2017年建筑行业最火的一个词，非“装配式”莫属，就连世界最大积木玩具厂商乐高也在近日宣布进军装配式建筑！今年无疑将是装配式建筑的发力之年！作为建筑从业人员，再不学习真的就OUT了。同济设计将带来系列干货文章，深度剖析各类装配式建筑技术的创新设计与应用，希望大家持续关注。
本文将以上海临港重装备产业区项目为例，剖析装配式混凝土结构在公共建筑领域中的创新应用。
▲ 鸟瞰图
项目概况
临港重装备产业区H36-02地块由同济设计集团和德国gmp国际建筑设计有限公司于2016年7月联合中标并共同承担方案设计。项目位于上海浦东新区临港重装备产业区和物流园区内，主要功能为研发及配套服务设施。总建筑面积约 21.4 万平方米，共由7栋高层建筑，16栋多层建筑组成，一层地下室。
▲ 主入口
▲ 东主入口立面
除东4楼采用装配式钢框架结构外，其余单体地上部分均采用装配整体式钢筋混凝土结构，单体预制率不低于40%，满足上海沪建管联〔2014〕901号《关于推进本市装配式建筑发展的实施意见》的要求。
其中单体西1，西2楼为创新示范工程，装配预制率不低于45%，并采用了多项创新技术。满足沪建建材联〔2016〕432号《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》中对于装配整体式建筑示范项目的要求。
本项目预制构件包括：框架柱、主次梁、楼板、楼梯以及挑板和女儿墙等。
▲ 预制柱
▲ 预制梁
▲ 预制楼梯板
▲ 预制双T板
创新技术
本项目面积大，单体数量多，同时又要满足预制装配比例要求，对设计、现场施工与管理都是一次非常大的考验。为顺利推进项目，同济设计团队从以下4个方面进行了创新设计，确保有效解决技术难题。
装配式混凝土结构消能减震结构体系
本工程西1、西2楼为高层建筑，若按常规体系采用框架剪力墙结构，则剪力墙部分需要现浇，增加现场湿作业，不利于预制率的提高；且刚度的增加会导致预制框架部分的构件尺寸较大，造成运输和施工吊装困难。
经比选，采用了设置黏滞阻尼器的装配整体式钢筋混凝土框架结构。其优点在于不会给结构增加额外的刚度，且在多遇地震作用下就能显著耗能，减小地震剪力和位移角。据统计，黏滞阻尼器替代剪力墙之后，提高了建筑的预制装配程度（单体预制率≥45%），减少了结构自重（混凝土用量减少7%），同时增强了装配式建筑的抗震能力和防灾性能。
▲ 黏滞阻尼器实物
▲ 黏滞阻尼墙连接示意图
▲ 西1楼阻尼器布置图
装配整体式混凝土框架结构简化节点连接
为解决框架节点钢筋密集、施工困难的突出问题，设计团队优化了框架梁柱和节点的配筋及连接方式，包括：框架柱四角集中配置受力纵筋、框架梁底筋节点区钢筋避让、采用钢筋锚固板的框架顶层端节点，有效提高装配式框架的施工效率。
▲ 典型中层边柱节点构造
▲ 典型框架梁底筋错位排布构造
▲ 顶层梁柱节点构造
预制预应力混凝土双T板叠合楼盖技术
本项目标准柱网为8.4mx8.4m，因此大量采用预制预应力混凝土双T板，取消次梁，提高施工效率并降低造价，局部柱距较密，则采用钢筋桁架叠合板。
▲ 双T板
▲ 钢筋桁架叠合板
▲ 西1楼典型楼层预制板布置图（红色为双T板，蓝色为钢筋桁架叠合板）
为了满足公共建筑装配式混凝土结构对大跨楼盖结构的需求，设计团队研究了先张法预应力混凝土双T板变截面端部设计方法以及L形、倒T形梁的挑耳设计方法。
▲ 典型双T板梁板节点
▲ 双T板端部节点构造
▲ 双T板端部节点构造实物
BIM和RFID（无线射频识别芯片）技术在装配式建筑中的应用
在装配式建筑的设计、生产、施工、运维等各个阶段，均应用RFID（无线射频识别芯片）技术实现预制构件的信息自动化采集，同时结合BIM技术进行精细化设计、提高预制构件制作精度、加强施工管理水平并节省工程造价、为项目运营维护提供准确的工程信息，实现装配式建筑的全生命周期信息化管理。
