预制水平构件精细化设计要点

预制水平构件精细化设计要点

王荣新

金茂慧创建筑科技有限公司 北京 100045

摘要：目前装配式建筑的建造成本偏高，控制装配式成本是亟需解决的问题，装配式建筑成本过高的主要原因之一是标准化设计不够，设计水平亟待提高，为装配而装配的现象还比较多，标准化设计是降低建造成本，便于工厂自动化、规模化加工、提高质量的一个重要的措施。本文分别从水平构件的结构平面布置、叠合板详图绘制等方面归纳总结出装配式设计过程中水平构件的重点关注的内容，可有效指导装配式水平构件的设计，在保证主体结构安全的前提下，从设计前端提前考虑施工及加工工艺，从而最大化的降低建造成本，提高施工效率。

关键词：水平构件；叠合板；精细化设计

引言

目前中国装配式建筑成本在现阶段比现浇结构的成本要高。由于成本过高，市场积极性一直不高，尤其是保障房项目，对成本控制更加严格，控制装配式成本是亟需解决的问题。本文将从拆分尺寸标准化、钢筋排布精细化、节点设计合理化等多维度汇总水平构件精细化设计要点，从设计前端提前考虑施工及加工工艺，在确保主体结构安全性的前提下，可极大地降低项目的建造成本并大大提高施工效率。

1水平构件拆分设计

1.1 水平构件的种类

水平预制构件包括：预制楼板、预制叠合梁、预制楼梯、预制阳台板及空调板。

1.2 水平构件拆分原则

水平构件拆分原则：

优先拆分部位：布置规则管线较少的部位，比如卧室、客厅；

其次拆分部位：布置规则管线较多的部位，比如厨房、卫生间、公共空间；预留洞口较多房间。

不宜拆分部位：异形板、结构转换层、作为上部结构嵌固部位的楼层、屋面层、平面受力复杂或开洞较大的楼层。

从标准化角度，不建议布置预制楼板的位置：首层大堂及变异户型位置—结构布置或机电点位不同；上下跃楼梯位置—结构布置不同；屋顶层水箱间位置处—结构布置不同；女儿墙生根位置处—板厚及配筋不同；竖向体型收进位置处—板厚及配筋不同；小跨度板如空调板—增加吊次且预制率贡献较小；三维叠合板如阳台板、飘窗板-增加生产及施工难度且成本偏高。

1.3 水平构件拆分要点

1.3.1屋面层叠合楼盖

高层装配整体式混凝土结构中，楼盖应符合下列规定[1]:屋面层和平面受力复杂的楼层宜采用现浇楼盖，当采用叠合楼盖时，楼板的后浇混凝土叠合层厚度不应小于100mm，且后浇层内应采用双向通长配筋，钢筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。此条仅适用于高层装配式混凝土结构，对于多层结构后浇混凝土叠合层厚度无相应规范要求。若从首层顶至屋面层均采用叠合板，可采用同一套支撑系统，避免为现浇屋面层单独配置不同的系统。

1.3.2卫生间降板

“暗梁”宽度

降板节点做法，暗梁宽度可取：max{150mm,板厚};

“暗梁”偏向

当暗梁宽度大于卫生间墙体宽度时，暗梁应偏向：一般情况，为防止在功能房间上方露坎，暗梁偏向卫生间；当卫生间墙体位置有排风洞且相邻房间有局部边吊时，暗梁可偏向房间内；当卫生间墙体位置有排风洞且相邻房间无边吊时，可与建筑商量移动排风洞位置，此时暗梁可偏向卫生间；

后浇带范围确定

单向板时：后浇带宽度取“暗梁”宽度，不受降板多少的限制；

双向板时：后浇带范围与降板类型和降板深度有关；

a.卫生间现浇，小降板时，非降板区的后浇带宽度取暗梁宽度；

b.卫生间现浇，大降板时，非降板区的后浇带范围取La+10+混凝土保护层厚度；

c.卫生间预制，小降板时，降板区的后浇带范围（含暗梁宽度）取La+10+混凝土保护层厚度；

d.卫生间预制，大降板时，后浇带范围（含暗梁宽度）：非降板区及降板区分别取La+10+混凝土保护层厚度

如果预制率比较宽松，建议双向板内的卫生间不做预制板。

1.3.3叠合板尺寸

跨度不宜大于6.0m（预应力叠合楼板除外)，当桁架钢筋叠合楼板跨度过大时，易发生预制底板开裂、挠曲、破损等情况;叠合楼板板宽不宜大于 2.4m，板宽超过 2.4m 时，对构件运输车辆及运输条件要求较高;叠合板板宽尽量满足600M，桁架筋的布置是最优的；板宽不宜过窄，否则会造成叠合楼板构件数量和楼板之间的接缝数量过多，影响构件安装的施工效率；拆分构件时，拼缝宜设置在叠合板的次要受力方向上且宜避开弯矩最大处。

