无接缝套筒(案例分析｜住宅项目遇上装配式后，结构含量指标增加多少？)

Posted 2023-05-28

篇首语：历览千载书，时时见遗烈。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了无接缝套筒(案例分析｜住宅项目遇上装配式后，结构含量指标增加多少？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

无接缝套筒(案例分析｜住宅项目遇上装配式后，结构含量指标增加多少？)

对装配式工程的技术与成本的管控中，结构设计的限额指标也是管控内容之一。装配式混凝土建筑的钢筋混凝土用量与现浇工程相比，有一定的增加，主要表现在结构计算增量、楼板钢筋混凝土增量、墙柱钢筋混凝土增量、外围护构件增量等方面。

下面，以案例分析的方式对结构设计增量进行详细解读与量化分析，让我们系统、直观地了解结构设计含量增加与哪些因素有关？各相关因素对结构设计含量的影响值大小？可供住宅项目的限额设计指标调整及目标成本调整之参考。

①

| 工程概况 |

▾

项目位于上海市松江区，主要由11栋18层高层剪力墙结构住宅及1栋大底盘的地下汽车库组成，总建筑面积约8.77万平方米。

指标测算楼栋的标准建筑面积为232㎡，层高3.0m，单体预制率是40%。指标测算楼栋标准层建筑平面图和结构构件简图详下图所示：

户型标准层平面图

结构构件简图

本工程的结构体系是装配整体式剪力墙结构，在选用可靠的钢筋连接技术的基础上，通过合理的现浇连接节点设计，将预制构件连接成一个整体，使之具有等同现浇混凝土的延性、承载力和耐久度性能。结构的整体性主要体现在构件之间的连接节点上，包括接缝粗糙面及键槽的处理、钢筋的锚固、各类附加钢筋、构造钢筋等。

在装配整体式剪力墙结构中，预制构件类型、接缝位置以及尺寸和形状的合理性是很重要的，对建筑平立面、结构受力情况、构件加工、构件安装以及造价成本等都有一定影响，所以在进行装配式设计时应考虑模数协调、物理性能、构件承载力、制作和现场施工等多方面要求，应尽量采用标准化构件，减少模具数量，从而控制成本。

本工程进行拆分构件的类型包括楼板、楼梯、阳台、空调板、凸窗、外墙、内墙等。拆分设计时考虑了当地习惯做法和规程要求以及装配式自身特点，体现了装配式的优势，同时兼顾经济性。

预制构件拆分平面布置图以及预制率计算表如下：

预制构件拆分平面布置图

预制率计算表

②

| 钢筋混凝土指标分析 |

▾

2.1标准层算量结果对比

为了对比分析同一个户型中常规工程和装配式工程的钢筋、混凝土量差，对上述常规工程和装配式工程的全套图纸进行了工程量计算（含构件深化图），算量结果包含梁、板、墙、暗柱、大样、楼梯、构件深化图中的钢筋混凝土量等。

算量结果如下表：

2.2计算参数和荷载变化引起的增量

1）根据《装配整体式混凝土居住建筑设计规程》DG/TJ 08-2071-2016表6.1.3（见表5-3），对70m～80m的住宅，装配整体式剪力墙结构的抗震等级比普通住宅提高一级，对7度区住宅的含钢量增加1.0～2.0kg/m²；混凝土量增加0～0.01kg/m²；本工程建筑高度不超过70m，该条对钢筋混凝土没有影响。

2）在结构抗震设计时，如考虑对现浇墙肢水平地震作用的放大作用，一般7度区住宅钢筋增加约为0～0.5kg/m²，混凝土量基本没有变化。通过测算，该条对本工程的钢筋混凝土量没有影响。

“5.7.2 对同一层内既有现浇墙肢也有预制墙肢的装配整体式剪力墙结构，现浇墙肢水平地震作用弯矩、剪力宜乘以不小于1.1的增大系数。”——《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016

3）板厚增加以及非受力外围护构件的预制，使得梁上恒荷载增加，根据实际工程测算和大数据统计，该因素引起的7度区住宅梁钢筋量增加约0.5～1.0kgm/m² 。

通过数据测算，本工程荷载增加引起的梁钢筋增量为0.9kg/m²。

2.3楼板预制引起的增量

住宅的板厚因跨度不同会有差异，部分地区执行当地的工程质量通病控制标准，有最低板厚要求；因装配式工程的特殊要求，本工程需要预制的楼板，板厚从110mm调整到130mm，通过造价人员精确算量，标准层楼板钢筋增量（不含钢筋桁架）为0.6kg/m²，标准层混凝土增量约为0.012m³/m²。