▲ 中间层边跨梁柱节点BIM模型
▲ 钢筋桁架叠合板BIM管综模型
▲ 双T板受力边节点模型
▲ 装配式楼梯模型
本文将以上海临港重装备产业区项目为例，剖析装配式混凝土结构在公共建筑领域中的创新应用。
▲ 鸟瞰图
项目概况
临港重装备产业区H36-02地块由同济设计集团和德国gmp国际建筑设计有限公司于2016年7月联合中标并共同承担方案设计。项目位于上海浦东新区临港重装备产业区和物流园区内，主要功能为研发及配套服务设施。总建筑面积约 21.4 万平方米，共由7栋高层建筑，16栋多层建筑组成，一层地下室。
▲ 主入口
▲ 东主入口立面
除东4楼采用装配式钢框架结构外，其余单体地上部分均采用装配整体式钢筋混凝土结构，单体预制率不低于40%，满足上海沪建管联〔2014〕901号《关于推进本市装配式建筑发展的实施意见》的要求。
其中单体西1，西2楼为创新示范工程，装配预制率不低于45%，并采用了多项创新技术。满足沪建建材联〔2016〕432号《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》中对于装配整体式建筑示范项目的要求。
本项目预制构件包括：框架柱、主次梁、楼板、楼梯以及挑板和女儿墙等。
▲ 预制柱
▲ 预制梁
▲ 预制楼梯板
▲ 预制双T板
创新技术
本项目面积大，单体数量多，同时又要满足预制装配比例要求，对设计、现场施工与管理都是一次非常大的考验。为顺利推进项目，同济设计团队从以下4个方面进行了创新设计，确保有效解决技术难题。
装配式混凝土结构消能减震结构体系
本工程西1、西2楼为高层建筑，若按常规体系采用框架剪力墙结构，则剪力墙部分需要现浇，增加现场湿作业，不利于预制率的提高；且刚度的增加会导致预制框架部分的构件尺寸较大，造成运输和施工吊装困难。
经比选，采用了设置黏滞阻尼器的装配整体式钢筋混凝土框架结构。其优点在于不会给结构增加额外的刚度，且在多遇地震作用下就能显著耗能，减小地震剪力和位移角。据统计，黏滞阻尼器替代剪力墙之后，提高了建筑的预制装配程度（单体预制率≥45%），减少了结构自重（混凝土用量减少7%），同时增强了装配式建筑的抗震能力和防灾性能。
▲ 黏滞阻尼器实物
▲ 黏滞阻尼墙连接示意图
▲ 西1楼阻尼器布置图
装配整体式混凝土框架结构简化节点连接
为解决框架节点钢筋密集、施工困难的突出问题，设计团队优化了框架梁柱和节点的配筋及连接方式，包括：框架柱四角集中配置受力纵筋、框架梁底筋节点区钢筋避让、采用钢筋锚固板的框架顶层端节点，有效提高装配式框架的施工效率。
▲ 典型中层边柱节点构造
▲ 典型框架梁底筋错位排布构造
▲ 顶层梁柱节点构造
预制预应力混凝土双T板叠合楼盖技术
本项目标准柱网为8.4mx8.4m，因此大量采用预制预应力混凝土双T板，取消次梁，提高施工效率并降低造价，局部柱距较密，则采用钢筋桁架叠合板。
▲ 双T板
▲ 钢筋桁架叠合板
▲ 西1楼典型楼层预制板布置图（红色为双T板，蓝色为钢筋桁架叠合板）
为了满足公共建筑装配式混凝土结构对大跨楼盖结构的需求，设计团队研究了先张法预应力混凝土双T板变截面端部设计方法以及L形、倒T形梁的挑耳设计方法。
▲ 典型双T板梁板节点
▲ 双T板端部节点构造
▲ 双T板端部节点构造实物
BIM和RFID（无线射频识别芯片）技术在装配式建筑中的应用
在装配式建筑的设计、生产、施工、运维等各个阶段，均应用RFID（无线射频识别芯片）技术实现预制构件的信息自动化采集，同时结合BIM技术进行精细化设计、提高预制构件制作精度、加强施工管理水平并节省工程造价、为项目运营维护提供准确的工程信息，实现装配式建筑的全生命周期信息化管理。
▲ 中间层边跨梁柱节点BIM模型
▲ 钢筋桁架叠合板BIM管综模型
▲ 双T板受力边节点模型
▲ 装配式楼梯模型
