設(shè)計(jì)院近年來(lái)參與了多個(gè)裝配式住宅的設(shè)計(jì)工作，取得了廣泛的市場(chǎng)認(rèn)可并積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，今天就分享一下裝配式住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些心得。

預(yù)制率和裝配率

目前除國(guó)標(biāo)《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)裝配率做了統(tǒng)一規(guī)定外，上海、江蘇、北京、成都、深圳、湖南、湖北等省市也陸續(xù)出臺(tái)了針對(duì)當(dāng)?shù)氐念A(yù)制率和裝配率計(jì)算細(xì)則。但在納入預(yù)制率（裝配率）計(jì)算的構(gòu)件范圍以及各類構(gòu)件預(yù)制率（裝配率）的折算比例方面都有所差別。
以上海預(yù)制率和裝配率計(jì)算細(xì)則為例，預(yù)制率是指混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型的裝配式建筑±0.000 以上主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中預(yù)制構(gòu)件部分的材料用量占對(duì)應(yīng)構(gòu)件材料總用量的比率。規(guī)范列出了兩種計(jì)算方法
計(jì)算方法一：
預(yù)制率=預(yù)制混凝土構(gòu)件體積/（預(yù)制混凝土構(gòu)件體積+現(xiàn)澆混凝土體積）
計(jì)算方法二：
預(yù)制率=∑（構(gòu)件權(quán)重×修正系數(shù)×預(yù)制構(gòu)件比例）×100%

計(jì)算時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：
1.上海地區(qū)計(jì)算范圍為室外地坪以上，以每棟單體建筑為計(jì)算單元。
2.上海地區(qū)預(yù)制構(gòu)件范圍僅包含主體結(jié)構(gòu)和外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，幕墻、石材、石膏板等非混凝土預(yù)制構(gòu)件不計(jì)入預(yù)制率，內(nèi)墻填充墻不計(jì)入預(yù)制率。
3.方法一僅用于混凝土結(jié)構(gòu)，方法二可用于混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)�；炷�土結(jié)構(gòu)的裝配式住宅采用兩種方法計(jì)算均可。
裝配率是指裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件、建筑部品的數(shù)量（或面積）占同類構(gòu)件或部品總數(shù)量（或面積）的比率。 
建筑單體裝配率 = 建筑單體預(yù)制率 + 部品裝配率 + 其他
部品裝配率 = ∑（部品權(quán)重 × 部品比例） ×100%
其中，“部品”指預(yù)制內(nèi)隔墻、單元式幕墻、集成式廚房、集成式衛(wèi)生間、集成管道井、集成排煙道。“其他”指結(jié)構(gòu)與保溫一體化、墻體與窗框一體化、集成式墻體、集成式樓板、組合成型鋼筋制品。 

裝配式結(jié)構(gòu)體系選型

常見(jiàn)的裝配式結(jié)構(gòu)體系有全預(yù)制剪力墻承重體系、預(yù)制剪力墻外墻模板體系、預(yù)制雙面疊合剪力墻體系等。各體系的代表工藝及優(yōu)缺點(diǎn)如下圖所示。

裝配式結(jié)構(gòu)體系及特點(diǎn)

全預(yù)制剪力墻承重體系

預(yù)制剪力墻外墻模板體系

預(yù)制雙面疊合剪力墻體系
制約預(yù)制結(jié)構(gòu)體系的因素主要有兩個(gè)方面，一是建筑高度，按照現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定，不同結(jié)構(gòu)體系的裝配整體式房屋有最大適用高度限值。二是建筑保溫形式，常見(jiàn)的保溫形式有夾心保溫、內(nèi)保溫和外保溫，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各類保溫形式的特點(diǎn)及使用材料進(jìn)行選擇。

裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度（m）

常見(jiàn)保溫形式及特點(diǎn)

各階段PC專項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要點(diǎn)

方案階段：
方案階段的PC專項(xiàng)設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容：
(1)根據(jù)各地政策和業(yè)主要求確定裝配式建筑的面積比例和預(yù)制率
(2)選擇預(yù)制結(jié)構(gòu)體系
(3)確定預(yù)制構(gòu)件類型和樓層范圍
其中，在確定預(yù)制構(gòu)件類型時(shí)，應(yīng)注意剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)區(qū)不宜做預(yù)制、框支結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換梁和框支柱應(yīng)現(xiàn)澆、高層的電梯井筒宜采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。而在預(yù)制樓層的選擇上，對(duì)于房屋的地下室樓層和屋面層，宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)；對(duì)于開(kāi)洞過(guò)大的樓層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。

初步設(shè)計(jì)階段：
初步設(shè)計(jì)階段的PC專項(xiàng)設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容：
(1)PC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明
(2)預(yù)制構(gòu)件平面分布圖
(3)預(yù)制構(gòu)件立面分布圖
(4)典型墻身剖面圖和連接詳圖

