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“中國制造2025”是我國政府實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領(lǐng)，在工業(yè)化建筑和“中國制造 2025”新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，我國建筑行業(yè)迎來新的變革和重大影響，特別是裝配式住宅，已在各地普遍實踐，取得了廣泛的市場認可并積累了一定的設(shè)計經(jīng)驗，今天就分享一下裝配式住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些心得。

預(yù)制率和裝配率

目前除國標(biāo)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中對裝配率做了統(tǒng)一規(guī)定外，上海、江蘇、北京、成都、深圳、湖南、湖北等省市也陸續(xù)出臺了針對當(dāng)?shù)氐念A(yù)制率和裝配率計算細則。但在納入預(yù)制率（裝配率）計算的構(gòu)件范圍以及各類構(gòu)件預(yù)制率（裝配率）的折算比例方面都有所差別。

以上海預(yù)制率和裝配率計算細則為例，預(yù)制率是指混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型的裝配式建筑±0.000 以上主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)中預(yù)制構(gòu)件部分的材料用量占對應(yīng)構(gòu)件材料總用量的比率。規(guī)范列出了兩種計算方法

計算方法一：

預(yù)制率=預(yù)制混凝土構(gòu)件體積/（預(yù)制混凝土構(gòu)件體積+現(xiàn)澆混凝土體積）

計算方法二：

預(yù)制率=∑（構(gòu)件權(quán)重×修正系數(shù)×預(yù)制構(gòu)件比例）×100%

計算時需要注意以下幾點：

1.上海地區(qū)計算范圍為室外地坪以上，以每棟單體建筑為計算單元。

2.上海地區(qū)預(yù)制構(gòu)件范圍僅包含主體結(jié)構(gòu)和外墻圍護結(jié)構(gòu)，幕墻、石材、石膏板等非混凝土預(yù)制構(gòu)件不計入預(yù)制率，內(nèi)墻填充墻不計入預(yù)制率。

3.方法一僅用于混凝土結(jié)構(gòu)，方法二可用于混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)的裝配式住宅采用兩種方法計算均可。

裝配率是指裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件、建筑部品的數(shù)量（或面積）占同類構(gòu)件或部品總數(shù)量（或面積）的比率。 

建筑單體裝配率 = 建筑單體預(yù)制率 + 部品裝配率 + 其他

部品裝配率 = ∑（部品權(quán)重 × 部品比例） ×100%

其中，“部品”指預(yù)制內(nèi)隔墻、單元式幕墻、集成式廚房、集成式衛(wèi)生間、集成管道井、集成排煙道。“其他”指結(jié)構(gòu)與保溫一體化、墻體與窗框一體化、集成式墻體、集成式樓板、組合成型鋼筋制品。 

裝配式結(jié)構(gòu)體系選型

常見的裝配式結(jié)構(gòu)體系有全預(yù)制剪力墻承重體系、預(yù)制剪力墻外墻模板體系、預(yù)制雙面疊合剪力墻體系等。各體系的代表工藝及優(yōu)缺點如下圖所示。

裝配式結(jié)構(gòu)體系及特點

全預(yù)制剪力墻承重體系

預(yù)制剪力墻外墻模板體系

預(yù)制雙面疊合剪力墻體系

制約預(yù)制結(jié)構(gòu)體系的因素主要有兩個方面，一是建筑高度，按照現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定，不同結(jié)構(gòu)體系的裝配整體式房屋有最大適用高度限值。二是建筑保溫形式，常見的保溫形式有夾心保溫、內(nèi)保溫和外保溫，設(shè)計時應(yīng)考慮各類保溫形式的特點及使用材料進行選擇。

裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度（m）

常見保溫形式及特點

各階段PC專項設(shè)計內(nèi)容及要點

方案階段：

方案階段的PC專項設(shè)計主要有以下內(nèi)容：

(1)根據(jù)各地政策和業(yè)主要求確定裝配式建筑的面積比例和預(yù)制率

(2)選擇預(yù)制結(jié)構(gòu)體系

(3)確定預(yù)制構(gòu)件類型和樓層范圍

其中，在確定預(yù)制構(gòu)件類型時，應(yīng)注意剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強區(qū)不宜做預(yù)制、框支結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換梁和框支柱應(yīng)現(xiàn)澆、高層的電梯井筒宜采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。而在預(yù)制樓層的選擇上，對于房屋的地下室樓層和屋面層，宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)；對于開洞過大的樓層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。

