基于BIM-PKPM軟件的某11層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為某11層住宅樓建筑，項(xiàng)目地點(diǎn)位于合肥市，該建筑含4棟單元樓，總高度（不含建筑專業(yè)）為33.0m，標(biāo)準(zhǔn)層層高均為3.0m，建筑總用地面積為1537.6m2，采用裝配式建筑施工工藝，基于BIM-PKPM軟件使此項(xiàng)目各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息可視化、模型可視化。本設(shè)計(jì)主要為BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段中結(jié)構(gòu)專業(yè)的應(yīng)用方案研究，其中包括結(jié)構(gòu)專業(yè)模型創(chuàng)建、裝配式預(yù)制構(gòu)件指定、結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析、配筋計(jì)算、預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，并完成結(jié)構(gòu)專業(yè)的三維出圖、模型及數(shù)據(jù)共享。裝配式建筑得到國(guó)家大力推廣及發(fā)展，原因在于其環(huán)保節(jié)約、高生產(chǎn)效率和節(jié)省人工資源等優(yōu)點(diǎn)，且促進(jìn)建筑行業(yè)工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。BIM-PKPM軟件將較為成熟的BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一種解決方案。關(guān)鍵詞：BIM-PKPM；裝配式建筑；深化設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄緒論 緒論近幾年，BIM技術(shù)發(fā)展迅猛，在建筑行業(yè)掀起一場(chǎng)建筑信息化革命式的熱潮。國(guó)家不斷推行有關(guān)BIM技術(shù)的相關(guān)政策，2016年國(guó)家住建部發(fā)布《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》,使BIM技術(shù)成為“十三五”建筑業(yè)重點(diǎn)推廣的五大信息技術(shù)之首。并于2017年5月發(fā)布《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》,提到從深化設(shè)計(jì)、施工模擬、預(yù)制加工、進(jìn)度管理、預(yù)算與成本管理、質(zhì)量與安全管理、施工監(jiān)理、竣工驗(yàn)收等方面,提出建筑信息模型的創(chuàng)建、使用和管理要求。裝配式建筑是指將原先大量的傳統(tǒng)施工作業(yè)從施工現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到構(gòu)件工廠中進(jìn)行，構(gòu)件加工工廠將已經(jīng)設(shè)計(jì)好的構(gòu)件及配件制作完成后，運(yùn)輸?shù)浇ㄖ?xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可靠連接、拼裝的形式安裝而成的建筑。裝配式建筑較傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工建筑可減少現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)模板、腳手架等環(huán)節(jié)，減少因現(xiàn)場(chǎng)施工養(yǎng)護(hù)受環(huán)境影響大等問(wèn)題[1]，減少工程造價(jià)成本。但應(yīng)用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并不能使裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，甚至?xí)斐稍靸r(jià)不降反升，其原因在于傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)在遇到現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)預(yù)制構(gòu)件發(fā)生鋼筋碰撞、節(jié)點(diǎn)連接問(wèn)題時(shí)，很難做到預(yù)防規(guī)避，且多專業(yè)在各環(huán)節(jié)的協(xié)同性較差，問(wèn)題溝通、反饋不及時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致施工效率大幅下降。針對(duì)裝配式建筑傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)的問(wèn)題，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的設(shè)計(jì)及施工管理環(huán)節(jié)，將會(huì)使裝配式建筑施工信息化、模數(shù)化，做到在整體施工前對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，將更有利于裝配式建筑的發(fā)展。