杭州某特色小镇装配式框架结构设计

第二十四届全国高层建筑结构学术会议论文2016年PAGEPAGE6基于EPC模式下的某特色小镇装配式结构设计霍喆赟童来富单玉川周晓悦孙烨孟祥祥韬裘涛(浙江工业大学学学工程设计计集集团有限限公司司，杭州31000014))摘要：装配式结结结构是推推进建建筑工业业化的的重要形形式之之一，是是当前前建筑行行业关关注的热热点。目目前我国国装配配式结构构在住住宅项目中的应用用用已经逐逐渐开开始发展展起来来，但是是在公公共建筑筑领域域的应用用相对对较少。本本文文介绍的的杭州州某特色色小镇项目是基于于于EPC工程总承承包包模式背背景下下装配式式结构构技术在在公共共建筑中中应用用的案例例。通通过本项项目的的设计介绍，阐述了了了在装配配式结结构应用用于公公共建筑筑的设设计实践践情况况，以及EPC模式下装装配配式结构构设计的特点点。关键词：装配式式式结构，建建筑筑工业化化，EPC，公共建建筑筑1引言装配式混凝土结结结构相比比传统统的现浇浇混凝凝土结构构具有有低能耗耗，低低污染，高高效效率，施施工方方便，工工程进进度快。发发展展装配式式混凝凝土结构构可以以一改以以往建建筑行业业劳动动密集型型，粗粗放型的的的生生产模式式。同同时将原原来的的游击队队式的的农民工工升级级为产业业工人人，进而而有利利于全面面提升升工人的的技术术素养，有有效效控制建建筑工工程的质质量。在在我国目目前的的经济发发展模模式及节节能环环保方面面的的的要求来来看，预预制装配配式结结构的推推广将将是今后后建筑筑业的发发展趋趋势。当当前国国内装配配式混混凝土结结构在在住宅建建筑中中的应用用已经经多地开开花，而而装配式式公共共建筑的的设计计与建造造相对对滞后。笔笔者者通过对对杭州州某特色色小镇镇的装配配式框框架结构构的设设计，得得到了了装配式式混凝凝土结构构在公公共建筑筑中的的应用一一些体体会。本本文对对该工程程结构构设计情情况进进行介绍绍分析析。图1效果图作者简介：霍喆喆喆赟（1983—），男，硕硕硕士，工工程师师2工程概况本工程位于杭州州州市大江江东产产业集聚聚区，采采用EPC工程总承承包包模式。项项目目建筑用用地面面积2573311m2，总建筑筑面面积4386600m2。地上一一层层为大型型车库库及商业业用房房，二到到五层层为办公公用房房及商业业用房房，六层层为构构架层。建建筑筑里面效效果见见图1。本工程程抗抗震设防防类别别为丙类类，设设防烈度度为6度，场地地类类别为Ⅲ类，设计计地地震分组组为第第一组。基基本本风压取50年重现期期的的风压0.455KKN/mm2，地面粗粗糙糙度为B类。结构构采采用装配配式框框架结构构体系系，预制制装配配率超30%。结构平平面面总长度219..88m，总宽度68.00m。基础形形式式为桩基基础。结结构一层层设两两道变形形缝，二二层以上上分为为5个塔楼。结结结构平面面布置置见图2、图3。图2二层结构平平面面图3三层以上结结构构平面3结构设计3.1结构方案案案：建筑完成面正负负负零标高高高于于原状场场地标标高，场场地需需要有1m左右的大大面面积填土土。大大面积填填土可可能导致致一层层地面在在使用用过程中中产生生沉降。设设计计过程中中放弃弃了普通通建筑筑地面刚刚性地地坪的设设计方方案，考考虑在在一层底底处做做结构架架空楼楼板。由由于南南方地区区雨水水丰富，地地下下水位较较高，一一层地面面的防防水抗渗渗性能能不可忽忽略，因因此在结结构设设计中一一层底底板不采采用装装配式叠叠合楼楼板，任任然采采用传统统的钢钢筋混凝凝土现现浇楼板板。为保证证证结构竖竖向构构件的可可靠性性，本工工程框框架柱全全部采采用钢筋筋混凝凝土现浇浇形式式。