最重要的部分是連接方式和現澆混凝土結構不同。裝配式整體式結構中，接縫的截面承載力應符合現行國家標準《混凝土結構設計規範》GB50010的規定，接縫的受剪承載力應驗算並符合持久設計和地震設計狀況，一般情況下連接部分的承載力都不會小於桿件，所以接縫的正截面受壓、受拉及受彎承載力可不必計算，只需驗算抗剪承載力。其中，接縫受剪承載力增大係數，抗震等級為一、二級取為1.2，抗震等級為三、四級取為1.1，在梁、柱端部箍筋加密區及剪力牆底部加強部位，有強接縫弱構件的要求，詳見JGJ 1的6.5.1條。

預製柱底水平接縫的受剪承載力驗算

具體到預製柱底水平接縫的受剪承載力的驗算，在地震設計狀況下，預製柱受壓時底部水平接縫的剪力包括兩個部分，一是構件摩擦抗剪，一是鋼筋銷栓抗剪。如果是預製柱受拉的時候，就沒有摩擦抗剪這一項，同時考慮拉力的影響，鋼筋銷栓抗剪公式略有變化，詳見JGJ 1的7.2.3條。

疊合梁端豎向接縫的受剪承載力

裝配式框架結構疊合梁端豎向接縫的受剪承載力設計值包括以下三個部分：現澆疊合層抗剪、鍵槽抗剪和鋼筋銷栓抗剪。和柱底水平接縫抗剪承載力不同，疊合梁端豎向接縫的受剪承載力有持久受力狀況和地震設計狀況兩種工況，地震工況要做調整，大約是持久工況的0.6倍，詳見JGJ 1的7.2.2條。

疊合梁水平疊合面的受剪承載力驗算

裝配式框架結構疊合梁水平疊合面的受剪承載力驗算可參考下式計算，

受剪承載力設計值包括兩項，混凝土粘結抗剪和鋼筋抗剪。

未配置抗剪鋼筋的疊合板，水平疊合面的受剪承載力驗算

疊合板有時也是沒有鋼筋配置的，可參考下面的公式，

因為疊合板的疊合面面積較大，一般情況，即使沒有配置鋼筋也是能滿足水平疊合面的受剪承載力要求。

結合面

JGJ 1中規定，

裝配式框架結構連接設計還有對結合面質量的要求，結合面根據特徵分為兩類，一類是粗糙面，一類是設置鍵槽，也可以兩種形式都考慮。比如預製梁端面，按規範要求應設置鍵槽，鍵槽可以選擇貫通梁端截面寬度的或者不貫通的。規範對鍵槽的尺寸有很具體的要求（見圖6.5.5）。對粗糙面有具體要求：粗糙面的面積不宜小於結合面的80%,預製板的粗糙面凹凸深度不應小於4mm，預製梁端、預製柱端、預製牆端的粗糙面凹凸深度不應小於6mm。我們在現場看到有很多粗糙面不是水洗方式產生的，往往達不到要求。如果用刻痕鋼板、花紋鋼板，粗糙面的深度大致就是1-2mm，質量上是令人擔心的。設計承載力驗算並沒有考慮到結合面的設計，即使結合面再光滑，也有一定的抗剪能力，計算時採用偏於安全的方式不予考慮。有些構件生產廠家做水洗，完成的粗糙面很標準。

鋼筋連接方式

根據不同的受力情況，在符合國家現行有關標準規定的前提下，允許在裝配整體式結構中採用多種鋼筋連接方式已在JGJ 1的6.5.2條中給出。具體到預製柱的縱向鋼筋連接能選用的方式不是很多，應符合JGJ 1中的7.1.2的規定。

接縫處的材料

還有一個需要注意的是接縫處混凝土或灌漿料，JGJ 1的6.1.12中規定預製構件節點及接縫處后澆混凝土強度等級不應低於預製構件的混凝土強度等級，所以也不強調一定要高於。