本設(shè)計(jì)以合肥市四棟11層裝配式住宅為例，基于BIM-PKPM軟件對(duì)裝配式建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、拆分方案擬定等，闡述對(duì)BIM技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目的應(yīng)用研究。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明1.1工程概況本設(shè)計(jì)為合肥市某四棟11層住宅基于BIM-PKPM軟件的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)類型為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。抗震設(shè)防烈度為7度。建筑用地面積為1537.6m2，。建筑層數(shù)為11層，單層高度為3m，建筑總高度為33m（不包括建筑專業(yè)高度）。1.2工程地質(zhì)條件本項(xiàng)目位于合肥市軌道交通1號(hào)線沿線，建筑場(chǎng)地土體沿途分布自上而下依次為雜填土層、淤泥層、黏性?shī)A粉質(zhì)黏土層、粉質(zhì)黏土夾粉土層、粉細(xì)砂層、黏土層、粉質(zhì)黏土層粉細(xì)砂層。土體主要力學(xué)參數(shù)指標(biāo)見圖1[2]圖1土體的主要物理力學(xué)參數(shù)1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明本項(xiàng)目為四棟11層單元樓單體住宅用建筑，其中1-2層采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，3層-11層均采用裝配式結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)類型為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)：見表1所示表1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)等級(jí)參數(shù)類別等級(jí)類別等級(jí)建筑安全等級(jí)二級(jí)抗震設(shè)防烈度7度防火設(shè)計(jì)二類耐火等級(jí)二級(jí)屋面防水等級(jí)二級(jí)地下室防水等級(jí)--設(shè)計(jì)使用年限50年環(huán)境類別Ⅱ類2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建（2）裝配式預(yù)制構(gòu)件指定（標(biāo)準(zhǔn)層操作）（3）接力SATWE整體分析（4）裝配式預(yù)制構(gòu)件拆分（自然層操作）（5）方案整合（6）裝配率統(tǒng)計(jì)及方案調(diào)整（7）配筋計(jì)算及配筋修改（8）深化設(shè)計(jì)調(diào)整（9）預(yù)制構(gòu)件編號(hào)及自動(dòng)歸并（10）軟件生成圖紙及清單2.2設(shè)計(jì)依據(jù) （1）裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GBT51231-2016） （2）裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ1-2014) （3）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）[3] （4）工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50153-2008）[4] （5）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）[5] （6）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）[6] （7）裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GT/B51129-2017）[7] （8）高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）[8]2.3荷載布置2.3.1恒荷載計(jì)算因承重墻在PKPM-BIM可自動(dòng)計(jì)算其恒載，無(wú)需手動(dòng)計(jì)算。但根據(jù)項(xiàng)目住宅功能性，需要考慮承重墻外部施工工藝及材料屬性，使結(jié)構(gòu)模型在整體計(jì)算步驟可以得到較為準(zhǔn)確的分析結(jié)果。以下為荷載計(jì)算具體數(shù)值，如圖2為自然層1荷載布置。（1）樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.公區(qū)大理石樓面板10厚大理石塊面層水泥漿擦縫0.01×28=0.28KN/20厚1:2干硬性水泥砂漿粘合0.02×20=0.40KN/10厚1:3水泥砂漿找平層0.01×20=0.20KN/10厚吊頂層0.01×20=0.20KN/合計(jì)1.08KN/b.