建筑筑二层层在塔楼楼范围围内为办办公和和商业功功能，设设备管线线用房房，卫生生间楼楼梯间均均集中中在交通通核附附近，该该区域域梁板布布置相相对复杂杂，综综合考虑虑施工工方便程程度，构构件预制制难度度，以及及预制制厂开模模数量量等原因因最终终决定塔塔楼内内部交通通核区区域梁板板采用用现浇形形式。二层塔楼内办公公公用房、商商业业用房及及塔楼楼以外室室外景景观区域域建筑筑形式相相对简简单，便便于结结构规则则布置置，因此此这部部分区域域考虑虑采用装装配式式预制叠叠合梁梁板方案案，为为便于构构件预预制减少少预制制构件种种类，每84000x84000柱网内设设置两道次次梁，将网网格划分为为3块板跨为28000mm的单向板板。此方案案经同施工工人员、预预制厂等多多方协商发发现该设计计的具体操操作困难。因因为本项目目有别于一一般住宅项项目，柱网网尺寸更大大，楼面荷荷载也更大大，比如二二层楼面的的塔楼外景景观荷堆载载要求导致致楼面梁截截面尺寸较较大，这对对构件的运运输和吊装装产生困难难。特别是是吊装方面面，据施工工方反映，施施工现场的的起重设备备无法完成成大截面预预制框架梁梁的吊装。最最终二层结结构方案确确定为现浇浇柱，现浇浇梁，预制制叠合楼板板。三层至至至五层为为办公公用房，结结构构平面见见图3。由于荷荷载载较小，楼楼面面梁截面面尺寸寸也相应应减小小。因此此这部部分楼层层采用用装配式式叠合合梁板。左左右右两侧塔塔楼17.66m跨的大梁梁同同样因为为吊装装原因放放弃采采用装配配是叠叠合梁方方案，改改为传统统的现现浇梁形形式。屋面层层层结构原原方案案同三至至五层层结构，后后考考虑的到到叠合合楼板防防水抗抗渗性能能不如如现浇楼楼板，因因此最后后屋面面层楼板板采用用现浇形形式，而而楼面梁梁保留留预制装装配式式预制叠叠合形形式。3.2结构设计计计细节：：在叠合主次梁交交交接位置置节点点示意见见图4、图5。次梁与与主主梁交接接时，在在次梁端端部预预留不小小于1.5h长度的后后浇浇段，后后浇段段内箍筋筋加密密。连接接处预预制主梁梁侧面面及预制制次梁梁端部设设抗剪剪槽，以以加强强节点处处混凝凝土咬合合。次次梁顶纵纵向钢钢筋一般般在中中间节点点时拉拉通布置置，而而在边跨跨端节节点位置置，梁梁顶纵向向钢筋筋采用螺螺栓锚锚头机械械锚固固。预制制主梁梁侧预埋埋腰筋筋及梁底底纵向向钢筋和和预埋埋钢筋机机械连连接套筒筒接头头，次梁梁腰筋筋及底面面纵向向钢筋通通过套套筒接头头与预预埋钢筋筋连接接。在设设计中中发现由由于跨跨中位置置梁底底钢筋计计算配配筋值较较大两两较大，如如梁梁底钢筋筋按全全长贯通通布置置就会导导致梁梁端部钢钢筋拥拥挤。另另外钢钢筋在主主次梁梁交接位位置为为套筒连连接，套套筒的宽宽度大大于钢筋筋本身身直径很很多。这这就出现现在梁梁宽范围围内无无法排下下所需需的套筒筒数的的情况。为为解解决连接接困难难的情况况，最最后更加加计算算结构调调整梁梁配筋方方案。根根据计算算结果果显示，次次梁梁的跨中中底筋筋较大，而而支支座处的的底筋筋相对不不大。因因此在满满足规规范构造造要求求和计算算结果果的基础础上，在在梁支座座附近近处截断断部分分梁底纵纵向钢钢筋，只只留计计算和构构造所所需的纵纵向钢钢筋与主主梁预预埋钢筋筋套筒筒连接。图4次梁边跨跨端支支座节点点图5次梁中间间跨支支座节点点根据板跨及荷荷荷载条件，取取楼板总厚度度120mm即可满足承承载力要求。即即预制层厚度度60mm，叠合面60mm厚。楼板搁搁置部位为现现浇叠合层，叠叠合面上有预预制梁预留的的U型箍筋，梁梁面纵向钢筋筋，以及楼板板顶面钢筋。