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摘要：装配式建筑是现代建筑形式优化的重点方向，其应用可显著降低施工现场湿作业量，进而达到简化施工流程、防范施工污染的作用，同时提高建筑工程标准化程度。本文结合昆山公园壹号名邸B地块项目设计及施工经验，研究装配式建筑在工程项目建设过程中的具体应用，重点关注装配式建筑的设计要点及施工注意事项，为相似工程设计优化提供理论参考。
关键词：装配式建筑；方案设计；预制构件设计
引言
装配式建筑施工前在厂家完成预制构件的标准化、流程化生产，然后将预制构件运输至施工现场，通过吊装、焊接、胶连等方式连接为建筑整体。预制构件的存在使得装配式建筑方案设计与现场施工之间形成更加紧密的联系，方案设计过程中，预制构件的种类、规格、参数等均需与工程建设要求高度一致，确保装配式建筑施工精度的同时兼具经济性，因此有必要对装配式建筑设计要点做系统性总结。
1项目概况
昆山公园壹号名邸三期B-1地块项目位于江苏省昆山市，该项目为住宅建筑，整个建筑采用框架剪力墙结构，地上建筑面积153692.1m2，三板率≥60%，其中B1#（19层）、B2/B3#（34层）、B7/B8#（23层）、B9#（21层）、B13/B15（34层）涉及预制构件设计及施工。
本项目装配式建筑设计过程中，充分遵循如下原则：第一，从工程建设成本及后期销售效益等多方面综合考虑，决定减少叠合板的使用，添加预制内隔墙，主要是由于少使用或不使用叠合板可提前建筑产品销售时间。第二，为确保预制构件运输方面，叠合板的最大短边不超过3m。第三，为提高装配式建筑建设经济性，尽可能将预制楼梯和叠合楼板设计为相同规格。另外在施工成本的节约上，由于剪力梯预制构件的自重非常大，与其他三类预制构件的自重差异明显（三板平均重量均在2t以内），因此不预制剪力梯，以便于塔吊选型。第四，对于梁、板中的特殊结构以及其他预制难度较高的构件，均选择不预制，具体包括斜梁区的不规格楼板、梁系平面内局部斜梁区域内的梁和柱结构。其中，斜梁区内的楼板大多为不规则形状，板块存在多种拆分类型，标准化程度较低，且斜板预制过程的精度控制难度较高，脱膜困难，易影响构件外观质量，会给现场安装带来一定困难，因此不进行预制。而局部斜梁区域存在斜梁柱交接节点，必然会引发钢筋碰撞问题，影响现场安装，因此不进行预制。
基于以上设计原则，昆山公园壹号名邸三期B-1地块项目装配式建筑设计方案合理可行，整个施工过程非常顺畅，现对其有关经验进行分享。
2装配式建筑在工程建设项目中的应用
2.1装配式建筑设计要点
2.1.1设计流程
昆山公园壹号名邸三期B-1地块项目严格依照装配式建筑设计流程开展方案设计工作，不同设计阶段的工作内容不同，对应的设计要求也存在一定差异。
（1）设计规划阶段。该阶段的工作重点是明确建筑装配率，装配率是衡量装配式建筑建设质量的重要指标，不同的装配率所享受的政府扶持政策也不同，必须在方案设计中予以重点关注。例如当装配率较低、为15%时，多选择将水平楼盖预制；当装配率在30%时，可在预制水平楼盖的基础上添加预制内隔墙；若建筑装配率达到40%以上，则必须添加纵向预制构件[1]。本文研究项目的预制率较高，在60%，预制构件涉及三板、楼梯、梁柱等结构。
（2）方案设计阶段。结合昆山公园壹号名邸三期B-1地块项目装配式建筑设计经验，方案设计阶段应适当减少各类预制构件的规格型号，通过构件间的组合形成更多样的预制结构，以降低构件预制成本，提高施工标准化程度。
（3）初步设计阶段。初步设计阶段的设计要点为协同设计，需根据前期方案规划及相关施工标准，明确建筑主体结构中预制构件的应用位置，确定构件类型及连接方式，与设备专业相配合，做好管线走向规划及预埋预留设计。
（4）施工图设计阶段。该阶段主要完成结构拆分，确保拆分后的构件可达到工厂预制生产、成品运输以及现场施工对便捷性的要求。本工程在施工图设计中，不同位置使用预制楼梯和叠合楼板的规格统一化程度非常高，结合施工过程起吊设备性能限制，决定将预制构件的最大自重控制在2t以内，以此为标准将部分体积过大的构件排除到预制范围之外。具体而言，装配式建筑施工图设计应依照少规格、多组合的原则，并将工厂生产、公路运输、现场吊运等因素作为限制条件。
2.1.2设计重点