預製柱連接節點

JGJ 1中的圖7.3.5給出了鋼筋採用套筒灌漿連接時柱底箍筋加密區構造示意；也可參考其他資料的圖5.6.12中給出的柱底后澆段箍筋配置示意。

疊合梁連接節點

JGJ 1中的圖7.3.3給出了疊合梁連接節點示意，圖9給出了現場施工實例。

圖9 現場工程實例

后澆樑柱節點

樑柱連接節點做法主要採用混凝土現澆節點或稱之為後澆節點。JGJ 1中的圖7.3.8-1給出了預製柱及疊合梁框架中間層中節點構造示意，如果兩側梁等高，若不做調整，兩側鋼筋在柱中節點處就會相遇，必須考慮鋼筋避讓注意安裝順序，否則節點內就會出現鋼筋彎曲的情況。如果鋼筋多層排布的，就會造成等高的梁內鋼筋交叉嚴重，鋼筋彎折幅度很大，所以首選的節點設計是兩邊梁不等高的情況，更便於梁內鋼筋的避讓。樑柱節點最重要的就是鋼筋的避讓，圖10中示意是水平方向的鋼筋錯位，具體設計中也有考慮上下豎直方向鋼筋錯位的，水平向錯位比豎直向錯位更容易掌握。

圖10 裝配式框架結構連接設計-后澆樑柱節點構造（一）

預製柱及疊合梁框架頂層邊柱或者角柱節點如圖11所示。在頂層做法一般會選擇上升一個長度，以解決在這個位置鋼筋不適合向下彎折的問題。在現澆樑柱邊節點處，梁鋼筋向下彎折長度很大，所以如果不考慮預製柱頂層邊柱、角柱節點上升高度，梁內鋼筋在節點處不能放置，下部的預製柱無法完成，會造成很多施工問題。如圖11中節點K1-15所示，梁內需要設置腰筋時，因為有雙向梁的問題，腰筋一般選擇后裝。雖然技術上可以選擇腰筋后裝，但是做梁腰筋本身就不是一個好的選擇，最好的設計是不設置抗扭腰筋。如果必須設置抗扭腰筋，就需要考慮后裝，否則會妨礙另一方向預製梁的吊裝。還有別的形式可以不妨礙吊裝，比如梁鋼筋放置在節點外連接，另一個方向的梁鋼筋放置在節點外。如何設計成梁無需抗扭？本來就需要靜力平衡的抗扭腰筋除外，因為再如何解決都存在扭矩，而協調扭矩應該釋放，例如，次梁的端支座應該考慮鉸接，這樣主梁就不存在扭矩了。否則，主梁都帶有很小的扭矩，就需要設置腰筋，工程師在設計中就非常被動。

圖11 裝配式框架結構連接設計-后澆樑柱節點構造（二）

梁底縱筋節點外后澆段內的連接構造如圖12所示。

圖12 裝配式框架結構連接設計-后澆樑柱節點構造（三）

主次梁連接節點

JGJ 1中的圖7.3.4給出了主次梁節點連接節點構造示意。圖13給出了現場工程實例。還可參考其他資料中的圖A.0.3-1給出了牛擔板企口接頭示意，圖A.0.1的平企口端部配筋示意圖，A.0.2的挑耳梁截面配筋。

圖13 裝配式框架結構連接設計-主次梁連接節點現場施工實例

疊合板接縫

疊合板縫的連接在JGJ 1中的圖6.6.4給出了疊合板端及板側支座構造示意；圖6.6.6給出的是雙向疊合板整體式接縫構造，安裝時鋼筋會互相妨礙，國家建築標準設計圖集（《裝配式混凝土結構連接節點構造》G310-1～2(2015年合訂本)，后簡稱G310-1～2）中給出的是圖14所示的后澆帶形式板縫，安裝時沒有妨礙，但是后澆帶會寬一些。還可能出現JGJ 1中的圖6.6.5中單向疊合板板側分離式拼縫構造，對板縫預製或現澆帶提出更具體的要求。

圖 14 后澆帶形式板縫

深化設計最重要的原則是滿足生產和安裝的要求。裝配式框架結構與現澆混凝土框架結構最大的區別是：有短暫設計狀況。JGJ 1中規定如下，

其中，如製作、運輸和堆放、安裝等短暫設計狀況下的預製構件需要按照現行國家標準規定進行驗算。這樣設計工況就有很大的不同。除此以外，還有裝配式建築的一些具體的情況，比如吊裝、預埋件、設備管線的集成等，都要反應到深化設計中，所以深化設計圖內容比較複雜，如圖15所示。

