一、项目概况
项目名称:海口市粤海小学项目
项目信息:位于海南省海口市长流起步区,长滨六路和长滨西四街交叉口,总建筑面积:30047.83㎡,其中地上建筑面积为27302.98平方米,地下建筑面积为2744.85平方米。
设计单位:广东省建筑设计研究院有限公司海南分公司
生产厂家:海南威特建设科技有限公司
装配设计软件:基于国产BIMBase平台装配式设计PKPM-PC 2023软件
评价标准:海南省装配式建筑装配率计算规则(2021年修订版)(以下简称海南新标)
预制构件:叠合楼板、预制楼梯、模壳柱、模壳墙、预制混凝土空心墙板
装配率:均>50%,详见下表
二、软件项目应用创新点
本工程主要应用基于BIMBase的装配式设计软件PKPM-PC 2023,进行装配式方案及深化设计。PKPM-PC 2023版本已增加海南新标(见图1),同时也增加了竖向模壳体系,通过PKPM-PC软件的辅助,设计阶段设计效率提升50%以上。
本部分主要以多功能教室体育馆单体为例,针对本项目的应用情况进行详细介绍:
①主体结构项:预制竖向构件采用模壳墙柱,模壳墙柱应用原则为:结构受力最有利的区域,同时考虑最容易施工的区域,应用比例≥20%。水平预制构件采用叠合板和预制楼梯,本项目为框架项目,梁较多,最终预制水平构件应用比例≥70%。
②围护墙和内隔墙项:本项目非砌筑内隔墙主要采用预制混凝土空心墙板,应用比例达80%以上,且管线走墙板空腔,线槽在工厂开好,无需现场二次开线槽,仅在砌筑墙处需二次开线槽,因此内隔墙一体化应用比例达80%以上。
③装修和设备管线项:本单体无厨房,因此厨房项为缺省项,分母扣除该项可得最高分。根据海南新标:采用装修和设备管线评价项中至少有一项须采用装配式装修方式,并达到应用比例要求。因此本项目卫生间采用装配式装修,且应用比例≥70%。
④装修和设备管线项:本项目为公建项目,有可实现管线分离的条件,本项目主要采用的管线分离方式为明敷和管线敷设在吊顶内两种方式,应用比例≥50%。
⑤其他项:根据海南新标,政府投资的新建装配式建筑按照“应建尽建”的原则,必须在项目设计阶段,同步在屋顶安装太阳能光伏设施,实现屋顶光伏建筑一体化。因此本项目在体育馆屋面也采用了光伏,但应用比例<40%,因此本项不得分。
2.1 装配式预制构件落地应用
落地应用点1:模壳体系的应用
(1)模壳体系的装配率计算
根据海南新标:模壳体系按构件施工完成后的体积计入分子中(扣除梁高范围体积)。即:竖向构件的预制比例=施工完成后的模壳构件体积/(施工完成后的模壳构件体积+现浇竖向构件体积)。
注意:内隔墙构造柱、门头挂板、构造防水反坎不计入竖向现浇混凝土总体积,外墙构造柱、构造墙、窗下墙等计入竖向现浇混凝土总体积。属于建筑外围护及以外的现浇构造混凝土均计入竖向现浇主体结构总体积。但本工程本部分为砌体,不计入竖向总体积中。
(2)模壳体系的结构整体计算分析
对于结构的整体分析,在保证节点构造和钢筋连接不低于现浇结构按规范计算的承载力的前提下,可以采用与现浇结构相同的方法进行整体结构计算分析。需执行《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1-2014)(以下简称《装规》)7.2.3条和8.3.7条,对预制柱底及剪力墙底水平接缝的受剪承载力进行验算。PKPM-PC装配式设计软件整体计算分析,不仅可支持传统的结构规范,也可以支持《装规》对结构进行安全性分析。
(3)模壳体系的设计要点
