浅谈装配式混凝土结构的设计要点——以新建张庙敬老院项目为例

浅谈装配式混凝土结构的设计要点——以新建张庙敬老院项目为例

田春玲

上海城乡建筑设计院有限公司

摘要：因为相较于传统的建筑施工形式，装配式建筑具有降低建筑环境污染、避免工人施工操作误差、缩短工期保证工程质量的优点，因此不断的被推广至建筑工程的应用中。本文就以新建张庙敬老院项目为例，就装配整体式混凝土结构的设计要点进行了详细的阐述和分析，以供设计人员参考。

关键词：养老院建筑；装配式混凝土；结构设计

近年来，建筑业不断转型升级，建筑产业的转型升级近年来在不断地发展，建筑行业的新目标已经转化为以绿色发展为理念的现代化产业，因此，装配式混凝土结构应运而生，相关科研单位以及高校产业园都对这些技术进行了研究，我国在借鉴国内外先进技术与成熟经验的基础上，加以深入研究，必将使得装配式混凝土结构在我国各地区得到了大力推广及应用。

一、项目概况

本项目位于上海市宝山区张庙街道长江西路和西泗塘交叉口，南临长江西路，东侧是西泗塘，北侧贴邻宝山区有线电视中心泗塘分中心。基地形状为多边形，东西向宽度约为70m，南北深度32m，总用地面积1656.2m2。基地建设一栋地下1层，地上7层敬老院，总建筑面积6136m2。结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。基础形式为柱下桩基承台+防水底板。室外地坪标高：-0.400m。±0.000相当于绝对标高5.000m。

二、总体构思

功能是建筑生成的首要条件，形式与内容的统一是建筑设计的至高原则，结合养老设施的功能特点，合理确定功能布局，建立方便流畅的交通系统及合理的配套设施是本案的第一设计条件。居室空间争取最好的朝向及日照，争取更多的绿地、室外活动空间，合理布置停车位，实现最大限度的人车分流。总体来说就是要达到，建筑的功能合理紧凑，建筑外观大气时尚，建筑内部使用舒适。

建筑形体的选择是处理建筑功能需求与建筑布局矛盾的产物，形式的最终决定又是建筑与城市空间关系的体现及建筑本身气质的内在需求，形式产生美感，不仅为建筑美作出贡献，而且为镇域发展树立形象标识，并使来往市民产生深刻的印象。所以在养老院的形式处理中，摒弃造作繁琐的装饰堆砌，从建筑形体特征及空间关系表现方面挖掘建筑形式的潜力，细致推敲建筑各部分的比例和尺度关系，结合现代建筑的特征以现代的技术条件、构造方法展现建筑的时代形象。

三、装配式混凝土结构设计要点分析

1.规划设计

如前所述，养老院的居室空间要最好的朝向及日照，争取更多的绿地、室外活动空间，因此设计人员在对建筑进行规划设计时，主要采用套型模块组合来对养老院通风、采光以及建筑的间距等进行保证。同时为保证能够将各施工工序间的合理串联，设计过程应在遵循安全经济等原则的基础上，对施工流程进行合理规划，如养老院设计时应注意提前考虑混凝土构件的吊装作业，要对其运输通道、吊装吨位以及塔吊安装位置进行规划选择，以保证后期施工的科学有序。

2.平面设计

装配式建筑的平面设计应当遵循模数协调原则，通过优化套型模块的种类、尺寸等，实现预制构件、内部饰品、外墙墙板的标准化和通用化。装配式住宅建筑在方案设计阶段也应当按照不同的使用功能对住宅空间进行合理划分，并最终结合相关设计规范、要求及建设合同综合确定。装配式建筑的平面宜选用大开间的布局方式，同时科学布置承重墙和管井的位置，为实现住宅空间的可变性、灵活性奠定基础。具体设计时，应当明确划分各功能空间，力求布局合理。同时，还应通过优化结构选型，减少套内承重墙的数量，多采用工业化生产的内隔墙划分各功能空间。

3.墙体设计

养老院建筑的墙体设计要点具体如下：对外墙的受力情况进行明确，以保证外墙各节点的均匀受力且设计受力与实际不存在误差；建筑墙体节点的抗腐蚀性与强度会对建筑结构的稳固程度产生重要影响，因此设计时需要对节点的强度、防腐蚀度进行控制，避免节点脆弱导致整体建筑结构不牢的情况发生；节点具有可延伸性，若建筑后期需要改造整修，可以通过改变节点来对建筑细节进行调整；对建筑结构进行合理科学的安装是保证建筑各部位达到最大承重力的重要手段，同样不可忽视。

