住宅工業(yè)化是大勢所趨，而發(fā)展裝配式住宅能節(jié)省資源、降低能耗、縮短工期，是實現(xiàn)住宅工業(yè)化的關(guān)鍵。

裝配式住宅，簡單說就是“現(xiàn)場的事情工廠做，室外的事情室內(nèi)做，高空的事情地面做，危險的事情機器做”。意即可以不再搭建模板、腳手架，預(yù)制構(gòu)件可以在工廠、地面做好，再現(xiàn)場吊裝。

本文將從裝配式住宅設(shè)計流程及特點、結(jié)構(gòu)設(shè)計及深化設(shè)計、限額指標(biāo)分析等方面進行詳解。

先來看幾個概念，其中包括經(jīng)常分不清楚的預(yù)制率、裝配率與裝配化率等。

裝配式建筑/裝配式結(jié)構(gòu) 是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu)；

裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu) 是預(yù)制混凝土構(gòu)件與現(xiàn)場后澆混凝土；

裝配整體式混凝土框架/剪力墻結(jié)構(gòu)，是全部或部分框架梁、柱/全部或部分剪力墻。

預(yù)制率，為混凝土用量的體積比（不包括內(nèi)隔墻）；裝配化率，為裝配式建筑面積比（滿足預(yù)制率）；裝配率，為預(yù)制構(gòu)件面積比、建筑部品數(shù)量比。  

由于住宅工業(yè)化是大勢所趨，當(dāng)前包括上海、北京、沈陽、浙江、湖南、山東、四川、重慶、青島、廈門、深圳、江蘇等省份或城市已經(jīng)紛紛出臺相關(guān)政策。

△ 上海相關(guān)政策

裝配式建筑費用的兩個重要組成項是構(gòu)件費和構(gòu)件施工費，通俗理解為材料費和安裝費，基于幾個建筑面積為1萬~2萬平方米的典型項目，當(dāng)裝配率為20%時，構(gòu)件費主要價格構(gòu)成如下表所示：

裝配式住宅的成本敏感點可歸納為以下幾點：預(yù)制率、預(yù)制構(gòu)件部位（模具價格）、預(yù)制構(gòu)件重復(fù)率（模具周轉(zhuǎn)次數(shù)）、節(jié)點構(gòu)造。

一是預(yù)制率（價格趨勢）：

二是預(yù)制構(gòu)件部位（價格趨勢）：

三是模具價格及周轉(zhuǎn)。構(gòu)件廠提供的生產(chǎn)模具報價約1.5萬每噸，構(gòu)件減少兩種，構(gòu)件的模具重量每個約2.5噸，則可減少費用：2.5×2×1.5=7萬元。平板模具價格1.2萬/套，飄窗模具價格4萬/套。

四是連接方式。漿錨搭接比灌漿套筒連接節(jié)約40%的造價。

以萬科為例：

隨著施工現(xiàn)場工作量減少，勢必節(jié)水、節(jié)點、節(jié)省模板、減少廢料、節(jié)地（施工場地），從而更加環(huán)保。據(jù)初步測算：

（1）預(yù)制率15%~25%，造價成本增加200~300元/平方；

（2）之后每提高10%的預(yù)制率，造價成本相應(yīng)提高150元/平方；

（3）PC構(gòu)建重復(fù)率80塊以上，基本可以抵消模板成本，重復(fù)率提高，成本可以降低。

因此應(yīng)對之策在于：

（1）PC率就低不就高，滿足拿地條件即可；

（2）建筑方案盡量提高構(gòu)件重復(fù)利用率。

PC深化設(shè)計可利用施工圖設(shè)計和基礎(chǔ)工程施工期間，不影響工程；PC施工方法可大幅度縮短總施工工期。

△ 混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計流程參考圖

裝配式住宅結(jié)構(gòu)具有一體化、標(biāo)準(zhǔn)化（模數(shù)化）的特點。一體化的設(shè)計需求，各專業(yè)間互為條件，互相制約，通過配合最大限度發(fā)揮PC技術(shù)的優(yōu)勢。

