装配式设计心得体会—以镇江市中冶蓝湾小区三期项目为例

装配式建筑是实现建筑工业化的主要途径之一，是集成标准化设计、工业化生产、机械化安装、信息化管理、一体化装修、智能化应用的现代化建造方式。本次我主要结合自己参与设计的“镇江市中冶蓝湾小区三期项目”，以实际项目中的设计流程作为时间轴，浅谈一下自己对于装配式设计的心得体会。

本项目共有7栋32层剪力墙结构高层住宅（均含一层地下室）实施装配式建筑，其中2#3#楼、4#5#楼户型基本一致。限于篇幅，本次后续内容均以1#楼为例叙述

2、设计要点

本项目装配式设计，有如下几个设计要点，下文将一一阐述。

2.1、设计依据

本项目依据江苏省装配式建筑预制装配率计算方法（苏建科【2017】39号）、镇江市建筑产业化发展实施方案（镇政办发【2017】91号）、（苏建科【2017】43号）、（苏建函科【2017】1198号），即单体建筑中预制装配率（预制率）不得低于30%（20%）。根据设计文件及镇江市产业办会议精神，本项目拟采用如下方案：

（1）主体结构和外围护结构预制结构Z1：预制内外剪力墙板、预制外填充墙板、预制叠合板、预制楼梯板、全预制阳台板；

（2）装配式内外围护构件Z2：钢筋陶粒混凝土轻质隔墙；

（3）内装建筑部品Z3：装配式吊顶、装配式栏杆；

（4）创新加分项S：标准化的居住户型单元和公共建筑基本功能单元、标准化门窗、设备管线与结构相分离。

因本项目是毛坯交付，预制装配率（预制率）不得低于40%（30%）。限于篇幅，本文就以本项目1#楼为例叙述。

图2 江苏省及镇江市建筑产业现代化文件

2.2、结构建模及初步拆分

PKPM-BIM内置接力PKPM结构模型，本项目将原结构模型（JWS格式）直接导入PM，创建PC模型。

（a）模型导入

（b）模型立面

（c）模型某标准层平面

图3 PKPM-BIM接力结构模型

(a) 叠合板、全预制阳台板分布图

(b) 预制内外剪力墙、预制填充墙、预制楼梯分布图

图4 平面初步拆分

根据文件中的计算方法，本项目的拆分时注意以下要点：

（1）公共区域（包含室外连廊、合用前室、楼梯间）、卫生间，不做预制叠合板；

（2）外填充墙拆分时要注意建筑窗户的位置，宜在窗两边预留200mm宽的窗跺方便后期安装；

（3）内外剪力墙板拆分时，必须从结构约束边缘构件区以上开始；

（4）全预制阳台板拆分时，不仅包含板，也要包含板周围一圈的结构梁。

同时，PC拆分设计时应遵循“少模数，多组合”的原则，尽量减少叠合板PC构件几何尺寸的种类，提高生产模具的利用率，从而降低生产成本。

根据江苏省及镇江市建筑产业化文件要求，并结合PKPM-BIM内置的“国标装配率、预制率、江苏三板”等装配指标，经初步拆分后，计算出本项目预制装配率（预制率）为40.44%（30.51%）。

其中S为集成应用加分项。

(a) 软件内置预制装配率（预制率）指标计算

(b) 本项目实际预制装配率（预制率）指标计算   

图5 预制装配率（预制率）指标统计

拆分统计结果满足预制装配率（预制率）不得低于40%（30%）的指标。

2.3、模型计算

对模型补充完善以及预制构件指定完成后，需对模型进行PKPM接力计算。

(a) 模型接力计算时参数设置

(b) 模型接力计算时参数设置

(c) 模型接力计算完成后模型

图6 PKPM-BIM接力结构整体计算及参数修改

根据《混凝土设计规范》、《装配式混凝土结构设计规程》、《装配式混凝土建筑技术标准》等规范，在参数设置中选择“装配整体式剪力墙结构”，“现浇部分地震内力放大系数取1.1”。