2叠合板详图设计

2.1 钢筋桁架布置

钢筋桁架设置要求:a、桁架间距需满足：150≤边距≤300mm,中距≤600mm;当板宽≥2.6m时，钢筋桁架宜加密布置。b、桁架筋宜沿板长跨方向布置;c、板上预留预埋需避开桁架筋位置;d、桁架筋设计时，需满足上弦筋上方放置板面钢筋的要求，同时需要满足上弦筋下方的穿管要求;e、叠合板跨度不小于3.6m时，桁架筋上弦筋直径采用10mm;f、桁架钢筋不能突出管井区。

桁架筋与板底钢筋关系

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桁架筋宜与受力钢筋方向一致；一般大跨度板桁架筋的布置方式可分为以下几种情况：

a、桁架筋下两皮钢筋:主受力钢筋一般在外侧，符合常规设计；130板厚桁架筋高度采用70mm，桁架筋上弦下穿管高度为:33mm；桁架筋上弦距板顶高度：29mm；桁架筋下可满足楼板穿管要求，桁架筋上只能放置一皮钢筋；角部支座交叉筋、阳角放射筋、悬挑构件上铁筋等位置钢筋排布需进行优化，避免现场浇筑超厚。桁架筋下两皮钢筋设计时，桁架筋不满足桁架在预制板内的埋置深度，现场不应采用桁架筋起吊。

b、桁架筋下一皮钢筋:主受力钢筋在内侧，非常规设计；桁架筋可替代受力钢筋；130板厚桁架筋高度采用75，桁架筋上弦下高度为:30mm；桁架筋上弦距顶板高度：32mm；桁架筋下可满足楼板穿管要求，桁架筋上可放置两皮钢筋；需提醒设计院计算楼板时需加大保护层厚度进行配筋计算；

c、桁架筋下无钢筋:主受力钢筋在外侧，符合常规设计；桁架筋可替代受力钢筋；130板厚桁架筋高度采用85，桁架筋上弦下高度为:32mm；桁架筋上弦距顶板高度：30mm；桁架筋下可满足楼板穿管要求，桁架筋上可放置一皮钢筋；不便于施工，且桁架筋较高，浪费钢材，采用较少。

2.2钢筋精细化设计

预制板钢筋排布

a、精细化钢筋排布，优化钢筋根数;

b、宽拼缝两侧的叠合板，需考虑钢筋避让，可通过旋转排筋，实现高共模率，增加边模通用性；

c、现浇板两侧预制板内的钢筋布置需满足：两侧钢筋布置需一致；若一块预制板上存在洞口时，需注意洞口加强筋是否也需在另一块板上预留；

d、功能房间不同配筋变化时，如配筋由 8@200改为 8@100，钢筋排布不宜采取对称布置的方式。

预制板出筋长度

a、满足支座宽度的要求；

b、满足宽缝处钢筋的搭接长度；

c、钢筋直径不同，需满足35d的搭接长度；

d、近支座处钢筋需伸至支座内；

e、伸出钢筋遇现浇板内的洞口时，钢筋需伸至洞口边。

结语

本文总结归纳了不同情况下的卫生间降板节点；在预制楼板详图设计时，需合理布置桁架钢筋及选取桁架钢筋高度，避免楼板浇筑超厚；叠合板宽拼缝处需考虑钢筋避让，可通过旋转排筋，实现高共模率，增加边模通用性，基本涵盖了项目上水平构件在设计中容易出现的各类问题，本文水平构件的精细化设计要点可有效地指导水平构件的设计，通过标准化设计节点、标准化拆分尺寸、标准化叠合板的绘制原则，可有效地降低建造成本，提高施工效率。

参考文献

[1] 《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231 2016.

[2]《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》16G101-1.

[3]《北京市地方标准-装配式剪力墙结构设计规程》（DB11-1003-2013）.