楼板钢筋混凝土增量可采用简化计算方法。标准层中预制楼板面积是129m²，标准层面积是232m²，板厚从110mm调整130mm，增量为20mm，标准层混凝土增量约20x129/232=0.011m³/m²，当楼板的板厚不大于130mm时，楼板厚度增加对楼板的钢筋量产生的影响不大，根据大数据统计，一般可预估增量为0.5kg/m²。通过对比分析，简化计算得出的钢筋混凝土量和造价人员精确算量的数据，均满足成本测算要求。

一块预制楼板的钢筋量除了常规的楼板钢筋（面筋、底筋）外，桁架筋的重量占比比较大。钢筋桁架一般上、下弦为8mm，腹杆为6mm，本工程预制楼板厚度为60mm，通过造价人员精确算量，标准层桁架筋的含量为2.02kg/m²，桁架筋重量计算如下表。

桁架钢筋量表

桁架筋钢筋量的计算可采用简化计算方法。单块板钢筋桁架的含钢量可预估为3.5kg/m²，标准层有桁架筋的预制楼板面积是129m²，标准层面积是232m²，标准层桁架钢筋量简化计算公式如下：3.5x129/232=1.95kg/m²。通过对比分析，简化计算得出的钢筋桁架含量和造价人员精确算量的数据，均满足成本测算要求。

2.4预制非受力外围护墙和飘窗外挂板钢筋混凝土量

预制非受力外围护构件和飘窗外挂板的钢筋混凝土含量的离散性非常大，其具体含量要根据户型、预制率、拆分方案等条件确定。

通过造价人员精确算量，预制非受力外围护构件的钢筋量1.52kg/m²，混凝土量为0.028m³/m²，飘窗外挂板的钢筋量1.563kg/m²，混凝土量为0.022m³/m²。

该工程飘窗外挂板三维图形如下：

预制飘窗轴侧视图、断面图

2.5墙柱钢筋增量

根据拆分方案要求，门框、窗框需要采用预制构件时，或局部外围护墙体需要预制时，装配式住宅外圈剪力墙或墙垛比常规工程多，相应钢筋混凝土含量比常规工程大。预制剪力墙暗柱时，暗柱的纵筋和箍筋需要相应加强，下图中左侧是预制暗柱大样，右侧是对应的现浇暗柱大样。

预制与现浇结构边缘构件钢筋差异

根据技术规程的要求，剪力墙预制时，钢筋套筒区域一定范围内水平筋需要加密，竖向钢筋因要采用套筒连接，实际配筋率比常规工程要大。

“8.2.4当采用套筒灌浆连接时，自套筒底部至套筒顶部并向上延伸300mm范围内，预制剪力墙的水平分布筋应加密（图8.2.4）,加密区水平分布筋的最大间距及最小直径应符合表8.2.4的规定，套筒上端第一道水平分布钢筋距离套筒顶部不应大于50mm。”
《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014中关于预制剪力墙配筋的条文说明

“8.3.5上下层预制剪力墙的竖向钢筋，当采用套筒灌浆锚搭连接时，应符合下列规定：
1.边缘构件竖向钢筋应逐根连接
2.预制剪力墙的竖向分布钢筋当仅部分连接时（图8.3.5）被连接的同侧钢筋间距不应大于600mm，且在剪力墙构件承载力设计和分布钢筋配筋率计算中不得计入不连接的分布钢筋；不连接的竖向分布钢筋直径不应小于6mm。
3.一级抗震等级剪力墙以及二、三级抗震等级底部加强部位，剪力墙的边缘构件竖向钢筋宜采用套筒灌浆连接。”
《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014中关于预制剪力墙配筋的条文说明

预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意

1-不连接的竖向分布钢筋；2-连接的竖向分布钢筋；3-连接接头

对本工程而言，通过造价人员对深化图和主体结构设计图纸的精确算量，墙柱钢筋增量为4.323kg/m²，混凝土增加0.004m³/m²。

|总结 |

▾

装配式项目与常规项目比较，同样户型的钢筋、混凝土有较大增量；增量值与户型、拆分方案等密切相关，装配式住宅项目的钢筋混凝土增量值可根据预制构件类型参考下表灵活取值。

在上海、PC率=40%的情况下，剪力墙高层住宅项目的钢筋混凝土增量值范围为：

【情况一】不含外围护的非受力构件的增量：6~10kg/平方米，混凝土增量为0.025~0.035立方米/平方米；

【情况二】包含外围护的非受力构件的增量：10~17kg/平方米，混凝土增量为0.08~0.12立方米/平方米。

明细详下表：

由上面案例分析可知，装配式工程的钢筋混凝土量与现浇工程相比会有一定的增加。但钢筋混凝土增量并不是装配式建筑成本增加的唯一原因，具体的成本增量分析将在本书《装配式混凝土建筑的技术管理与成本控制》第4章中详细说明，在此不做赘述。