□□ 李園峰，楊文杰，田 磊，宋邵玉 (中機十院國際工程有限公司, 北京 100083)

引言

裝配式建筑是建筑業(yè)的一場革命，是生產(chǎn)方式的全面變革。裝配式建筑具有諸多的優(yōu)點，我國裝配式建筑市場潛力巨大，但是由于各方面基礎(chǔ)薄弱，其發(fā)展形勢也不能盲目樂觀。

1 裝配式建筑面臨的問題

當前，裝配式混凝土建筑主要面臨六個方面的問題：

(1)設計體系不夠完善。裝配式建筑標準化、一體化設計的關(guān)鍵技術(shù)和方法發(fā)展緩慢，存在設計和加工、施工裝配等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)脫節(jié)的問題。

(2)技術(shù)體系不夠先進。從設計、生產(chǎn)、裝配施工、裝飾裝修到質(zhì)量驗收的全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)缺乏，且系統(tǒng)集成度低。

(3)體制機制不夠健全。在預制裝配式建筑項目監(jiān)管流程上，尚未形成促進建筑工業(yè)化快速發(fā)展的創(chuàng)新機制[1]。

(4)工程成本略顯偏高。引起裝配式建筑項目成本偏高的主要原因是：不成熟的裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計體系、裝配式建筑項目未推行EPC工程總承包管理模式、裝配式建筑未進入大規(guī)模批量化生產(chǎn)階段等。

(5)宣傳引導不夠全面，尤其是在裝配式建筑的抗震性能方面。

(6)專業(yè)人才和產(chǎn)業(yè)工人有待培養(yǎng)。

2 裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設計過程

2.1 預制構(gòu)件的節(jié)點設計

預制構(gòu)件的節(jié)點設計直接影響著建筑結(jié)構(gòu)功能和抗震性能，是裝配式建筑設計的重點，同時也是工程項目施工完成后極易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)[2]。所以，在進行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計時，一定要注重各連接節(jié)點的結(jié)構(gòu)與安全性能，以保證在使用過程中荷載分布合理、構(gòu)造安全可靠。裝配式建筑涉及到的預制構(gòu)件連接節(jié)點主要有梁柱相交節(jié)點、剪力墻豎向和水平連接節(jié)點、疊合樓板拼縫連接節(jié)點、疊合板式陽臺與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點以及預制樓梯與平臺板或樓板的連接節(jié)點等。除對連接節(jié)點進行計算分析外，還應運用概念設計輔以一定的構(gòu)造手法確保結(jié)構(gòu)的耐久性與穩(wěn)定性，如預制剪力墻的豎向連接，可利用水平現(xiàn)澆連接帶、豎向主要受力鋼筋連接技術(shù)將其連接為整體；預制剪力墻的水平連接，可通過L型、T型和一字型的豎向后澆段連為整體。裝配式混凝土建筑節(jié)點的鋼筋連接方式主要有套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、抗剪鍵槽、預埋件等[2]。

另外，在進行預制構(gòu)件的連接節(jié)點設計時，還應考慮連接部位的保溫、防滲、防漏等問題，力求構(gòu)件的整體性和安全性。

2.2 深化設計

與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)不同，裝配式混凝土建筑在原有的方案、初設、施工圖設計后，增加了預制構(gòu)件的深化設計。深化設計不能簡單地理解為各專業(yè)施工圖的翻樣，需綜合各專業(yè)設計內(nèi)容，包含各專業(yè)施工圖、精裝設計、生產(chǎn)工藝設計以及施工方案設計等。從嚴格意義上講，預制構(gòu)件的深化設計就是繪制預制構(gòu)件的加工詳圖，包括構(gòu)件模板圖(幾何尺寸、表面要求、裝配方向、預埋吊件、構(gòu)配件明細表等)、構(gòu)件配筋圖(鋼筋定位、鋼筋直徑及下料加工尺寸)、機電管線預留預埋(電線盒、水管壓槽、空調(diào)孔洞等)以及施工預留預埋(臨時支撐固定、后澆段模板固定、施工電梯、施工外防護架、塔吊固定等)等內(nèi)容。進行預制構(gòu)件的深化設計時必須滿足一定的設計條件，即應具有審查合格的各專業(yè)施工圖、滿足水電及精裝修預留預埋的裝修設計圖、滿足施工措施預留預埋的施工組織設計以及滿足構(gòu)件生產(chǎn)工藝需求的預制構(gòu)件加工廠。深化設計直接關(guān)系到后期施工操作的可行性，深化設計合理可大大地降低工程造價，提高建筑后期的使用功能，在整個裝配式建筑設計中至關(guān)重要。

