大空间装配式建筑实践

文/上海中森建筑与工程设计顾问有限公司 马海英

马海英，上海中森建筑与工程设计顾问有限公司副总工程师，高级工程师

1 大空间建筑的优点

大空间建筑以其分隔可变的优点，受到追捧。购房者可根据家庭人口变化和需求，通过对室内进行重新分隔和划分，重新组合卧室和客厅布局，不用换房即可满足需求。比如在初期，年轻人要度过甜蜜的二人世界，闲暇之余和朋友聚会，需有一个较大的客厅和1个留宿的客房，此时主卧、客卧、大客厅和书房的布局比较合理；等有了孩子，就要求有主卧、儿童房、保姆房、书房和功能简单的客厅了；到孩子长大成家出去住了，自己的父母需要共同生活予以照顾时，儿童房和书房可合并成一个老人套房，保留一个小客厅，在客厅旁边划出一个书房。这样一套房子可满足一个小家庭从组建、成长到晚年的不同需求（见图1）。当然，还有更多好的组合，而大空间建筑的可变性，正好迎合了这种需求的变化。

图1 空间变化

2 对装配式建筑实现大空间建筑的思考

2.1 承重墙外置

中国住宅梦公园样板间项目将承重墙体布置在周边外墙和分户墙处，针对不同的生活需求，体现了大空间布局灵活多变，轻松应对家庭不同阶段和个性的需求。套型可根据不同的要求进行调整，实现两房、三房、四房等不同分隔的需求。图2为青浦重固镇普通商品房平面示意。

图2 青浦重固镇普通商品房平面（承重墙外置）

图3 管井外置

图4 不降板

图5 整体降板

图6 局部降板管道布置

图7 局部降板暗梁

2.2 设备管井外置

住宅的设备管井连通上下层，且位置固定，某一层的装修和改造不允许对管井进行变动，因此将设备管井置于建筑外部，更有利于大空间建筑分隔的灵活性。同时，设备管井外置还可节约套内空间，减少噪声，洁具布置更加灵活，也便于二次装修改造，而管井外置设计时需要结合建筑专业，对建筑立面进行统一协调处理（见图3）。

2.3 大板结构卫生间处理

1）不降板 所谓不降板是楼板结构面标高按照常规建筑要求降低80～100mm。这种方式是本层的排水管穿过楼板，排水横管在下层住户卫生间的上空，如图4所示。这种情况下，卫生洁具的安装位置比较固定，在今后装修改造时，卫生洁具的变动比较困难。

2）整体降板 是将整个结构楼板面标高降低150～180mm，卫生间采用多通道特殊地漏及多通道接头，马桶采用墙排水马桶，马桶后面采用封闭墙（夹层），如图5所示。这种方式可兼顾铺设地暖所需的空间，但需采用特殊的马桶、地漏及排水管道接头，限制了设备采购的多样性和灵活性。

3）局部降板 一般仅在卫生间区域结构楼板降低300～350mm，立管穿楼板，水平管在降板区域的楼板上面铺设，这是同层排水比较常用的方式（见图6～8）。优点是洁具有较多的选择性，维修和改造不受任何影响，但降板周边有暗梁，板底可见局部凸起。

图8 局部降板结构节点

图9 国内首次大跨度叠合板足尺试验（跨度7200mm×7800mm，板厚160mm）

图10 加载情况

图11 测点布置示意

图12 裂缝开展情况

3 试验验证

大板结构优点较多，但大板结构使用的舒适度、楼板挠度、裂缝及安全性能否满足要求呢？针对常州帝景36号楼项目进行了大板足尺试验，跨度为7200mm×7800mm，目的是通过试验，验证设计理论分析结果，并对结构采用装配式大跨度板的受力性能进行系统研究和评估，对结构正常使用时的舒适性、安全性进行系统评估。试验如图9～11所示，通过加载和卸载准永久值、标准值、设计值的荷载，对板挠度变形进行实测，测试结果与理论计算吻合较好。在不同荷载状态下，对舒适度进行测试，楼板自振频率均大于规范规定的5Hz，其中最不利的是在加载标准值情况下，自振频率为7.324Hz，即不会产生共振。在试验中发现，在大板周边的小墙肢和大跨梁出现了一些裂缝，位置如图12所示。针对这些裂缝，对设计进行修改，并通过以下措施的实施，在实际工程中没有出现裂缝。

1）加大短肢墙截面尺寸，并加大梁搭接方向的配筋。

2）加大梁高，并加大梁箍筋和纵向配筋。

3）加大板顶附加配筋：Ф8@150双向拉通，支座处设附加钢筋并适当放大。

4）在影响范围内布置附加钢筋，每个方向每边至少3根Ф10钢筋。

4 结语

大空间建筑具有空间分割比较灵活的优越性。管井外置可进一步扩大空间的范围。卫生间降板处理使改造更加灵活。采用大板结构是大空间建筑的最基本形式。通过对足尺大板在不同荷载下的挠度、舒适度、裂缝的试验测试，证明了装配式建筑采用大板结构可实现大空间建筑的建造。

参考文献：

[1]李昕，马海英．上海中森建筑工业化实践[J]．城市住宅，2015（10）：95-100．

[2]尹之潜，朱玉莲，杨淑文，等．高层装配式大板结构模拟地震试验[J]．土木工程学报，1996（3）：57-64．

[3]李昕．百年住宅体系实践与探讨——以中国住宅梦公园为例[J]．城市住宅，2016（10）：96-105．