萬科長陽天地及金域緹香住宅產業化項目的設計體驗
萬科長陽天地項目位于北京市房山區長陽鎮,由6棟21層高層和6棟11層小高層板樓組成,是北京萬科首個全小區采用工業化方式建造的小區。項目采用全預制裝配式剪力墻結構,產業化部位包括外墻、內墻、樓板、陽臺、空調板、樓梯、輕質內隔墻。項目實現了設計標準化、部品生產工廠化、現場施工裝配化、結構裝修一體化和管理信息化。
萬科金域緹香項目位于北京市房山區長陽鎮,其中7#~9#樓為產業化住宅樓。7#樓下設基礎隔震系統,預制構件產業化部位包括外墻、內墻、樓板、陽臺、空調板、樓梯、輕質內隔墻;8#、9#樓預制構件產業化部位包括外墻、樓板、陽臺、空調板、樓梯、輕質內隔墻。
這兩個項目均由北京市住宅建筑設計研究院有限公司設計。在項目的設計階段,預制構件的科學拆分、節點處理的標準化以及BIM協同配合是項目順利實現建造方式轉變的三大關鍵。
預制構件的科學拆分
建筑產業化的核心是生產工業化,生產工業化的關鍵是設計標準化,最核心的環節是建立一整套具有適應性的模數以及模數協調原則。設計中據此優化各功能模塊的尺寸和種類,使建筑部品實現通用性和互換性,保證房屋在建設過程中,在功能、質量、技術和經濟等方面獲得最優的方案,促進建造方式從粗放型向集約型轉變。
實現標準化的關鍵點則是體現在對構件的科學拆分上。預制構件科學拆分對建筑功能、建筑平立面、結構受力狀況、預制構件承載能力、工程造價等都會產生影響。根據功能與受力的不同,構件主要分為垂直構件、水平構件及非受力構件。垂直構件主要是預制剪力墻等。水平構件主要包括預制樓板、預制陽臺空調板、預制樓梯等。非受力構件包括PCF外墻板及豐富建筑外立面、提升建筑整體美觀性的裝飾構件等。
對構件的拆分主要考慮五個因素:一是受力合理;二是制作、運輸和吊裝的要求;三是預制構件配筋構造的要求;四是連接和安裝施工的要求;五是預制構件標準化設計的要求,最終達到“少規格、多組合”的目的。
在長陽天地項目中,通過科學拆分將預制外墻板種類控制為6種、預制內墻板控制為3種、預制陽臺板控制為1種,單塊預制墻板重量控制在6噸以下。連接節點的尺寸盡量統一,減少了模板的種類。
連接節點的處理
連接節點的設計與施工是裝配式結構的重點和難點。保證連接節點的性能是保證裝配式結構性能的關鍵。裝配式結構連接節點在施工現場完成是最容易出現質量問題的環節,而連接節點的施工質量又是整個結構施工質量的核心。因此,所采用的節點形式應便于施工,并能保證施工質量。
預制構件豎向受力鋼筋的連接方式是美國和日本等地震多發國家普遍應用的鋼筋套筒連接技術。通過我國科研技術人員大量的理論、試驗分析,證明了該技術的安全可靠性,并納入我國行業標準《裝配式混凝土結構技術規程》。灌漿套筒連接技術是通過向內外套筒間的環形間隙填充水泥基等灌漿料的方式連接上下兩根鋼筋,實現傳力合理、明確,使計算分析與節點實際受力情況相符合。