根据《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)》(15J939-1),装配式结构与现浇结构的建设流程明显不同,其更强调结构与装修的协同,更注重结构与装修一体化的构件加工图设计,两者对比见图6-1。
图6-1 装配式混凝土结构设计流程
对于装配式混凝土结构设计方面,由于装配式混凝土结构的发展在我国尚处于初级阶段,对其结构性能、设计方法研究尚不够充分,相应的设计软件配套不足,因此,现阶段为实现“等同现浇”的设计过程为:
(1)按照现浇混凝土结构进行整体分析与设计。将装配整体式混凝土结构看作现浇混凝土结构,套用既有现浇混凝土结构相关设计规范,沿用现浇混凝土结构设计软件,对整体结构进行分析与设计,确定结构方案,完成对结构构件的初步设计。
(2)将整体结构进行合理拆分。根据不同结构类型,兼顾构件生产工艺要求、运输与吊装要求等多方面因素,对整体结构进行拆分,形成离散的预制构件。
(3)构件与节点深化设计。根据结构整体设计结果和构件拆分方案,对构件进行深化设计,明确结构配筋、防火防水保温构造、吊点设计、预埋预留、装饰装修做法等技术要点;根据构件深化设计结果和构件拆分方案,对构件连接节点进行深化设计,明确连接构造做法、防火防水保温构造等技术要点。最终形成构件生产或施工图纸,进入生产与施工流程。
以试点工程江苏省南通市海门中南世纪城33#楼为例,其采用了基于全金属波纹管浆锚连接的全预制剪力墙结构技术,其结构设计过程示意见图6-2。
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诚然,上述设计过程明显效率不高,但充分契合我国当前行业技术水平与发展现状,为装配式建筑的发展与应用提供了必要的设计依据与手段。
同时,应注意避免走进“等同现浇”的认识误区,认为装配整体式混凝土结构的设计应严格执行既有现浇混凝土结构设计规范的相关条文规定,配套现浇混凝土结构的标准规范限制了预制混凝土技术优势的发挥,往往造成构件预制困难、成本上升,甚至无法应用。“等同现浇”实质是指性能的等同,而不是设计、构造等具体技术要点的机械等同,只要能有充分试验数据证明其能实现性能等同,改变或突破现浇混凝土规范条文的规定是允许的。本书涉及的钢筋连接方面的浆锚连接接头和GDPS套筒灌浆连接接头、剪力墙/框架结构方面的构件连接节点构造以及叠合板技术均经历了质疑、验证、肯定的过程,关键技术研究成果现已被装配式建筑领域标准规范广泛采纳。
另外,在国家宏观政策的倡导下,各地纷纷加强对装配式混凝土结构的推广工作,出台文件普遍涉及预制率、装配率或预制装配率等设计控制指标要求,此举措对引领及促进装配式混凝土结构的发展发挥了积极作用,但同时也造成个别单位、部分项目为满足类似控制设计指标,盲目地应用装配式混凝土结构技术,其做法已基本违背了装配整体式混凝土结构的基本原则与方法,造成“该现浇的做预制”,严重影响结构整体性能,造成安全隐患,这是不可取的。因此,建议在符合装配整体式混凝土结构基本设计原则与方法的前提下,进一步通过构件优化设计,以实现更高的预制率与装配率,充分发挥装配整体式混凝土结构技术优势。
为便于参考,将装配整体式混凝土结构设计主要遵循的相关现浇混凝土结构规范标准及近年来国家和地方颁布的装配式混凝土结构相关规范列于表6-1。
表6-1 装配整体式混凝土结构相关设计规范
续表6-1
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