杭州某特色小鎮(zhèn)裝配式框架結(jié)構(gòu)設計

第二十四屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學術(shù)會議論文2016年P(guān)AGEPAGE6基于EPC模式下的某特色小鎮(zhèn)裝配式結(jié)構(gòu)設計霍喆赟童來富單玉川周曉悅孫燁孟祥祥韜裘濤(浙江工業(yè)大學學學工程設計計集集團有限限公司司，杭州31000014))摘要：裝配式結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)是推推進建建筑工業(yè)業(yè)化的的重要形形式之之一，是是當前前建筑行行業(yè)關(guān)關(guān)注的熱熱點。目目前我國國裝配配式結(jié)構(gòu)構(gòu)在住住宅項目中的應用用用已經(jīng)逐逐漸開開始發(fā)展展起來來，但是是在公公共建筑筑領(lǐng)域域的應用用相對對較少。本本文文介紹的的杭州州某特色色小鎮(zhèn)項目是基于于于EPC工程總承承包包模式背背景下下裝配式式結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)在在公共共建筑中中應用用的案例例。通通過本項項目的的設計介紹，闡述了了了在裝配配式結(jié)結(jié)構(gòu)應用用于公公共建筑筑的設設計實踐踐情況況，以及EPC模式下裝裝配配式結(jié)構(gòu)構(gòu)設計的特點點。關(guān)鍵詞：裝配式式式結(jié)構(gòu)，建建筑筑工業(yè)化化，EPC，公共建建筑筑1引言裝配式混凝土結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)相比比傳統(tǒng)統(tǒng)的現(xiàn)澆澆混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)具有有低能耗耗，低低污染，高高效效率，施施工方方便，工工程進進度快。發(fā)發(fā)展展裝配式式混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)可以以一改以以往建建筑行業(yè)業(yè)勞動動密集型型，粗粗放型的的的生生產(chǎn)模式式。同同時將原原來的的游擊隊隊式的的農(nóng)民工工升級級為產(chǎn)業(yè)業(yè)工人人，進而而有利利于全面面提升升工人的的技術(shù)術(shù)素養(yǎng)，有有效效控制建建筑工工程的質(zhì)質(zhì)量。在在我國目目前的的經(jīng)濟發(fā)發(fā)展模模式及節(jié)節(jié)能環(huán)環(huán)保方面面的的的要求來來看，預預制裝配配式結(jié)結(jié)構(gòu)的推推廣將將是今后后建筑筑業(yè)的發(fā)發(fā)展趨趨勢。當當前國國內(nèi)裝配配式混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)在在住宅建建筑中中的應用用已經(jīng)經(jīng)多地開開花，而而裝配式式公共共建筑的的設計計與建造造相對對滯后。筆筆者者通過對對杭州州某特色色小鎮(zhèn)鎮(zhèn)的裝配配式框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的設設計，得得到了了裝配式式混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)在公公共建筑筑中的的應用一一些體體會。本本文對對該工程程結(jié)構(gòu)構(gòu)設計情情況進進行介紹紹分析析。圖1效果圖作者簡介：霍喆喆喆赟（1983—），男，碩碩碩士，工工程師師2工程概況本工程位于杭州州州市大江江東產(chǎn)產(chǎn)業(yè)集聚聚區(qū)，采采用EPC工程總承承包包模式。項項目目建筑用用地面面積2573311m2，總建筑筑面面積4386600m2。地上一一層層為大型型車庫庫及商業(yè)業(yè)用房房，二到到五層層為辦公公用房房及商業(yè)業(yè)用房房，六層層為構(gòu)構(gòu)架層。