某装配式工程楼盖结构设计优化

某装配式工程楼盖结构设计优化

发表时间：2018-11-12T14:43:25.503Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第16期作者：安卫锋[导读] 进行了平面布置图的结构优化，给出了如何提高构件标准化，减小构件数量，提高施工速度等措施，从而降低装配式建筑成本的结构措施。

安卫锋

重庆同乘工程咨询设计有限责任公司重庆市 400023摘要：本文根据装配式建筑的特点，以一个多层框架结构标准厂房为案例，进行了平面布置图的结构优化，给出了如何提高构件标准化，减小构件数量，提高施工速度等措施，从而降低装配式建筑成本的结构措施。

关键词：装配式建筑；成本控制；结构措施 1 概述

目前装配式建筑进入一个高速发展期，各部门也发布了一系列的技术指导、优惠政策等，装配式建筑的运用越来越广泛。但是受到规模、经济、技术等因素的影响，装配式建筑的成本较现浇高出不少，而这些成本的增加极大的阻碍了装配式建筑的发展。本文以一个多层标准厂房结构平面布置优化，来阐述楼盖结构优化对于装配式结构成本控制的意义。

2 装配式建筑的主要特点 2.1节约资源

由于装配式建筑大部分构件在工厂中进行预制，大量减少了现场模板、水、钢材、混凝土等原材料的浪费。

2.2缩短工期

主要构件全部在工厂进行预制，现场组装为主，受气候影响较小，减少现场大量的湿作业、模板工程等，施工速度大幅提高。

2.3减少环境污染

传统模式，施工现场污染严重，如扬尘、废水、噪声等，装配式建筑大量工作在工厂进行，大幅减少这些污染源。

2.4标准化程度高

为适应工厂制作，充分发挥模具的利用率，须提高构件的标准化程度，从而减少模具的损耗、加快安装速度、提高运输效率等。构件的重复度越高越有利于装配式建筑的运用。

3 装配式建筑与现浇结构的成本差异

由于装配式建筑大部分是在工厂预制，与现浇结构的主要差异在于构件的制作、仓储、运输和现场安装。通过已经竣工的大量工程案例分析可知，PC构件的预制、运输及现场吊装产生的费用是目前成本过高的主要原因，除此之外，在其它方面装配式结构的成本比现浇结构有一定的优势。

4 降低装配式建筑成本的主要措施

从以上分析可知装配式结构的主要成本是与构件的拆分密切相关，构件的拆分除了受建筑规则性的影响外，主要与结构工程师结构布置有关，结构布置是否合理，是否便于构件拆分，是否有利于构件的标准化拆分等严重影响PC构件的成本。以下结合一个工程案例，对比两种结构布置方式对PC构件的影响。

该项目为四层标准厂房，结构为混凝土框架结构，楼面荷载500kg/m2，楼面板厚度120mm，首层层高6米，以上三层层高4.5米，结构左右对称。该项目装配部位为楼盖结构，梁采用叠全梁，板采用钢筋桁架叠合板，柱采用现浇。以下仅从项目楼盖的结构布置优化进行分析对比。

主要优化思路，一提高构件标准化，减小构件规格及数量。由于叠合板板厚最小不得小于120mm，结构布置充分发挥板受力性能、工厂加工能力、运输等，适当加大板跨度，减小预制板的规格数量。同时结构结构布置情况尽可能归并梁构件规格数量，为工厂加工、运输、吊装等创造便利的条件。二合理确定预制构件范围。装配式结构并非所有构件均一定要做预制构件，可以根据结构布置情况，合理划分，将一些不适合预制的部分划分出来，还是采用现浇，降低不必要的浪费，如卫生间、局部小板块、长度较小的梁等，预制成本较高，同时增加了吊装的难度，尽量采用现梁，不预制。以下左边为原结构布置图，右侧为优化后的结构布置图。

构件优化前后对比图备注：1.优化前后板厚度均为120，主梁规格大小不变

2.板均按单身板进行设计，考虑梁板之间留部分现浇带

3、阴影区为现浇部分范围。每层梁板优化对比

通过优化，次梁数量减少高达46.4%，每层减小24根梁，四层减少96根梁，优化后，预制梁断面仅两种，主梁300X700，次梁250X600。板块每层数量减小高达38.84%，通过分析，预制板跨度均统一为4000，宽度1200，一种规格的板就全覆盖该栋楼四层，个别区域板跨度1900、2950由于数量较少，预制件成本较高，按现浇考虑。经过这样的优化，每层296块相同的叠合板单元，四层楼1184块相同的叠合板单元。

经过结构优化，该栋楼预制梁仅两种断面，预制板仅一种规格，并且将梁板数量减少近一半，这样的优化，大幅度提高工厂制作模具的重复利用率，降低模板的损耗的同时提高了生产效率；构件规格的减小，方便运输的组合，提高运输效率降低运输成本；构件数量减少，直接导致现场吊装次数的降低，从而提高现场吊装效率。通过这样的结构构件布置优化，可以大幅降低装配式建筑的成本。

5 总结

在建筑功能确定的情况下，结合装配式结构制作、运输、施工的特点，通过结构布置的优化调整，是一种有效的成本控制手段，有利于装配式结构的快速推广运用。因此，作为结构工程师承担装配式结构设计时，一定要充分了解装配式结构制作、运输、吊装等全过程特点，结合施工与使用功能合理进行结构布置，从而进一步控制结构成本，促进装配式建筑的良性发展。