（a）預製梁配筋圖

（b）預製柱配筋圖

圖15 裝配式框架結構深化設計圖示例

（一）案例一：合肥某辦公綜合樓

1、概況

2,單體建築預製率很高83%左右。為什麼預製率做這麼高呢？這也是設計策劃的時候客戶提出的要求，是一個展示裝配式技術的建築。所以盡量使用裝配整體式，預製率比較高。從建築的角度來說，做一個型體上的分析。柱網尺寸是裝配式框架建築標準化設計的關鍵，標準化柱網基本決定了預製疊合梁和疊合板的布置方式和種類數量。項目平面布局採用了6.9m×6.9m的標準化柱網尺寸，奠定了裝配式建築設計的基本模數。標準化柱網使得樓板跨度和開間種類不超過3種，預製柱、梁、板的種類大大減少。可以說從前期策劃就考慮了工業化需求。項目平面布置方正，立面設計採用工業化理念，少規格多組合，應該說達到了建築物個性化的需求。

項目基本信息如下，效果圖如圖16所示。

▲ 建築面積6100平方米，地上5層，建築總高度22.1m

▲ 主要建築功能為辦公、展示及廠區配套服務用房

▲ 各層層高分別為：底層層高5.0m，二～五層均4.2m

▲ 大樓整體立面採用玻璃幕牆＋外掛PC牆板

▲ 結構體系：裝配整體式框架結構，抗震等級為三級

▲ 預製範圍：預製外掛牆板、預製柱、預製疊合梁、預製預應力空心板疊合樓板（局部鋼筋桁架疊合板）、預製樓梯、預製清水混凝土內牆、NALC加氣混凝土輕質條板、預製女兒牆等

▲ 單體建築預製率：83％左右

圖16 合肥某項目效果圖

2、建築設計——體塊分析

▲ 6100㎡體量分解---引入綠色中庭，雙面採光解決24m進深中部採光差的問題。

▲ 採光中庭可使辦公空間的自然採光性均好，減少用電照明，節能且光環境佳。

▲ 同時創造視線和空間交流上的趣味性。

圖17 建築設計——體塊分析

3、建築設計——柱網標準化

▲ 柱網尺寸是裝配式框架建築標準化設計的關鍵，標準化柱網基本決定了預製疊合梁和疊合板的布置方式和種類數量。

▲ 平面布局採用了6.9m×6.9m的標準化柱網尺寸，奠定了裝配式建築設計的基本模數。標準化柱網使得樓板跨度和開間種類不超過3種，預製柱、梁、板的種類大大減少。

圖18 建築設計——柱網標準化

圖19 建築設計——平面設計

5、建築設計——立面設計

圖20 建築設計-立面設計

6、預製體系

考慮到本項目為預製裝配式示範項目，為進一步體現裝配式建築工業化建造的優勢，盡量減少現場濕作業，設計遵循預製構件範圍最大化原則來進行裝配結構體系設計。預製範圍如下：

1）框架柱（-0.200～屋頂）

2）主、次梁（二～屋頂層）（採用疊合梁做法）

3）樓板（局部採用鋼筋桁架疊合樓板，其餘均採用預應力空心板疊合板）

4）內隔牆（預製清水混凝土內牆、預製陶粒混凝土內牆、NALC加氣混凝土輕質條板）

5）樓梯（預製梯段＋預製門架）；

6）外立面（預製外掛牆板＋玻璃幕牆）

7、體系特點

本項目建築物儘可能考慮裝配式的部分，預製結構體系主要特點：

1）框架柱從基礎頂面～屋頂全高預製，底層柱柱腳擴大截面，見圖21（a）。

2）辦公房間無次梁布置，採用預應力空心板疊合板，免模免支撐提高了施工效率，見圖21（b）。

3）部分大跨度框架梁採用先張法預應力預製疊合梁

4）外立面採用預製外掛牆板＋玻璃幕牆交錯布置

（b）預應力空心疊合板免模免支撐

圖21 預製結構體系主要特點

1、項目概況

該項目為集購物中心、休閑娛樂為一體的大型商業購物中心，位於上海市閔行區；建築平面尺寸約為183mX167m（長度x寬度），柱網尺寸8.4mX8.4m；內院式中庭的設計可以活躍空間氛圍，但導致建築平面複雜，部分區域難以採用預製；主體建築設計：中建上海院；施工總承包：中建八局；PC深化設計：上海天華。效果圖與概況見圖22。