建建筑筑里面效效果見見圖1。本工程程抗抗震設防防類別別為丙類類，設設防烈度度為6度，場地地類類別為Ⅲ類，設計計地地震分組組為第第一組?；颈撅L壓取50年重現(xiàn)期期的的風壓0.455KKN/mm2，地面粗粗糙糙度為B類。結(jié)構(gòu)構(gòu)采采用裝配配式框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系，預制制裝配配率超30%。結(jié)構(gòu)平平面面總長度219..88m，總寬度68.00m?；A(chǔ)形形式式為樁基基礎(chǔ)。結(jié)結(jié)構(gòu)一層層設兩兩道變形形縫，二二層以上上分為為5個塔樓。結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)平面面布置置見圖2、圖3。圖2二層結(jié)構(gòu)平平面面圖3三層以上結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)平面3結(jié)構(gòu)設計3.1結(jié)構(gòu)方案案案：建筑完成面正負負負零標高高高于于原狀場場地標標高，場場地需需要有1m左右的大大面面積填土土。大大面積填填土可可能導致致一層層地面在在使用用過程中中產(chǎn)生生沉降。設設計計過程中中放棄棄了普通通建筑筑地面剛剛性地地坪的設設計方方案，考考慮在在一層底底處做做結(jié)構(gòu)架架空樓樓板。由由于南南方地區(qū)區(qū)雨水水豐富，地地下下水位較較高，一一層地面面的防防水抗?jié)B滲性能能不可忽忽略，因因此在結(jié)結(jié)構(gòu)設設計中一一層底底板不采采用裝裝配式疊疊合樓樓板，任任然采采用傳統(tǒng)統(tǒng)的鋼鋼筋混凝凝土現(xiàn)現(xiàn)澆樓板板。為保證證證結(jié)構(gòu)豎豎向構(gòu)構(gòu)件的可可靠性性，本工工程框框架柱全全部采采用鋼筋筋混凝凝土現(xiàn)澆澆形式式。建筑筑二層層在塔樓樓范圍圍內(nèi)為辦辦公和和商業(yè)功功能，設設備管線線用房房，衛(wèi)生生間樓樓梯間均均集中中在交通通核附附近，該該區(qū)域域梁板布布置相相對復雜雜，綜綜合考慮慮施工工方便程程度，構(gòu)構(gòu)件預制制難度度，以及及預制制廠開模模數(shù)量量等原因因最終終決定塔塔樓內(nèi)內(nèi)部交通通核區(qū)區(qū)域梁板板采用用現(xiàn)澆形形式。二層塔樓內(nèi)辦公公公用房、商商業(yè)業(yè)用房及及塔樓樓以外室室外景景觀區(qū)域域建筑筑形式相相對簡簡單，便便于結(jié)結(jié)構(gòu)規(guī)則則布置置，因此此這部部分區(qū)域域考慮慮采用裝裝配式式預制疊疊合梁梁板方案案，為為便于構(gòu)構(gòu)件預預制減少少預制制構(gòu)件種種類，每84000x84000柱網(wǎng)內(nèi)設設置兩道次次梁，將網(wǎng)網(wǎng)格劃分為為3塊板跨為28000mm的單向板板。此方案案經(jīng)同施工工人員、預預制廠等多多方協(xié)商發(fā)發(fā)現(xiàn)該設計計的具體操操作困難。因因為本項目目有別于一一般住宅項項目，柱網(wǎng)網(wǎng)尺寸更大大，樓面荷荷載也更大大，比如二二層樓面的的塔樓外景景觀荷堆載載要求導致致樓面梁截截面尺寸較較大，這對對構(gòu)件的運運輸和吊裝裝產(chǎn)生困難難。特別是是吊裝方面面，據(jù)施工工方反映，施施工現(xiàn)場的的起重設備備無法完成成大截面預預制框架梁梁的吊裝。最最終二層結(jié)結(jié)構(gòu)方案確確定為現(xiàn)澆澆柱，現(xiàn)澆澆梁，預制制疊合樓板板。三層至至至五層為為辦公公用房，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)平面見見圖3。由于荷荷載載較小，樓樓面面梁截面面尺寸寸也相應應減小小。因此此這部部分樓層層采用用裝配式式疊合合梁板。左左右右兩側(cè)塔塔樓17.66m跨的大梁梁同同樣因為為吊裝裝原因放放棄采采用裝配配是疊疊合梁方方案，改改為傳統(tǒng)統(tǒng)的現(xiàn)現(xiàn)澆梁形形式。