(5)相關(guān)計(jì)算書(shū)——包括夾心保溫外墻面積計(jì)算和預(yù)制率計(jì)算

預(yù)制構(gòu)件平面分布圖示意

預(yù)制構(gòu)件立面分布圖示意

施工圖設(shè)計(jì)階段：
施工圖階段的PC專項(xiàng)設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容：
（1）編寫(xiě)PC結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)總說(shuō)明
（2）預(yù)制構(gòu)件平面分布圖——圖紙中應(yīng)區(qū)分現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及預(yù)制結(jié)構(gòu)，繪出預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置及定位尺寸；繪出預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件型號(hào)或編號(hào)及詳圖索引號(hào)；標(biāo)注較大構(gòu)件的尺寸及重量及吊裝距離最遠(yuǎn)的構(gòu)件
（3）預(yù)制構(gòu)件立面分布圖，應(yīng)表達(dá)一整棟建筑立面上的預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆混凝土的范圍以及預(yù)制構(gòu)件的名稱
（4）預(yù)制構(gòu)件剖面圖以表達(dá)建筑的預(yù)制構(gòu)件墻身詳圖及節(jié)點(diǎn)詳圖索引
（5）預(yù)制構(gòu)件公共詳圖——包括水平和豎向縫連接詳圖，夾心保溫排水管設(shè)置詳圖，預(yù)制剪力墻水平和豎向連接詳圖，預(yù)制梯段板端部連接詳圖，夾心保溫內(nèi)外頁(yè)板連接詳圖，預(yù)制墻施工用斜撐詳圖，預(yù)制外墻調(diào)標(biāo)高詳圖、PC與現(xiàn)澆陰角模板施工詳圖，雙向疊合板整體式接縫構(gòu)造圖等
（6）預(yù)制構(gòu)件索引節(jié)點(diǎn)詳圖——包括凸窗與疊合梁的連接詳圖，PC墻的豎向和水平連接，陽(yáng)臺(tái)板與疊合梁的連接詳圖,轉(zhuǎn)換層與PC構(gòu)件的連接詳圖，陽(yáng)臺(tái)隔墻上下連接詳圖等
（7）PC計(jì)算書(shū)——包括預(yù)制率計(jì)算；預(yù)制夾心保溫外墻面積計(jì)算；剪力墻水平接縫計(jì)算；預(yù)制構(gòu)件正常使用階段錨固驗(yàn)算；預(yù)制構(gòu)件脫模和吊裝階段計(jì)算等

預(yù)制構(gòu)件公共詳圖示意

預(yù)制構(gòu)件索引節(jié)點(diǎn)詳圖示意

PC深化階段：
PC深化設(shè)計(jì)階段需要提供的設(shè)計(jì)成果主要有以下內(nèi)容，相比施工圖階段的設(shè)計(jì)成果主要增加了最后5項(xiàng)內(nèi)容：
（1）PC結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)總說(shuō)明 
（2）預(yù)制構(gòu)件平面分布圖 
（3）預(yù)制構(gòu)件立面分布圖 
（4）墻身剖面圖 
（5）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)詳圖 
（6）索引節(jié)點(diǎn)詳圖 
（7）現(xiàn)場(chǎng)埋件分布圖 
（8）構(gòu)件加工圖 
（9）預(yù)制構(gòu)件裝配圖 
（10）金屬件加工圖 
（11） PC構(gòu)件工程量統(tǒng)計(jì)清單

常用連接件形式

常見(jiàn)的連接件形式有FRP連接件、不銹鋼連接件和灌漿套筒等，各連接件的作用和優(yōu)缺點(diǎn)如下所示。

FRP連接件

不銹鋼連接件

灌漿套筒

經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅，裝配式住宅因?yàn)椴牧�、模板、運(yùn)輸、臨時(shí)支撐等成本的增加，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)造價(jià)偏高，且預(yù)制率越高造價(jià)增加越多。目前住宅常用的三種裝配式結(jié)構(gòu)體系相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)每平米增加的造價(jià)可參考下表。表中數(shù)值來(lái)自2016~2017年的多個(gè)住宅項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)，隨著裝配式住宅的普及，相信未來(lái)結(jié)構(gòu)造價(jià)將呈不斷降低的趨勢(shì)。

裝配式住宅造價(jià)增加參考表
（數(shù)據(jù)來(lái)自2016~2017年多個(gè)住宅項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)）

結(jié)語(yǔ)
裝配式住宅采用構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)整澆的形式，能夠提升建筑業(yè)的工作效率和工程質(zhì)量。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)和“中國(guó)制造2025”的政策促進(jìn)下，未來(lái)裝配式住宅仍有廣闊的應(yīng)用前景。