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2025-09-30
装配式建筑设计与构造：科学拆分实践
【摘要】：装配式建筑的重要特点是工业化和标准化,对建筑的科学拆分是实现工业化和标准化的前提。建筑的科学拆分,关系到建筑物的受力特点、结构安全性、使用舒适性、造价合理性各个方面。建筑不同的拆分方式,会导致本质上的区别。图6.4装配式建筑墙体的拆分5.楼梯的拆分剪刀楼梯宜以一跑楼梯为单元进行拆分。图6.5预制楼梯板双跑楼梯;剪刀楼梯;预制楼梯节点表6.1预制楼梯板在支承构件上的最小搁置长度
装配式建筑的重要特点是工业化和标准化,对建筑的科学拆分是实现工业化和标准化的前提。装配式混凝土建筑比现浇混凝土建筑增加了三项设计:拆分设计、预制构件设计和连接节点设计。装配式建筑拆分是设计的关键环节。建筑的科学拆分,关系到建筑物的受力特点、结构安全性、使用舒适性、造价合理性各个方面。建筑不同的拆分方式,会导致本质上的区别。
对构件的拆分主要考虑五个因素:一是受力合理;二是制作、运输和吊装的要求;三是预制构件配筋构造的要求;四是连接和安装施工的要求;五是预制构件标准化设计的要求。拆分的原则如下:结构拆分应考虑结构的合理性,如叠合楼板按单向还是双向考虑;构件接缝宜选在应力较小部位;尽可能减少构件规格和连接节点种类;宜与相邻的相关构件拆分协调一致,如叠合板拆分与其支座梁的拆分需要协调;充分考虑预制构件的制作、运输、安装各环节对预制构件拆分设计的限制,遵循受力合理、连接简单、施工方便、“少规格、多组合”的原则。
1.柱的拆分
柱一般按层高进行拆分。根据«预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程»(JGJ 224—2010)中的相关规定,柱也可以拆分为多节柱。由于多节柱的脱模、运输、吊装、支撑都比较困难,且吊装过程中钢筋连接部位易变形,从而使构件的垂直度难以控制。设计中柱多按层高拆分为单节柱,以保证柱垂直度的控制调节,简化预制柱的制作、运输及吊装,保证质量,如图6.1所示。
图6.1 柱的拆分
(a)多节柱;(b)单节柱
2.梁的拆分
装配式框架结构中的梁包括主梁、次梁(图6.2)。主梁一般按柱网拆分为单跨梁,当跨距较小时可拆分为双跨梁;次梁以主梁间距为单元拆分为单跨梁。
图6.2 梁的拆分
3.楼板的拆分
楼板按单向叠合板和双向叠合板进行拆分,拆分为单向叠合板时,楼板沿非受力方向划分,预制底板采用分离式接缝,可在任意位置拼接;拆分为双向叠合板时,预制底板之间采用整体式接缝,接缝位置宜设置在叠合板的次要受力方向上且该处受力较小,预制底板间宜设置300 mm宽后浇带用于预制板底钢筋连接,如图6.3所示。为方便卡车运输,预制底板宽度一般不超过3 m,跨度一般不超过5 m。在一个房间内,预制底板应尽量选择等宽拆分,以减少预制底板的类型。当楼板跨度不大时,板缝可设置在有内隔墙的部位,这样板缝在内隔墙施工完成后可不用再处理。预制底板的拆分还需考虑房间照明位置,一般来说板缝要避开灯具位置。卫生间、强弱电管线密集处的楼板一般采用现浇混凝土楼板的方式。预制底板的厚度,根据预制过程、吊装过程以及现场浇筑过程的荷载确定。一般来说,预制底板厚度取60 mm,现浇混凝土厚度不小于70 mm。
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图6.3 板的拆分
(a)单向叠合板拆分;(b)双向叠合板拆分
1—预制叠合楼板;2—板侧支座;3—板端支座;4—板侧分离式拼接;5—板侧整体式拼接
4.外挂墙板的拆分
外挂墙板是装配式混凝土框架结构上的非承重外围护挂板,其拆分仅限于一个层高和一个开间。外挂墙板的几何尺寸要考虑到施工、运输条件等,当构件尺寸过长、过高时,主体结构层间位移对其内力的影响也较大。外挂墙板拆分的尺寸应根据建筑立面的特点,将墙板接缝位置与建筑立面相对应,既要满足墙板的尺寸控制要求,又将接缝构造与立面要求结合起来,如图6.4所示。
图6.4 装配式建筑墙体的拆分
5.楼梯的拆分
剪刀楼梯宜以一跑楼梯为单元进行拆分。为减少预制混凝土楼梯板的自重,可考虑将剪刀楼梯设计成梁式楼梯。不建议为减少预制混凝土楼梯板的自重而在楼梯梯板中部设置梯梁,采用这种拆分方式时,楼梯安装速度慢,连接构造复杂。双跑楼梯半层处的休息平台板可以现浇,也可以与楼梯板一起预制,或者做成60 mm＋60 mm的叠合板。预制楼梯板(图6.5)宜采用一端铰接一端滑动铰的方式连接,其转动及滑动变形能力要满足结构层间变形的要求,且预制楼梯端部在支承构件上的最小搁置长度应符合表6.1的要求。
图6.5 预制楼梯板
(a)双跑楼梯;(b)剪刀楼梯;(c)预制楼梯节点
表6.1 预制楼梯板在支承构件上的最小搁置长度
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