装配式框架结构的几种常见楼盖形式分析

2020-07-21杨亚龙

四川建筑 2020年1期

杨亚龙

(四川省建筑设计研究院，四川成都 620000)

随着我国产业升级的不断推进和环境治理的持续加强，建筑工业化成为建筑业的必由之路。传统建筑业的现场手工操作转变成工厂内的集成建造，工厂化的生产质量有了更好地保障，工业生产的精细化更避免了大量的手工误差，质量提高的同时还减少了大量的现场湿作业，显著减少城市扬尘。

装配式混凝土结构，由工厂预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成[1]，是建筑工业化的重要表现形式。装配式建筑的终极目标为节能减排，实现低碳发展[2]，为绿色建筑的发展提供了新的动力和途径。

本文以成都市某一多层框架商业体为例，分析几种常见的楼盖结构形式对楼层净高、装配率和工程造价的影响，为以后同类工程设计提供参考。

1 项目概况

1.1 几何尺寸

本项目拟建商业综合体(图1)，地上部分主要使用功能为购物中心及办公楼，地上部分采用两条抗震缝将结构划分为3个结构单元，包括一栋高层办公楼(地上17层，建筑总高78.9 m)，一栋高层购物中心(地上7层，建筑总高36.6 m)一栋多层购物中心(地上4层，建筑总高23.9 m)；地下室二层，地下一层为商业及车库，地下二层为人防车库。高层办公楼采用钢筋混凝土装配整体式框架-核心筒结构，商业采用钢筋混凝土装配整体框架结构，地下室采用现浇钢筋混凝土框架结构。

图1 工程效果

本文从多层购物中心部分(图2)选取3跨标准轴网，利用PKPM建立一个4层3 m×8.4 m框架模型(图3)进行楼盖布置结构方案比较，分析在采用装配式叠合楼板条件下楼盖结构方案对使用空间和工程造价的影响。

图2 多层商业体结构平面

图3 标准跨平面(单位：mm)

1.2 计算软件及荷载概况

本文采用中国建筑科学研究院编制的PKPM V4.1进行建模及后续工程量统计，计算中选择自动计算现浇楼板自重，附加恒载取2.5 kN/m2,活荷载取3.5 kN/m2，梁截面按配筋不超过2 %控制。

2 楼盖方案

2.1 井字梁

井字梁方案采用双向三等分点拉等高次梁，双向主梁同高，叠合板板厚130 mm(预制层60 mm厚+现浇层70 mm厚)(图4)。经过计算和调整优化，本方案最后构件截面尺寸、预制率及单位工程量详表1。

图4 井字梁方案布置(单位：mm)

表1 井字梁方案结构信息

2.2 单向单次梁

单向单次梁方案采用单向二等分点拉次梁，同向主、次梁同高，叠合板板厚130 mm(预制层60 mm厚+现浇层70 mm厚)(图5)。经过计算和调整优化，本方案最后构件截面尺寸、预制率及单位工程量详表2。

图5 单向单次梁方案布置(单位：mm)

2.3 单向双次梁

单向双次梁方案采用单向三等分点拉等高次梁，同向主、次梁同高，叠合板板厚130 mm(预制层60 mm厚+现浇

表2 单向单次梁方案结构信息

层70 mm厚)(图6)。经过计算和调整优化，本方案最后构件截面尺寸、预制率及单位工程量详表3。

图6 单向双次梁方案布置(单位：mm)

表3 单向双次梁方案结构信息

3 方案比较

3.1 楼层净高比较

本工程层高均为5.1 m，考虑单方向0.5 m的设备走管及吊顶高度，计算出楼层净高如图7所示。由图7可知，仅考虑单方向设备走管的前提下，单向双次梁的楼盖方案下楼层净高最优，但单向次梁方案下垂直次梁方向的主梁梁高均为700 mm，高于井字梁方案中主梁梁高。综上所述，在设备管线集中需要双向走管，且对净高要求较高的区域建议楼盖采用井字梁方案。在可以单向走管的区域采用单向双次梁方案楼层净高能更好保证。本工程为大开间商业体，设备管线有条件做到区域内单向布置，故单向双次梁方案更适合本工程。

图7 3种楼盖方案楼层净高对比

3.2 预制率比较

“成建委〔2016〕115号”规定：单体预制装配率=预制构件体积÷全部构件体积。预制构件，是指在工厂或现场预先制作的构件，如墙体、梁柱、楼板、楼梯、阳台、雨棚等。全部构件，是指包括预制构件在内的所有构件(含非混凝土墙体)。本文中为简化计算仅考虑结构构件体积，计算结果见图8。

图8 3种楼盖方案装配率对比

由图8可知，两种单向次梁方案装配率均高于仅字梁方案，是因为本工程仅采用了装配式叠合楼板，楼板尺寸越大，其在整体结构中的相对占比越大，计算出的装配率也就越高。所以，为了满足装配率要求，结构方案设计时可尽量设计大板，同时考虑到加工、运输和吊装因素的影响，拆分后的单块叠合板宽度不宜大于3.6 m，长度不宜大于6.6 m。所以仅考虑叠合楼板的设计和施工，对于8.1～9.0 m的柱网，单向双次梁方案更合理，本工程选用单向双次梁方案。