4.叠合楼盖设计

在使用装配式混凝土结构时，楼盖结构可考虑使用叠合楼盖，同时通过现浇混凝土方式对如下楼盖进行处理：结构顶层以及地下室顶层结构；平面复杂或者是开洞较大的楼层结构；斜柱上端以及下端周围局部楼盖结构等。

装配叠合板结构的使用形式主要有以下几种：（1）叠合板结构是要在预制底板上进行板肋的设置，并同时要在板肋上留有孔洞。板肋的设置目的是为加宽新旧混凝土结构的接触面积，在孔洞中浇筑叠合层混凝土后，将管线以及横向穿孔钢筋插入其中以形成抗剪消栓，这样做能够整体协调预制带肋底板结构与叠合层混凝土的受力情况，将叠合面结构的抗剪性发挥至最大。（2）在预制板中放置桁架钢筋，最大程度增强预制板的水平方向与整体刚度的抗剪性，可以将钢筋桁架的上下弦结构看做是楼板的上下部受力钢筋，在施工时，要注意对预制板的变形和承载力情况加以考量，在确保桁架钢筋满足施工条件的情况下，最大程度的减少预制板结构中所使用的临时支撑数量。

5.关键构件以及各个节点的连接设计

构件设计：荷载方面，装配式混凝土结构中的预制构件设计，除了要考虑常规的恒、活、地震和风荷载以外，还需对预制构件在脱模、吊装、运输、堆放及安装过程中的安全性进行分析。因为预制柱构造的竖向连接存在难度，因此在对其进行设计时，一定要对节点钢筋数量进行准确的计算和核对，通常来说，柱中纵向受力钢筋设计要满足以下条件：大直径少根数且直径不得小于20mm；柱底接缝宜设置在楼面标高处，保证其厚度在20mm左右并用灌浆料填实。将节点区后浇混凝土结构进行处理，其上表面为粗糙；要保证柱纵向受力钢筋可以顺利通过后浇节点区，并对预制柱的上下进行牢靠连接，对于柱纵向受力钢筋结果，可考虑采用套筒灌浆连接进行处理，提高箍筋强度。

在设计预制叠合梁构造时，需要将钢筋锚固板安装于钢筋两端，同时避免钢筋在节点区域发生弯折，以避免现场施工质量受到影响。为了保持结构的整体性，需要综合的考虑分析梁、板的节点连接质量，保证梁面筋的施工，其中在确定叠合梁现区域高度使可以将其控制在300mm～1/3梁高之间，同时将结构剪力键放置到预制梁结构的竖向接合区域，从而避免梁端出现接合面滑移问题。在开展叠合梁吊装作业时，因为缺少传统的梁、板底模结构，所以为了保证施工作业人员的安全，在设计过程中要求将一根直径为在32mm左右的的安全维护插筋放到预制梁顶面区域的两端，这样在施工作业环节，施工人员可以把钢管直接的套到预留插筋上，之后利用连接钢管所用的安全绳以使施工人员所使用的安全绳锁得到固定，保证了施工人员的安全性。

四、对于装配式建筑设计的建议

（1）目前国家正在发展绿色经济，要求节能减排，装配式建筑设计也应注重环保节能。我国的住宅保温一般采用内保温和外保温两种形式。装配式结构的预制外墙可将隔热保温体放置在构件内，使外墙集隔热、保温、阻断噪音、防水功能等于一体，提高外墙保温体的使用寿命，并且可以减少施工时间，提高施工速度，减少施工过程中造成的噪声污染和环境污染，达到节能减排的目的。

（2）建筑设计中部分构件可以通用，应计算住宅建筑工程所需构件类型以及数量，部分通用的部件减少采购，在均已满足住宅建筑需求的前提下，节约住宅建筑成本，降低工程造价。

（3）装配式建筑可在外墙粘贴瓷砖，通过现浇钢筋混凝土提高瓷砖的抗拔力近9倍，使外墙瓷砖易脱落成为过去，且混凝土的色彩、形状等均具有可塑性，而混凝土本身的耐久性、抗火性明显比一般的装饰材料强，因此可以将混凝土制成装饰品增加建筑的观赏性。

五、结语

上海是全国最早进入人口老龄化、且程度最高的城市。老龄化、高龄化、空巢化、家庭小型化引发的对老年人疾病护理、生活照料、精神慰藉等问题日益显现，在此背景下，养儿防老的方式，在现代社会变化的冲击下，已经不能满足大多数人的养老需求，公共的社会养老机制势成必然。这对于养老院建筑的建设发展来说，也是一个新的机遇和挑战。而装配式结构的因为在房型、结构以及部件各个层面都非常的系统和科学，且在降低能耗节约资源方面也具有突出优势，因此如果将其全面应用在养老建筑中，一定能全面推进养老建筑的发展，提高养老建筑的工程质量。

参考文献

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