昆山公园壹号名邸三期B-1地块项目装配式建筑设计中充分关注方案合理性、可行性及经济性的同时满足，为降低设计难度，提高设计精度，整个设计流程均在BIM技术的辅助之下开展。例如，利用BIM系统的Revit软件，开展设计方案优化，通过参数录入及修改，对建筑结构做拆分重组。BIM技术的应用使得该装配式住宅工程设计在全程可视的状态下开展，诸如前文提到的局部斜梁区域斜梁柱交接节点等易发生结构碰撞的位置，均可在BIM技术构建的建筑结构三维立体模型中被直观呈现，帮助开展碰撞协调工作。具体来讲，基于BIM技术的装配式建筑设计应重点关注如下内容：
（1）预制构件设计。装配式住宅建筑在国内的发展、应用历史还不长，现有预制构件加工厂的生产能力相对单一，并不是所有构件均可在加工厂规范、达标被生产。因此预制构件的设计必须要考虑到构件生产的可执行性，控制建筑结构中预制构件的种类，提高装配式建筑的标准化程度。例如，部分预设洞口数量较多的不规格构件、降板等，可优先选用现浇施工方案，以提高构件尺寸的可控性。对于大体积的预制构件，除依照重量及位置标准，合理确定其是否需进行预制外，还应对构件脱膜及吊运过程操作规范性做严格控制，结合构件特点确定起起吊点位置及数量[2]。本住宅项目中涉及到较多的非承重内墙，其中的大多数设计为自重较轻的内隔墙结构。在楼盖的设计上，本项目使用叠合楼板，建筑结构转换层及大开间楼层使用现浇楼板。叠合楼板的设计为本项目方案设计的一个重点，严格依照工程建设要求进行管线、灯具安装位置设计并进行孔洞预留。空调板及预制阳台板则共同设置，其中预制阳台板设计应做好线盒、栏杆、地漏等元件的位置的预留。
（2）连接节点设计。装配式建筑预制外墙板接缝及门窗洞口的设计需重点关注防渗漏设计，存在构造节点位置使用防渗透性能优良的防水材料，并做好节点力学性能优化。各类接缝的设计也应充分达到建筑防水的要求。
（3）施工缝设计。非承重墙的施工缝可依照实际施工需求设计为槽口型或平口型。外网板的水平施工缝多采用齐口缝或高低缝，适当选择施工缝类型可提高结构防水能力。注意施工缝宽度设计需充分满足建筑抗震性能要求。具体设计中，可综合建筑局部稳定情况及装配式建筑构造的极限承载力，确保构件塑性达标，其各项力学性能能够有效避免构件发生侧弯矩失稳。可根据支撑点间距离，添加宽度侧向支撑点，通过钢结构节点的设置避免发生层状撕裂。
2.2装配式建筑施工要点
从前文昆山公园壹号名邸B地块项目装配式建筑设计方案可以看出，装配式建筑设计与施工之间存在密不可分的关联，二者互相约束又相互配合。对本工程施工技术要点进行总结。
第一，构件吊运。结合项目预制构件的最大自重选择相应的起吊设备，具体吊运流程为测量放样、预制柱吊运、预制梁吊运、预制板吊运、楼板吊装、外墙板吊装、其他构件安装。
第二，构件连接。预制构件连接质量对装配式建筑整体质量的影响程度较大，常用连接方式可分为干法和湿法两种。其中，干法连接即利用螺栓、焊接等作为主要传力方式，其特点为连接操作简便、施工周期短，多被用于预制构件之间的连接固定。湿法连接则借助施工现场预埋的钢筋构件，利用混凝土浇筑将预制构件与建筑整体结构连接为统一整体。湿法连接涉及到较多的混凝土浇筑、灌浆等湿作业，连接后，构件以混凝土作为主要传力层。该连接方式的优点为可靠性强、可防止应力集中，但因工序复杂需要耗费更长的施工时间，可依照具体施工需求灵活选择。
第三，构件安装。预制构件安装中支撑角应控制在30°～45°，底部斜撑高度在40～50cm，上坡高度不低于200cm；使用厚度在5mm左右的钢板进行钢筋连接固定，依照既定间距进行开口处理，要求钢筋直径不低于10mm，混凝土浇筑之前完成钢筋连接；安装预制墙板时，需在墙板根部预留适当缝隙，以在根部添加钢垫板，防治墙板发生位移[3]；依照装配式建筑保温要求，设置相应的海绵保温层，海绵层厚度以3～5cm为宜，宽度应与保温体系外壁板相同，避免混凝土灌注过程发生漏浆；预制墙板提升至指定位置后，缓慢移动进行安装，过程中实时校验墙板垂度及水平度，确保构件安装精度。
结论
装配式建筑的应用是建筑领域的又一次跨越式发展，其与当前行业可持续发展、绿色发展的理念高度适应。装配式建筑设计过程影响、限制因素众多，相关人员需明确不同设计阶段的设计要点，确保方案设计与现场施工充分协调，提高装配式建筑建设整体质量。
参考文献
[1]陈溥.装配式建筑的特点与设计[J].山西建筑,2020,46(09):29-30.
[2]李红霞.装配式建筑构件设计与现场施工研究[J].工程建设与设计,2020(04):173-174.
[3]陈国分.装配式建筑设计施工一体化研究[J].居舍,2020(03):92-93.