2.3 整體構(gòu)造設計

裝配式混凝土建筑的設計應保證結(jié)構(gòu)的整體性，其中的構(gòu)造設計部分除了應符合現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)普通的構(gòu)造措施外，其自身還有一些獨特之處。如對于疊合板，預制板厚度不宜<60 mm，考慮到樓板的整體性要求以及設備管線預埋、鋼筋鋪設、施工誤差等因素影響，后澆混凝土疊合層厚度不應<60 mm，工程中普遍采用70 mm；雙向疊合板板側(cè)的整體式接縫一般采用后澆帶形式，后澆帶的寬度不宜<200 mm，板在拼接時應考慮鋼筋避讓。對于剪力墻，當預制外墻采用夾芯墻板時，外葉墻板的厚度不應<50 mm，且外葉墻板應與內(nèi)葉墻板可靠連接[3]。相鄰預制剪力墻之間設置的后澆段寬度不應小于墻厚且不應<200 mm；屋面及立面收進的樓層，封閉的后澆鋼筋混凝土圈梁應在預制剪力墻頂部設置，頂部倘若不存在后澆筑式圈梁，應設計成連續(xù)水平式后澆帶[4]。

2.4 施工圖審查

因設計師的設計成果均以圖紙的形式呈現(xiàn)，并以此來指導施工，因此，一定要對設計出的施工圖進行審核并且校驗，以減少施工問題的出現(xiàn)，這是控制圖紙質(zhì)量以及施工質(zhì)量最為有效的手段之一。一般初設完成后，建設單位應將施工圖設計文件、預制率計算書等文件報送施工圖審查機構(gòu)進行審查，由施工審查機構(gòu)完成裝配式項目設計文件的技術(shù)審查，同時對預制率、裝配率按照項目立項批文的內(nèi)容進行復核。對于裝配式建筑在施工圖設計完成后外審單位就需介入，并在后期構(gòu)件加工圖設計中進一步進行審查。審查內(nèi)容涉及較多，如結(jié)構(gòu)總說明是否包含裝配式結(jié)構(gòu)的專項說明、是否缺少圈梁和水平現(xiàn)澆帶等內(nèi)容的平面布置圖、剪力墻后澆段配筋詳圖是否與預制墻板水平筋構(gòu)造詳圖匹配、建筑結(jié)構(gòu)施工圖與產(chǎn)業(yè)化設計圖紙內(nèi)容是否協(xié)調(diào)等[5]。但由于裝配式混凝土建筑的施工圖以及構(gòu)件加工圖內(nèi)容較多，常需符合裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑施工圖設計及審查要點，進行圖紙的校審，也可使用BIM 軟件建立模型，通過軟件對其進行自動碰撞檢查[6]。

2.5 成本控制

成本控制是設計中的重要環(huán)節(jié)之一，設計單位應在施工前對整體工程進行成本預算，對預制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸和安裝成本進行預估，綜合考慮項目所在地區(qū)構(gòu)件加工廠的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)能力，施工單位的運輸、安裝等施工條件[2]。具體的控制措施如下：

(1)設計階段盡量優(yōu)化設計方案，選擇合理的技術(shù)方案和技術(shù)體系，提高構(gòu)件的標準化程度，提高標準構(gòu)件重復率高。

(2)設計、加工、施工一體化，外墻保溫、裝飾在工廠一體化完成，可節(jié)省外腳手架和工期。

(3)利用BIM軟件進行建模，在構(gòu)件生產(chǎn)前查找漏洞，避免后期在預制構(gòu)件上開槽打洞。

總之，在裝配式混凝土建筑設計中，應盡量設計更多的標準構(gòu)件，才能縮短工期，降低工程成本[7]。

3 結(jié)語

建筑行業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)型發(fā)展的責任重大。推動建筑業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，以裝配式建筑為主要抓手，在裝配式建筑設計過程貫徹標準化的設計理念，通過實施裝配式建筑一體化建造方式，不斷加快技術(shù)和管理創(chuàng)新發(fā)展，使得建筑工業(yè)化程度不斷提升。