初步設(shè)計階段：

初步設(shè)計階段的PC專項設(shè)計主要有以下內(nèi)容：

(1)PC結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

(2)預(yù)制構(gòu)件平面分布圖

(3)預(yù)制構(gòu)件立面分布圖

(4)典型墻身剖面圖和連接詳圖

(5)相關(guān)計算書——包括夾心保溫外墻面積計算和預(yù)制率計算

預(yù)制構(gòu)件平面分布圖示意

預(yù)制構(gòu)件立面分布圖示意

施工圖設(shè)計階段：

施工圖階段的PC專項設(shè)計主要有以下內(nèi)容：

（1）編寫PC結(jié)構(gòu)施工設(shè)計總說明

（2）預(yù)制構(gòu)件平面分布圖——圖紙中應(yīng)區(qū)分現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及預(yù)制結(jié)構(gòu)，繪出預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置及定位尺寸；繪出預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件型號或編號及詳圖索引號；標(biāo)注較大構(gòu)件的尺寸及重量及吊裝距離最遠的構(gòu)件

（3）預(yù)制構(gòu)件立面分布圖，應(yīng)表達一整棟建筑立面上的預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆混凝土的范圍以及預(yù)制構(gòu)件的名稱

（4）預(yù)制構(gòu)件剖面圖以表達建筑的預(yù)制構(gòu)件墻身詳圖及節(jié)點詳圖索引

（5）預(yù)制構(gòu)件公共詳圖——包括水平和豎向縫連接詳圖，夾心保溫排水管設(shè)置詳圖，預(yù)制剪力墻水平和豎向連接詳圖，預(yù)制梯段板端部連接詳圖，夾心保溫內(nèi)外頁板連接詳圖，預(yù)制墻施工用斜撐詳圖，預(yù)制外墻調(diào)標(biāo)高詳圖、PC與現(xiàn)澆陰角模板施工詳圖，雙向疊合板整體式接縫構(gòu)造圖等

（6）預(yù)制構(gòu)件索引節(jié)點詳圖——包括凸窗與疊合梁的連接詳圖，PC墻的豎向和水平連接，陽臺板與疊合梁的連接詳圖,轉(zhuǎn)換層與PC構(gòu)件的連接詳圖，陽臺隔墻上下連接詳圖等

（7）PC計算書——包括預(yù)制率計算；預(yù)制夾心保溫外墻面積計算；剪力墻水平接縫計算；預(yù)制構(gòu)件正常使用階段錨固驗算；預(yù)制構(gòu)件脫模和吊裝階段計算等

預(yù)制構(gòu)件公共詳圖示意

預(yù)制構(gòu)件索引節(jié)點詳圖示意

PC深化階段：

PC深化設(shè)計階段需要提供的設(shè)計成果主要有以下內(nèi)容，相比施工圖階段的設(shè)計成果主要增加了最后5項內(nèi)容：

（1）PC結(jié)構(gòu)施工設(shè)計總說明 

（2）預(yù)制構(gòu)件平面分布圖 

（3）預(yù)制構(gòu)件立面分布圖 

（4）墻身剖面圖 

（5）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點詳圖 

（6）索引節(jié)點詳圖 

（7）現(xiàn)場埋件分布圖 

（8）構(gòu)件加工圖 

（9）預(yù)制構(gòu)件裝配圖 

（10）金屬件加工圖 

（11） PC構(gòu)件工程量統(tǒng)計清單

常用連接件形式

常見的連接件形式有FRP連接件、不銹鋼連接件和灌漿套筒等，各連接件的作用和優(yōu)缺點如下所示。

FRP連接件

不銹鋼連接件

灌漿套筒

相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅，裝配式住宅因為材料、模板、運輸、臨時支撐等成本的增加，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)造價偏高，且預(yù)制率越高造價增加越多。目前住宅常用的三種裝配式結(jié)構(gòu)體系相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)每平米增加的造價可參考下表。表中數(shù)值來自2016~2017年的多個住宅項目的統(tǒng)計，隨著裝配式住宅的普及，相信未來結(jié)構(gòu)造價將呈不斷降低的趨勢。

裝配式住宅造價增加參考表

（數(shù)據(jù)來自2016~2017年多個住宅項目統(tǒng)計）

結(jié)語

裝配式住宅采用構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)和現(xiàn)場整澆的形式，能夠提升建筑業(yè)的工作效率和工程質(zhì)量。隨著我國城市化進程的推進和“中國制造2025”的政策促進下，未來裝配式住宅仍有廣闊的應(yīng)用前景。

精 彩 預(yù) 告

BIC作為中國建筑業(yè)最具影響力的商業(yè)展之一，堅持“國際引領(lǐng)、技術(shù)創(chuàng)新、社群打造”，以建筑工業(yè)化及內(nèi)裝工業(yè)化為核心，以智能制造，數(shù)字建造為主題，深耕行業(yè)，細分市場，打造國際資源與國內(nèi)技術(shù)，工程及貿(mào)易融合的高端戰(zhàn)略平臺，成為全球建筑工業(yè)認識和走入中國市場的窗口。

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