▲效果圖

▲ 項目概況

圖22 項目效果圖與概況

值得注意的是，由於各種原因，這個設計到後期才開始深化設計。最初，業主通過其他的工業化措施實現裝配式建築，但是不能達到上海政府部門對建築裝配率的要求，其他工業化措施可以在裝配式建築中實施，但是不能代替預製率，這個項目是按照建築預製率30%來實施的。圖19中粉紅色部分採用的是雙T板樓蓋方案，其他部分採用的平板形式。

圖23 典型樓層結構平面布置圖

2、上部結構特點

建築平面，寬度167mx長度183m，平面尺度大，結構超長；地上四層，局部五層，主要屋面標高為20.900m，局部影廳屋蓋標高23.750m，室內外高差0.3m；總建築高度＜24m，按多層建築設計；商業內中庭平面開大洞，影廳夾層樓板開大洞，有效樓板削弱較多；平面內存在多處大懸挑梁、大跨梁；上部結構採用裝配整體式框架結構，柱均現澆，單體建築預製率達到30%，在上海不算高，上海現行標準已提高至40%。因項目施工初期介入，柱網布置已既成事實，而且商業建築平面、立面比較靈活，不宜大面積採用裝配式，需要同時考慮到施工的因素。如果設計初期介入，可以考慮柱網採用預製柱形式，從而提高預製率。目前，該項目採用預製方案為預製樓梯、疊合梁（預製+現澆疊合層），標準單元內採用預製雙T疊合板底板，不太規整的部分採用鋼筋桁架疊合板底板這種平板形式。可以說除柱網布置外，其他有能力並適合採用裝配式的部分都已經採用了。還有一些構件尺寸很大，影響吊裝的部分，就直接選擇放棄採用裝配式。根據中建八局現場施工組織彙報預製構件統計的情況，總合計5708件，採用的主要構件類型有框架梁、次梁、疊合板、梯段、雙T板（見表1）。

表1 PC構件統計表

數據來源：中建八局---現場施工組織方案彙報

3、預製疊合板的比選

該項目最重要的技術特點是樓板使用了雙T板，並做了經濟性比較（見圖24）。

（a） 預製雙T疊合底板方案與無鋼筋桁架疊合底板方案比選

（b） 成本對比

圖24 方案與經濟性對比

雙T疊合板方案比疊合板方案還是略便宜一些，價格也視當地供貨具體情況而定。雙T板方案最大的優勢是免模免支撐，吊裝效率高。如果採用普通的無鋼筋桁架疊合板方案，是兩根次梁的形式，通常劃分為六塊板，兩根次梁的存在容易影響吊裝等施工進度。所以選用雙T板有助於效率的提高。項目中使用的雙T板方案與標準圖集的雙T板略有差別的（見圖25），項目採用的雙T板是等截面的肋，挑出部分也是等截面的，等截面的一個優勢是在切割板的時候保證板端部尺寸一樣、厚度一樣，從室內看感官比較好；等截面另一個優勢是便於做不同跨度的連接板時選用同樣的模具來製作。如圖26所示，雙T板支座處採用倒T型的雙挑耳或單挑耳來支撐雙T板，雙T板與支承構件採用干連接形式。除了雙T板外，次梁也採用干連接的形式擱置在挑耳上。

（a）雙T板平面布置圖

（b）次梁支座做法

圖25標準柱網的雙T板

（a）雙T板支座做法

（b）次梁支座做法

圖26雙T板、次梁支座做法

4、塔吊及汽車吊布置

由於項目構件的重量比較大，其中雙T板是比較輕的，重量接近5噸，可使用塔吊吊裝。還有超過10噸的梁等其他構件，需要採用汽車吊完成吊裝。項目由塔吊和汽車吊相結合完成安裝，如圖27所示。

（a） 塔吊布置圖

（b） 汽車吊布置

圖27 塔吊及汽車吊布置

5.施工現場

圖28 給出了一些典型預製構件現場施工情況。

（b）疊合梁

（c）雙T板吊裝

（d）雙T板連接

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