模壳柱上下层钢筋可直接伸出采用螺纹套筒连接,对于上下层变截面柱可采用加插筋进行螺纹套筒的连接(见图4),变截面柱或顶层柱不伸出钢筋,可采用锚固板进行锚固(如图4和图5)。模壳墙上下层钢筋可采用钢筋搭接或者附加筋搭接的方式(见图7),本项目考虑到施工方便,采用图7(a)的钢筋搭接方式。本项目应用PKPM-PC的模壳体系(见图3),可高效实现模壳墙柱的拆分深化出图。
落地应用点 2 :叠合板和楼梯梯板
本部分主要以多功能教室体育馆单体为例进行详细介绍,本项目叠合板整体按“最大重量不超过1.50t”把控,预制板厚度均为60mm,屋面现浇层厚度为100mm,桁架规格选择为A100,其他楼层现浇层厚度均为70mm,桁架规格采用A75。
本项目采用四边出筋的双向叠合板,按照海南新标:采用密拼缝的叠合板应做到支座处不出筋,可按实际投影面积计入A1c;采用后浇带接缝的叠合板按投影面积乘以0.9的折减系数计入A1c,叠合板间宽度不大于300mm的后浇混凝土带计入投影面积,当宽度大于300mm时,大于300mm的部分不计入。因此本项目预制板投影面积需折减,根据与专家的咨询,楼梯需按同一原则进行折减,因此本项目水平计算的分子投影面积=(预制板的投影面积+预制板间不大于300的后浇带面积+预制楼梯的投影面积)*0.9。
落地应用点3 :内隔墙采用轻质条板及一体化设计应用
本项目多层公建内隔墙采用预制空心混凝土墙板,从内墙免抹灰、减少开槽修补工程量、提升安装效率等方面考虑,除电梯井位置外,内隔墙全部采用预制内墙条板。
室内装修的一体化设计图纸送进轻质隔墙工厂加工,使轻质隔墙墙满足机电专业线盒及管线预留预埋要求,包括结合机电专业预留管道以及装饰面等要满足内装设计要求,现场只做装配组装,实现内隔墙与管线、装饰一体化。
落地应用点4 :集成卫生间采用装配式装修
卫生间范围外墙部分采用高精砌体砌筑,内墙为预制内隔墙板,结构柱内侧墙面采用定型模板,墙面均采用装配式装修集成墙板,顶面采用集成吊顶,集成卫生间的洁具设备等全部安装到位;集成吊顶也叫整体吊顶,即将吊顶模块与电器模块,均制作成标准规格的可组合式模块,安装时集成在一起。电器模板包括照明、换气等模板,将多种功能集聚于一体。不仅安装简单,布置灵活,而且维修方便。
落地应用点5 :管线分离的应用
本项目管线分离的原则:
1)卫生间电气支管均明敷在吊顶内,从梁下至开关管段暗装于墙内;
2)全部小于管径大小SC40的立管均为暗敷(强弱电井除外);
3)有吊顶的场所电气支管均为明敷;
4)走消防桥架、动力桥架、弱电桥架的电气支管、均为可明敷分离;
5)全部立管,消防横管、雨水支管等明露于室内空间以及架空层梁下、隔震层内和吊顶内的管道可分离。
三、小结
截至2021年底,通过实施方案评审的装配式项目总建筑面积达到3916万平方米。2022年海南省人民政府出台的《海南省人民政府办公厅关于进一步推进我省装配式建筑高质量绿色发展的若干意见》(琼府办〔2022〕24号)中,明确了工作目标,即:2022年,新开工的装配式建筑占新建建筑的比例不低于60%,此后逐年提升,到2025年,新开工的装配式建筑占新建建筑的比例大于80%。随着新的政策发布,海南省装配式项目占比将逐年增多,后续新项目也将执行新标进行装配式评分。
PKPM-PC 2023装配式设计软件可支持海南新标,及新标中提及的模壳等新体系。应用软件可快速进行海南新标的装配率统计,以及各类预制构件的拆分深化出图,可至少提高设计效率超过50%。同时可提供设计中所需要的各类计算书及数据统计,包括:吊装脱模施工验算书、预制墙梁柱接缝处抗剪验算、BOM清单等。
供稿丨马煜琦、邢增林、石有良
审稿丨朱磊、黄怡萍、赵瑞阳 编辑丨王蕊 责编丨黄放