衛(wèi)生間板（降板150mm處理）10厚大理石塊面層水泥漿擦縫0.01×28=0.28KN/20厚1:2干硬性水泥砂漿粘合0.02×20=0.40KN/60厚1:3水泥砂漿找坡0.06×20=1.20KN/20厚1:3水泥砂漿保護(hù)層0.02×20=0.40KN/2厚高分子防水卷材0.002×9.3=0.0186KN/20厚1:3水泥砂漿找平層0.02×20=0.40KN/10厚吊頂層0.01×20=0.20KN/合計(jì)2.90KN/c.套內(nèi)樓面板（含木地板）10厚木地板0.01×2=0.02KN/20厚1:2干硬性水泥砂漿粘合0.02×20=0.40KN/10厚1:3水泥砂漿找平層0.01×20=0.20KN/10厚吊頂層0.01×20=0.20KN/合計(jì)0.82KN/d.上部有隔墻樓板板上隔墻傳導(dǎo)荷載10.2KN/m×1.7m÷1210厚木地板0.01×2=0.02KN/20厚1:2干硬性水泥砂漿粘合0.02×20=0.40KN/10厚1:3水泥砂漿找平層0.01×20=0.20KN/10厚吊頂層0.01×20=0.20KN/合計(jì)2.47KN/（2）屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.卷材防水上人屋面板瀝青蛭石找坡0.04×5=0.20KN/15厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層0.015×20=0.30KN/1.5厚高分子卷材0.0015×9.3=0.015KN/20厚1:2.5水泥砂漿保護(hù)層0.02×20=0.40KN/30厚聚苯板保溫層0.03×5=0.15KN/20厚1:2.5水泥砂漿保護(hù)層0.02×20=0.40KN/40厚細(xì)實(shí)混凝土0.04×25=1.00KN/20厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層0.02×20=0.40KN/10厚面磚0.01×20=0.20KN/10厚吊頂0.01×20=0.20KN/合計(jì)3.30KN/b.卷材防水不上人屋面15厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層0.015×20=0.30KN/1.5厚高分子卷材0.0015×9.3=0.015KN/20厚1:2.5水泥砂漿保護(hù)層0.02×20=0.40KN/30厚聚苯板保溫層0.03×5=0.15KN/20厚1:2.5水泥砂漿保護(hù)層0.02×20=0.40KN/10厚吊頂0.01×20=0.20KN/合計(jì)1.46KN/（3）墻體恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.外墻及連梁掛板10厚1:2.5水泥砂漿結(jié)抹灰0.01×3×20=0.60KN/m30厚GRC增強(qiáng)水泥聚苯復(fù)合保溫板3×0.2=0.60KN/m50厚鋼筋混凝土外頁(yè)0.05×3×25=3.75KN/m合計(jì)4.95KN/mb.內(nèi)墻（承重）10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×3×20=0.60KN/m10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×3×20=0.60KN/m合計(jì)1.20KN/mc.120厚內(nèi)隔墻10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×3×20=0.60KN/m120厚鋼筋混凝土0.12×3×25=9.00KN/m10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×3×20=0.60KN/m合計(jì)10.20KN/md.240厚內(nèi)隔墻10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×3×20=0.60KN/m240厚鋼筋混凝土0.24×3×25=18.00KN/m10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×3×20=0.60KN/m合計(jì)19.20KN/me.1.5m女兒墻10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×1.5×20=0.30KN/m10厚1:2.5水泥砂漿抹灰0.01×1.5×20=0.30KN/m合計(jì)0.60KN/m（4）梁恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值a.120寬隔墻梁120厚隔墻傳遞荷載10.20KN/m合計(jì)10.20KN/mb.240寬隔墻梁240厚隔墻傳遞荷載19.20KN/m合計(jì)19.20KN/m2.3.2活荷載計(jì)算（1）樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值走廊、門廳樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/陽(yáng)臺(tái)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/套內(nèi)房間樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/廚房活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/樓梯間活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.5KN/浴室、衛(wèi)生間、盥洗室活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.5KN/通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：7.0KN/（2）屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0KN/不上人屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5KN/圖2自然層1荷載布置