屋面層層層結(jié)構(gòu)原原方案案同三至至五層層結(jié)構(gòu)，后后考考慮的到到疊合合樓板防防水抗抗?jié)B性能能不如如現(xiàn)澆樓樓板，因因此最后后屋面面層樓板板采用用現(xiàn)澆形形式，而而樓面梁梁保留留預制裝裝配式式預制疊疊合形形式。3.2結(jié)構(gòu)設計計計細節(jié)：：在疊合主次梁交交交接位置置節(jié)點點示意見見圖4、圖5。次梁與與主主梁交接接時，在在次梁端端部預預留不小小于1.5h長度的后后澆澆段，后后澆段段內(nèi)箍筋筋加密密。連接接處預預制主梁梁側(cè)面面及預制制次梁梁端部設設抗剪剪槽，以以加強強節(jié)點處處混凝凝土咬合合。次次梁頂縱縱向鋼鋼筋一般般在中中間節(jié)點點時拉拉通布置置，而而在邊跨跨端節(jié)節(jié)點位置置，梁梁頂縱向向鋼筋筋采用螺螺栓錨錨頭機械械錨固固。預制制主梁梁側(cè)預埋埋腰筋筋及梁底底縱向向鋼筋和和預埋埋鋼筋機機械連連接套筒筒接頭頭，次梁梁腰筋筋及底面面縱向向鋼筋通通過套套筒接頭頭與預預埋鋼筋筋連接接。在設設計中中發(fā)現(xiàn)由由于跨跨中位置置梁底底鋼筋計計算配配筋值較較大兩兩較大，如如梁梁底鋼筋筋按全全長貫通通布置置就會導導致梁梁端部鋼鋼筋擁擁擠。另另外鋼鋼筋在主主次梁梁交接位位置為為套筒連連接，套套筒的寬寬度大大于鋼筋筋本身身直徑很很多。這這就出現(xiàn)現(xiàn)在梁梁寬范圍圍內(nèi)無無法排下下所需需的套筒筒數(shù)的的情況。為為解解決連接接困難難的情況況，最最后更加加計算算結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整梁梁配筋方方案。根根據(jù)計算算結(jié)果果顯示，次次梁梁的跨中中底筋筋較大，而而支支座處的的底筋筋相對不不大。因因此在滿滿足規(guī)規(guī)范構(gòu)造造要求求和計算算結(jié)果果的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，在在梁支座座附近近處截斷斷部分分梁底縱縱向鋼鋼筋，只只留計計算和構(gòu)構(gòu)造所所需的縱縱向鋼鋼筋與主主梁預預埋鋼筋筋套筒筒連接。圖4次梁邊跨跨端支支座節(jié)點點圖5次梁中間間跨支支座節(jié)點點根據(jù)板跨及荷荷荷載條件，取取樓板總厚度度120mm即可滿足承承載力要求。即即預制層厚度度60mm，疊合面60mm厚。樓板擱擱置部位為現(xiàn)現(xiàn)澆疊合層，疊疊合面上有預預制梁預留的的U型箍筋，梁梁面縱向鋼筋筋，以及樓板板頂面鋼筋?？伎紤]到各種鋼鋼筋都需要占占據(jù)一定的高高度，因此60mm高的樓板疊疊合面扣去鋼鋼筋保護層厚厚度后板鋼筋筋的布置伸入入梁內(nèi)的空間間就非常有限限，如板筋碰碰到箍筋或者者梁面鋼筋時時，鋼筋調(diào)整整位置的余地地幾乎沒有。因因此經(jīng)過材料料費用，人工工費用，施工工進度等各方方面因素的綜綜合考慮，決決定取預制板板厚度60mm，疊合面高高度80mm，樓板總厚厚度140mm。預制疊合合樓板配筋按按計算確定。另另外考慮到吊吊裝以及改善善預制板與現(xiàn)現(xiàn)澆疊合面的的咬合效果，預預制板設置間間距為750mm的桁架鋼筋筋，見圖6。圖6預制板示意意4EPC模式下下下的設計特特點點傳統(tǒng)模式下設計計計過程以以建筑筑專業(yè)為為龍頭頭，協(xié)調(diào)調(diào)各個個專業(yè)。而而EPC模式下結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)專業(yè)則則是先先行專業(yè)業(yè)。結(jié)結(jié)構(gòu)專業(yè)業(yè)需要要從方案案階段段開始介介入項項目。特特別是是采用裝裝配式式結(jié)構(gòu)的的工程程，必須須由結(jié)結(jié)構(gòu)方案案來引引導建方方案。在在設計過過程中中結(jié)構(gòu)專專業(yè)成成為設計計過程程中的信信息中中樞，設設計人人員在設設計過過程中不不單要要做好本本職的的結(jié)構(gòu)設設計工工作，還還需要要協(xié)調(diào)各各個專專業(yè)的設設計。