项目地点：河北省雄安新区

项目简介：依托某现浇结构，在其基础上进行了如下设计条件更改：① 原设计为现浇混凝土结构，现改为装配式混凝土结构，装配率不低于50%；② 结合装配式建筑及节能保温要求变更相关的保温做法；③绿色建筑达到二星级标准。

项目信息：选取该项目11#楼，地上18层，地下1层，建筑高度52.5m，总建筑面积9113.55m2，其中，地下建筑面积493.51m2，地上建筑面积8620.04m2，占地面积488.39m2。

一、项目介绍

01 项目研究目标

本项目旨在研究装配式建筑拆分方法，形成一套适用于装配整体式钢筋混凝土结构的构件拆分方法与深化设计方法。主要内容集中在装配式混凝土结构竖向构件、水平构件的拆分研究、预制构件深化设计研究、装配式混凝土结构节点深化研究等几个方面。

项目模型图

二、装配式建筑方案设计

01 建筑方案设计

建筑方案从初期设计时，各单一功能模块均考虑模数化要求，具备装配式构件拆分的基本条件。标准化设计的基础是模数协调，在模数化的基础上采用模块化及系列化的设计方法，遵循“少规格、多组合”的原则，将建筑基本单元、连接构造、构配件、建筑部件及设备管线等尽可能满足重复率高、规格少、组合多的要求。建筑的基本单元模块按照功能要求进行多样化组合，建立多层级的建筑组合模块，形成可复制可推广的建筑单体。

本方案单元平面的流线组织上采用交通核集中，两户分开的设计思路，公共管线及电梯居中布置，在满足消防及其他设计规定的条件下，尽量压减公共区域面积，得房率达到83%。

本住宅项目结构形式为剪力墙结构，住宅单体为两个单元，共18层、72户，每单元为一梯两户，每单元设置一部电梯，一部消防电梯（兼无障碍电梯）。建筑方案平面布置图如下图。考虑到装配式围护墙及内隔墙得分情况，本项目局部外围护及内隔墙均采用非砌筑。

项目平面布置图

02结构方案设计

1）竖向构件及附属构件拆分

竖向构件拆分范围为本项目3~17层，拆分构件包括预制内外墙、预制外挂墙板、预制内隔墙、预制飘窗，预制外墙和外挂墙板拆分类型共18种，预制内墙和预制内隔墙种类共计14种，预制飘窗均采用同种类型。全楼竖向构件数量共计达到1400多个，但种类只有33种，拆分过程中着重考虑构件归并，尽量减少构件种类。预制内外墙的布置图如下图。

竖向构件拆分布置图

2）水平构件及附属构件拆分

水平构件类型包括叠合板、叠合梁、空调板及预制楼梯。本项目全部叠合板种类仅8种，叠合梁16种，空调板和楼梯均实现了标准化。全部水平构件种类26种，水平构件数量约1700个。水平构件布置图如下图。

水平构件拆分布置图

03结构方案设计

本项目建筑、结构、机电全专业均采用PKPM-BIM软件开展正向设计，专业协同流程如图2.4。基于BIM模型直接出图，可生成给排水平面图、大样图，出图率达到70%。

专业协同流程

1）给排水管线设计

本项目管线井、卫生间区域为现浇，未采用管线分离技术，机电管线做法与传统现浇基本相同。项目中设给水竖井，竖向干管及入户阀门、水表等在竖井内明设，公共区域管道在楼板现浇层内敷设至入户。水平管道在楼板现浇层内暗敷，竖向管道在墙内开槽暗敷，消防管道在楼梯间、前室等公共空间明设，消火栓在合用前室明装。给排水管线设计如下图。

给排水管线设计

2）电气管线设计

项目中设电气竖井，竖向干线及楼层公共电气设备在竖井内明设，公共区域管线在标准层公共区域吊顶内敷设，入户管线在吊顶内穿钢管进入现浇段墙体暗设，户内配电箱及弱电箱安装在餐厅现浇混凝土墙段上。户内水平管线在叠合板现浇层内敷设，竖向管线在墙体内开槽敷设。电气管线设计如下图。

电气管线设计

3）供暖管线设计

本项目设供暖竖井，竖向干管及入户阀门等在竖井内明设，公共区域楼板现浇层内敷设至入户。户内供回水水平管道在楼板现浇层内敷设，与传统现浇方式不同，管线需在前室等公共区域与户内管线连接处预留接头，方便现场安装。供暖管线设计如下图。

供暖管线设计

04装配率计算结果

本项目的得分部分主要在主体结构，主体结构采用预制墙板及水平叠合板，根据国标装配率计算，竖向构件总体得分21.4分，水平构件总计得分20分，采用外围护及内隔墙非砌筑，并采用全装修，项目装配率达57.4%。统计表如下

装配率统计

三、装配式建筑深化设计及施工运输

构件深化设计阶段需考虑各类预留预埋，如电气竖向管线，需在楼板预留管道洞口；构件脱模、吊装均需考虑预埋件位置的布置；墙体、楼板管线需在预制构件上预留线盒、线管及孔槽，因此，本项目进行了构件深化，实现了各类附件的预留预埋，均可精准定位。附件预留如下图。

构件深化设计

构件制作前应提前考虑钢筋碰撞问题，并提前避让。两块叠合板铺设后，钢筋很明显发生碰撞，可将一块叠合板钢筋整体平移，实现两块楼板钢筋错开。当叠合板水平钢筋与预制墙体竖向钢筋发生碰撞时，应将发生碰撞的楼板钢筋或墙体钢筋移动，使得钢筋错开，其他位置的钢筋位置保持不变。

构件钢筋避让

考虑制作构件模台限制以及构件吊装与运输要求，本项目构件拆分时，构件长度均不超过4.82m，最大构件重量为5.9t，初选梁式起重机，可搭配塔式起重机共同使用。

四、总结

通过本次研究项目，对装配式建筑设计、结构构件拆分、构件深化设计进行了系统、深入的研究，建立了包括建筑、结构、给排水、电气、暖通专业的BIM模型，模型精度达到施工图精度。对于装配式住宅来说，关键因素为户型设计和构件设计。