3結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析3.1整體分析參數(shù)定義在完成結(jié)構(gòu)專業(yè)模型創(chuàng)建、荷載布置、預(yù)制構(gòu)件屬性指定后，對(duì)模型進(jìn)行整體計(jì)算分析，即接力到PM模塊對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行定義。3.1.1設(shè)計(jì)總信息結(jié)構(gòu)體系：裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層所在層號(hào)：第2自然層全樓剛性樓板假定信息：僅在計(jì)算樓層位移比時(shí)，強(qiáng)制采用剛性樓板假定。若不采用剛性樓板假定，則在地震作用下，因局部薄弱節(jié)點(diǎn)變形位移較大，導(dǎo)致位移比較大，無(wú)法反映結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)情況，無(wú)判別意義。整體計(jì)算樓梯剛度信息：不考慮樓梯剛度。因整體計(jì)算時(shí)樓梯會(huì)影響計(jì)算結(jié)果，且受力較復(fù)雜，整體計(jì)算完成后將樓梯建模，并對(duì)樓梯周圍構(gòu)件進(jìn)行配筋加強(qiáng)。具體總信息參數(shù)如圖3所示圖3設(shè)計(jì)參數(shù)總信息3.1.2風(fēng)荷載信息地面粗糙度類別：C類修正后基本風(fēng)壓：0.7KN/結(jié)構(gòu)基本周期：在SATWE計(jì)算完成后，查找計(jì)算書中結(jié)構(gòu)基本周期參數(shù)，回填到參數(shù)定義中，再次進(jìn)行重復(fù)計(jì)算后，得X向結(jié)構(gòu)基本周期為0.5139s，Y向結(jié)構(gòu)基本周期為0.4265s。具體風(fēng)荷載信息參數(shù)如圖4所示圖4風(fēng)荷載信息參數(shù)3.1.3地震信息在抗震（修訂）一欄點(diǎn)擊選擇項(xiàng)目所在地點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)填入相關(guān)地震信息參數(shù)。周期折減系數(shù)：高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù)剪力墻結(jié)構(gòu)取值為0.8-1.0，此處選取0.9。結(jié)構(gòu)阻尼比：全樓統(tǒng)一為5%雙向地震作用：初次整體計(jì)算時(shí)僅考慮偶然偏心，計(jì)算結(jié)果顯示1.2<位移比<1.5，再次進(jìn)行整體計(jì)算時(shí)，選擇考慮雙向地震作用。具體地震信息參數(shù)如圖5所示。圖5地震信息參數(shù)3.2整體計(jì)算指標(biāo)控制3.2.1剛度比根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)樓層剛度比的規(guī)定，本層與相鄰上層的剛度比不宜小于一定值，SATWE計(jì)算結(jié)果見表1，多方向剛度比1、2簡(jiǎn)圖分別如圖6、7所示。圖6多方向剛度比1簡(jiǎn)圖圖7多方向剛度比2簡(jiǎn)圖3.2.2層間受剪承載力比值因本住宅樓層數(shù)為11層，為A級(jí)高度高層建筑，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，結(jié)構(gòu)設(shè)定的層間受剪承載力比值限值為80.00%。計(jì)算結(jié)果見附件2所示。均滿足要求。3.2.3周期比根據(jù)《高規(guī)》中對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算振型個(gè)數(shù)的規(guī)定，取振型數(shù)為30，符合規(guī)范要求。經(jīng)SATWE軟件計(jì)算可知，地震作用的最不利方向角為0.01度，具體結(jié)構(gòu)周期及振型方向見附錄3。如圖8為振型周期簡(jiǎn)圖，圖中紅色部分表示扭振成份，藍(lán)色部分表示側(cè)振成份。周期比=周期比參數(shù)符合要求。圖8振型周期簡(jiǎn)圖3.2.4有效質(zhì)量系數(shù)根據(jù)《高規(guī)》5.1條規(guī)定，各方向參與振型有效質(zhì)量系數(shù)不應(yīng)小于90%。本項(xiàng)目第1地震方向EX的有效質(zhì)量系數(shù)為99.57%，第2地震方向EY的有效質(zhì)量系數(shù)為98.66%，參與振型均足夠。結(jié)構(gòu)各方向有效質(zhì)量系數(shù)具體見表2。