考考虑到各种钢钢筋都需要占占据一定的高高度，因此60mm高的楼板叠叠合面扣去钢钢筋保护层厚厚度后板钢筋筋的布置伸入入梁内的空间间就非常有限限，如板筋碰碰到箍筋或者者梁面钢筋时时，钢筋调整整位置的余地地几乎没有。因因此经过材料料费用，人工工费用，施工工进度等各方方面因素的综综合考虑，决决定取预制板板厚度60mm，叠合面高高度80mm，楼板总厚厚度140mm。预制叠合合楼板配筋按按计算确定。另另外考虑到吊吊装以及改善善预制板与现现浇叠合面的的咬合效果，预预制板设置间间距为750mm的桁架钢筋筋，见图6。图6预制板示意意4EPC模式下下下的设计特特点点传统模式下设计计计过程以以建筑筑专业为为龙头头，协调调各个个专业。而而EPC模式下结结构构专业则则是先先行专业业。结结构专业业需要要从方案案阶段段开始介介入项项目。特特别是是采用装装配式式结构的的工程程，必须须由结结构方案案来引引导建方方案。在在设计过过程中中结构专专业成成为设计计过程程中的信信息中中枢，设设计人人员在设设计过过程中不不单要要做好本本职的的结构设设计工工作，还还需要要协调各各个专专业的设设计。因为装装装配式结结构构构件是工工厂预预制，一一但构构件成型型就很很难再做做调整整。因此此装配配式结构构设计计的容错错性较较传统的的现浇浇结构要要差。在EPC模式下结结构专业设设计信息中中枢的地位位正好为装装配式结构构精细化设设计性提供供了条件，降降低了设计计在后期的的修改调整整的概率，从从而节省成成本，减少少浪费。此此外由于装装配式结构构的建造需需要设计人人员同预制制工厂，施施工人员等等各方面紧紧密配合。以以结构为中中心的设计计过程更加加有利于设设计人员各各个部门的的联络和沟沟通，更加加有效的保保证工厂的的快速、顺顺利进行。EPCCC模式下，设设设计人员员的不不仅需要要控制制好设计计的质质量，还还要在在施工期期间更更多的到到现场场监控工工程的的推进，全全程程监控施施工质质量。装装配式式混凝土土结构构的施工工工艺艺相对传传统现现浇混凝凝土结结构施工工工艺艺要求更更高，更更加精细细，施施工期间间的质质量监控控十分分重要。因因此此EPC模式的特特点点与装配配式结结构的施施工特特点正好好契合合。笔者者认为为装配式式结构构+EPC运作模式式是是建筑工工业化化的顺利利推广广的有效效手段段。5存在的问题一、目目目前常规规的施施工机械械很难难满足装装配式式结构的的施工工。二、装装装配式结结构的的构件容容错性性差，要要求设设计精细细化程程度进一一步提提高。三、公公公共建筑筑中装装配式结结构节节点的施施工难难度较大大，需需在节点点的设设计和施施工工工艺方面面进一一步探究究。四、相相相比住宅宅建筑筑而言公公共建建筑形式式更加加多样，这这对对提高公公共建建筑的预预制装装配率难难度更更大。6工程现状本工程于201116年4月1正式开工工，到到2016年7.20主体结构构封封顶，总总历时时111天。该项项目目得到了了杭州州市政府府及杭杭州大江江东产产业集聚聚区相相关领导导的高高度评价价。图7工程鸟瞰图图（主主体结构构接近封封顶时时）7结语通过本工程对对对配式混凝凝土土结构设设计的的案例介介绍，阐阐述了装装配式式混凝土土结构构在公共共建筑筑中设计计应用用的特点点以及及今后需需要进进一步解解决的的问题。表表同同时表明明了在在EPC工程总承承包包模式下下的装装配式混混凝土土结构设设计具具有独到到的优优势。装装配式式混凝土土结构构结合EPC工程总承承包包模式今今后推推动建筑筑工业业化的重重要方方向参考文献[1]JGJJJ1--20014装配式混混凝凝土结构构技术术规程[S]北京：中