因為裝裝裝配式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件是工工廠預預制，一一但構(gòu)構(gòu)件成型型就很很難再做做調(diào)整整。因此此裝配配式結(jié)構(gòu)構(gòu)設計計的容錯錯性較較傳統(tǒng)的的現(xiàn)澆澆結(jié)構(gòu)要要差。在EPC模式下結(jié)結(jié)構(gòu)專業(yè)設設計信息中中樞的地位位正好為裝裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)精細化設設計性提供供了條件，降降低了設計計在后期的的修改調(diào)整整的概率，從從而節(jié)省成成本，減少少浪費。此此外由于裝裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)的建造需需要設計人人員同預制制工廠，施施工人員等等各方面緊緊密配合。以以結(jié)構(gòu)為中中心的設計計過程更加加有利于設設計人員各各個部門的的聯(lián)絡和溝溝通，更加加有效的保保證工廠的的快速、順順利進行。EPCCC模式下，設設設計人員員的不不僅需要要控制制好設計計的質(zhì)質(zhì)量，還還要在在施工期期間更更多的到到現(xiàn)場場監(jiān)控工工程的的推進，全全程程監(jiān)控施施工質(zhì)質(zhì)量。裝裝配式式混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工工工藝藝相對傳傳統(tǒng)現(xiàn)現(xiàn)澆混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)施工工工藝藝要求更更高，更更加精細細，施施工期間間的質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控控十分分重要。因因此此EPC模式的特特點點與裝配配式結(jié)結(jié)構(gòu)的施施工特特點正好好契合合。筆者者認為為裝配式式結(jié)構(gòu)構(gòu)+EPC運作模式式是是建筑工工業(yè)化化的順利利推廣廣的有效效手段段。5存在的問題一、目目目前常規(guī)規(guī)的施施工機械械很難難滿足裝裝配式式結(jié)構(gòu)的的施工工。二、裝裝裝配式結(jié)結(jié)構(gòu)的的構(gòu)件容容錯性性差，要要求設設計精細細化程程度進一一步提提高。三、公公公共建筑筑中裝裝配式結(jié)結(jié)構(gòu)節(jié)節(jié)點的施施工難難度較大大，需需在節(jié)點點的設設計和施施工工工藝方面面進一一步探究究。四、相相相比住宅宅建筑筑而言公公共建建筑形式式更加加多樣，這這對對提高公公共建建筑的預預制裝裝配率難難度更更大。6工程現(xiàn)狀本工程于201116年4月1正式開工工，到到2016年7.20主體結(jié)構(gòu)構(gòu)封封頂，總總歷時時111天。該項項目目得到了了杭州州市政府府及杭杭州大江江東產(chǎn)產(chǎn)業(yè)集聚聚區(qū)相相關(guān)領(lǐng)導導的高高度評價價。圖7工程鳥瞰圖圖（主主體結(jié)構(gòu)構(gòu)接近封封頂時時）7結(jié)語通過本工程對對對配式混凝凝土土結(jié)構(gòu)設設計的的案例介介紹，闡闡述了裝裝配式式混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)在公共共建筑筑中設計計應用用的特點點以及及今后需需要進進一步解解決的的問題。表表同同時表明明了在在EPC工程總承承包包模式下下的裝裝配式混混凝土土結(jié)構(gòu)設設計具具有獨到到的優(yōu)優(yōu)勢。裝裝配式式混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)結(jié)合EPC工程總承承包包模式今今后推推動建筑筑工業(yè)業(yè)化的重重要方方向參考文獻[1]JGJJJ1--20014裝配式混混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程[S]北京：中