表2各地震方向參與振型的有效質(zhì)量系數(shù)振型號(hào)EXEY振型號(hào)EXEY168.92%0.00%20.00%69.70%32.03%0.00%416.13%0.00%50.00%16.91%60.06%0.00%75.89%0.00%80.00%6.09%90.01%0.00%102.97%0.00%110.00%3.13%120.01%0.00%131.65%0.00%140.99%0.00%150.00%1.78%160.00%0.00%170.61%0.00%180.00%0.00%190.00%0.00%200.00%0.00%210.00%0.65%220.00%0.38%230.00%0.00%240.00%0.00%250.00%0.00%260.00%0.00%270.00%0.03%280.31%0.00%290.00%0.00%300.00%0.00%3.2.5剪重比根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2條規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為7度地區(qū)，水平地震影響系數(shù)最大值為0.06，故X、Y向樓層減重比不應(yīng)小于0.8%，由下圖9可見，X、Y向地震剪重比均滿足要求。圖9地震各工況剪重比簡(jiǎn)圖3.2.6位移比結(jié)構(gòu)樓層在X向正、負(fù)偏心靜載（規(guī)定水平力）工況下，全樓最大位移比為1.07，最大層間位移比為1.07，均發(fā)生在1層1塔。結(jié)構(gòu)樓層在Y向正、負(fù)偏心靜載（規(guī)定水平力）工況下，全樓最大位移比為1.31，最大層間位移比為1.31，均發(fā)生在1層1塔。根據(jù)《抗規(guī)》中3.4條規(guī)定，A級(jí)高度高層建筑樓層豎向構(gòu)件最大水平位移比及層間位移比不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍[3]。如圖1和圖2分別為樓層位移比簡(jiǎn)圖和層間位移比簡(jiǎn)圖。均滿足要求。X向地震工況下全樓最大層間位移角為1/8594（發(fā)生在7層1塔）；Y向地震工況下數(shù)值為1/10982（發(fā)生在7層1塔）。X向風(fēng)荷載工況下全樓最大層間位移角為1/94240（發(fā)生在6層1塔）；Y向風(fēng)荷載工況下數(shù)值為1/38220（發(fā)生在6層1塔）。根據(jù)《高規(guī)》3.7條規(guī)定，高度小于150m的樓層，層間最大水平位移?u與層高h(yuǎn)比值不宜大于1/1000，所有工況下均符合規(guī)范要求。詳見圖3最大層間位移角簡(jiǎn)圖。圖10位移比簡(jiǎn)圖圖11層間位移比簡(jiǎn)圖圖12最大層間位移角簡(jiǎn)圖3.2.7各項(xiàng)指標(biāo)匯總信息結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析指標(biāo)匯總表見表3，各項(xiàng)指標(biāo)項(xiàng)全部滿足規(guī)范要求。表3指標(biāo)匯總指標(biāo)項(xiàng)匯總信息質(zhì)量比1.01<[1.5]結(jié)構(gòu)自振周期T1=0.5139(X)T2=0.4265(Y)T3=0.4071(T)有效質(zhì)量系數(shù)X向99.57%>[90%]Y向98.66%>[90%]最小樓層受剪承載力比值X向0.99>[0.80]Y向0.91>[0.80]最小剛度比X向1.00>[1.00]Y向1.00>[1.00]最大位移比（強(qiáng)剛）X向1.07<[1.50]Y向1.31<[1.50]最大層間位移比（強(qiáng)剛）X向1.07<[1.50]Y向1.31<[1.50]最大層間位移角X向1/8594<[1/1000]Y向1/10982<[1/1000]最小剪重比X向2.27%>[0.80%]Y向2.66%>[0.80%]剛重比X向3.60>[1.40]Y向5.17>[1.40]

4預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)4.1預(yù)制外墻拆分設(shè)計(jì)對(duì)于住宅樓兩側(cè)的長(zhǎng)肢剪力墻，采用兩段式拆分，如圖13為一段較長(zhǎng)的剪力墻，中間斷開設(shè)置三肢的混凝土現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)突出墻邊尺寸均為300mm，符合規(guī)范要求，保證預(yù)制墻體安裝、澆筑現(xiàn)澆段后整體性較好。圖13較長(zhǎng)剪力墻外墻拆分外墻體采用三明治夾心保溫墻，混凝土強(qiáng)度等級(jí)同該層主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保溫層厚度為50mm，外葉墻板厚度為30mm，保溫層四邊均進(jìn)行封邊處理，以延長(zhǎng)保溫材料耐用性，上下封邊寬度為50mm，左右封邊寬度為30mm，外墻側(cè)面采用抗剪鍵槽做法，可達(dá)到在澆筑后澆段后整體更加牢固作用。