2.4、深化设计

经过前述方案拆分、指标统计、模型计算等设计阶段完成后，需要对预制构件进行深化设计，以满足PC厂家对构件加工生产的需求（注：由于平面是对称结构，故只拆分半边）。

(a) 预制叠合板、楼梯深化

(b) 预制填充墙、预制剪力墙深化

图7.预制构件深化

2.4.1、预制叠合板深化要点：

建模拆分时，叠合板与剪力墙相交行成异形板，故而需对该叠合板进行切角处理（软件内置装配单元参数修改：板切角参数）；对于处于厨房间的叠合板需要预留烟道孔，需进行叠合板孔洞预留深化设计（软件内置的叠合板“孔洞预留”功能）；同一个房间拆分成两块及以上数量叠合板时，需要将板底伸入接缝处的锚固钢筋相互错开，有利于后期安装（软件内置叠合板底筋避让功能）；

图8 预制叠合板深化及出图

2.4.2、预制楼梯深化要点：

软件内置“楼梯布置”功能使得楼梯建模、拆分、深化设计快捷准确，深化设计时注意楼梯滴水线、栏杆洞口以及脱模斜度。推荐《镇江市装配式混凝土楼梯技术导则（试行）》。

(a) 预制楼梯建模、拆分及深化

(b) 预制楼梯深化图

图9 预制楼梯深化及出图

2.4.3、预制内外剪力墙板深化要点：

预制剪力墙拆分前需将墙与墙之间的现浇节点设置好（约束边缘构件、构造边缘构件），软件内置了“现浇节点”功能。

(a) 预制剪力墙现浇节点

(b) 预制剪力墙模板图

(c) 预制剪力墙配筋图

图10 预制剪力墙深化及出图

深化设计时，带门洞预制剪力墙，两边暗柱根据实际工程一般设置4-6个灌浆套筒，软件中目前无法根据实际工程设置合理的套筒个数，需要大家手动进行修改。

(a) 预制剪力墙端暗柱

(b 预制剪力墙端暗柱内灌浆套筒

图11 带门洞现浇节点预制剪力墙

深化设计时预制内剪力墙7，软件默认生成2个灌浆套筒用来剪力墙主筋插筋，需要手动修改为3个，否则不满足《高规》7.2.17的最小配筋率要求。

图12 预制剪力墙底部灌浆套筒

2.4.4、预制外填充墙板深化要点：

软件建模时，内置了“梁下隔墙”与“梁带隔墙”的选项，值得注意的是“梁下隔墙”只能建模、拆分，无法进行深化设计；而本项目中的预制填充墙建模、拆分、深化需选择“梁带隔墙”；同时，有些部位的外填充墙是带“门、窗、洞口”的，需用“洞口”功能构建出相应的门窗洞口。

图13 预制填充墙深化设计

(b 预制填充墙配筋图

图14 预制填充墙深化及出图

图15 预制填充墙端锚固钢筋

预制填充墙深化设计时，墙两边支座（剪力墙、暗柱）长度不同，伸入墙中的锚固长度及墙带梁中梁底部的主筋应内弯避让，建议软件增加该功能。

2.4.5、全预制阳台板深化要点：

阳台板根据项目的不同分为：不带梁的“预制阳台板”与带梁的“全预制阳台板”。本项目为全预制阳台板。

(a) 预制阳台板拆分

(b) 全预制阳台板深化

图16 全预制阳台板深化及出图

需要说明的是，目前的软件版本只能拆分“预制阳台板”，无法识别阳台板四周的梁。经过与PKPM的产品和技术老师沟通之后，确定会在接下来的版本中支持“全预制阳台板”。

2.4.6、单构件验算要点：

深化完各个构件后，需要各构件进行验算。这里重点注意“叠合板”的吊装验算：叠合板“附件设计”中，附加筋间距C1-C4一般是在对应板长的1/5-1/4，板长在4-5m范围内一般是设置成4个吊点。软件在这一块的计算比较保守，容易计算不通过。

(a) 叠合板附件及单构件验算

(b) 叠合板吊装及脱模验算

图17 单构件短暂工况验算