△戶型標(biāo)準(zhǔn)化

△預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化

以下舉一個結(jié)構(gòu)設(shè)計的案例：

第一，單體選擇上，本工程條件為住宅的預(yù)制率45%，裝配化率100%，如果裝配化率為50%，可選1#2#6#7#8#。原則在于戶型簡單、重復(fù)率高；達到裝配化率要求，不多做。

第二，初步確定PC方案、預(yù)估預(yù)制率：

首先考慮水平構(gòu)件采用預(yù)制（預(yù)制疊合梁、疊合板、樓梯、陽臺）；其次考慮保溫裝飾一體的預(yù)制外墻；再次考慮承重內(nèi)墻的預(yù)制。達到預(yù)制率要求，不多做，如有地方規(guī)定的，首先要滿足地方規(guī)定對預(yù)制部位的要求（50%的外墻面積比）。

樓梯、電梯、走道剪力墻、梁、板全部現(xiàn)澆，其余剪力墻、梁、板全部預(yù)制，邊緣構(gòu)件部分現(xiàn)澆、部分預(yù)制，預(yù)制外墻采用外保溫復(fù)合水泥板外墻。預(yù)制率49%。

第三，PC初步設(shè)計圖紙，包括PC方案平面布置圖、構(gòu)件拆分圖、典型大樣圖。

△預(yù)制墻平面布置圖

預(yù)制墻模板圖（包含設(shè)備洞口、埋件等平面布置及尺寸），非結(jié)構(gòu)墻體可用聚苯板填充：

預(yù)制墻配筋圖（包含材料、配件明細表），只有剪力墻豎向筋上下連接：

預(yù)制板結(jié)構(gòu)平面圖：

預(yù)制板結(jié)構(gòu)平面圖（非圖集）：

墻體、梁、樓板、陽臺、空調(diào)板、樓梯、女兒墻等預(yù)制構(gòu)件均可以用圖集表示，或自行繪制平面圖和大樣圖表示；建議根據(jù)工程實際情況選擇合適自己的表達方式。

根據(jù)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JGJ1-2014）：

1、對70m~80m的建筑，預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級提高一級，含鋼量比普通住宅增加1.5~2kg/㎡；

2、多層裝配剪力墻結(jié)構(gòu)的層間位移角限值為1/1200，相應(yīng)墻體數(shù)量增加10%~20%，墻體含鋼量也增10%~20%；

3、在結(jié)構(gòu)計算時，如果對整樓地震內(nèi)力均放大1.1倍，梁的鋼筋量增加10%倍，暗柱鋼筋量增加5%。一般鋼筋增加1.0~2.0kg/㎡；

4、采用套筒連接的墻體，套筒底部至套筒頂向上300mm范圍內(nèi)水平鋼筋加密，墻體鋼筋增加0.3kg/㎡；

抗震設(shè)計時，對同一層內(nèi)既有現(xiàn)澆墻肢也有預(yù)制墻肢的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆墻肢水平地震作用彎矩、剪力宜乘以不小于1.1的增大系數(shù)。

5、預(yù)制剪力墻的豎向分布筋僅部分連接，連接的同側(cè)鋼筋為600（端頭2D12），則增加的不連接分布筋約1~2kg/㎡；

6、如外墻預(yù)制面積比需大于50%。使得陽臺、飄窗、部分窗臺、設(shè)備平臺過道處外立面需采用預(yù)制墻體，也使得外圈剪力墻暗柱數(shù)量和混凝土大樣增多，外圈墻體和梁的荷載也增加。主體結(jié)構(gòu)鋼筋量約增1.5~2.5kg/㎡。混凝土量增加約0.01~0.02m3/㎡；

7、PC樓板厚度小應(yīng)于120，不宜小于130，鋼筋和混凝土量相應(yīng)增加；鋼筋量約增0.5~1kg/㎡，混凝土量增加約0.005~0.01m3/㎡。

總結(jié)來說，不考慮純PC構(gòu)件的含鋼量（飄窗、陽臺上的外掛板等），預(yù)制率30%以上的剪力墻結(jié)構(gòu)，按傳統(tǒng)方式計算的限額鋼筋指標(biāo)宜增加 3~5kg/㎡；混凝土指標(biāo)宜增加0.015~0.025m3/㎡。