4.2預(yù)制內(nèi)墻拆分設(shè)計(jì)因項(xiàng)目為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制內(nèi)墻在整體結(jié)構(gòu)中亦起到承重作用，因此拆分設(shè)計(jì)時(shí)，采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)同主體結(jié)構(gòu)，內(nèi)墻的最大寬度設(shè)置為不超過(guò)3500mm，以此保證在預(yù)制構(gòu)件吊裝、運(yùn)輸及安裝過(guò)程中，不會(huì)因構(gòu)件較長(zhǎng)導(dǎo)致破裂，同時(shí)，較長(zhǎng)的預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)帶來(lái)擺放空間不足等問(wèn)題，較長(zhǎng)的內(nèi)墻會(huì)有兩塊內(nèi)墻構(gòu)件通過(guò)中間部位現(xiàn)澆接縫進(jìn)行連接，此處將墻板間連接縫寬度設(shè)置為400mm，并在內(nèi)墻兩側(cè)面增加抗剪鍵槽做法，既可保證有較好的連接性，也便于預(yù)制內(nèi)墻構(gòu)件的尺寸組合。遇存在中間洞口的內(nèi)墻，在洞口兩側(cè)預(yù)留一定寬度，墻肢預(yù)留寬度為300，符合規(guī)范要求。如圖14所示，左側(cè)為現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，右側(cè)為“T”字形現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)。圖14預(yù)制內(nèi)墻拆分示例若將內(nèi)墻拆分設(shè)計(jì)為左/右側(cè)翻邊，因內(nèi)墻兩側(cè)有預(yù)制樓板伸出的鋼筋在其上部搭邊，導(dǎo)致伸出的鋼筋與翻邊部分的混凝土發(fā)生碰撞，故所有內(nèi)墻均不采用翻邊。4.3預(yù)制樓板拆分設(shè)計(jì)本項(xiàng)目中大部分樓板均采用整體式雙向疊合板，因其雙向受力的特點(diǎn)，底筋及豎向鋼筋均伸出混凝土構(gòu)件外。安裝預(yù)制構(gòu)件時(shí)，樓板需擱置在已經(jīng)安裝完畢的豎向構(gòu)件上，設(shè)置其擱置長(zhǎng)度為10mm，全樓樓板厚為130mm，根據(jù)建筑圖集設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)置預(yù)制底板厚度為60mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)同該層主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)。采用模數(shù)化拆分形式，以100mm為模數(shù)單位，遵從裝配式“少規(guī)格、多組合”原則，便于將疊合板各項(xiàng)參數(shù)信息統(tǒng)一歸并，達(dá)到減少預(yù)制構(gòu)件規(guī)格數(shù)的目的。模數(shù)化拆分示例如圖15所示。疊合板間接縫寬度根據(jù)裝配式規(guī)范要求，不得小于300mm。拆分方向沿垂直于板長(zhǎng)方向，并在板四邊設(shè)置上邊20mm，下邊10mm倒角。經(jīng)過(guò)一定的拆分方案調(diào)整后，全樓預(yù)制樓板規(guī)格控制在9塊，具體規(guī)格參見附表4所示，因衛(wèi)生間及廚房不同構(gòu)造要求，如衛(wèi)生間需做降板處理，防止積水外流，本設(shè)計(jì)對(duì)尺寸較小和衛(wèi)生間廚房處的樓板采用現(xiàn)澆工藝。圖15預(yù)制樓板拆分示例4.4預(yù)制樓梯拆分設(shè)計(jì)本項(xiàng)目采用傳統(tǒng)的梁板式樓梯，即將梯段踏步板直接擱置在斜梁上，因樓梯梁需采用現(xiàn)澆工藝搭接在兩側(cè)墻板上，兩側(cè)墻板不得進(jìn)行預(yù)制。樓梯形式見圖16所示。圖16預(yù)制樓梯拆分設(shè)計(jì)梯段踏板擱置在梁上深度均為200mm，并在每層踏板首尾踏步對(duì)稱設(shè)置安裝用銷鍵預(yù)留孔，預(yù)留孔圓心距踏步邊緣100mm，距梯段寬邊緣400mm。按照規(guī)范要求，在踏步邊設(shè)置雙條防滑槽，一條位于踏步邊緣20mm處，與另一條防滑槽相距40mm，防滑槽深度為4mm。如圖為17銷鍵預(yù)留孔及踏步防滑槽圖示。圖17銷鍵預(yù)留孔及踏步防滑槽圖示4.5裝配率指標(biāo)統(tǒng)計(jì)根據(jù)《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)裝配式建筑的評(píng)分要求，生成如表所示裝配率計(jì)算匯總表4。裝配率計(jì)算：P=Q1+Q2+Q3表4裝配率計(jì)算匯總表評(píng)價(jià)項(xiàng)評(píng)價(jià)要求評(píng)價(jià)分值最低分值項(xiàng)目比例項(xiàng)目得分Q4評(píng)分值Q1主體結(jié)構(gòu)柱、支撐、承重墻、延性墻板等豎向構(gòu)件35%≤比例≤80%20-30*2042.9%21.8—梁、板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板等水平構(gòu)件70%≤比例≤80%10-20*72.1%12..1—Q2圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻非承重圍護(hù)墻非砌筑比例≥80%51080.1%5.0—圍護(hù)墻與保溫、隔熱、裝飾一體化50%≤比例≤80%2-5*53.9%2.4—內(nèi)隔墻非砌筑比例≥50%573.4%5.0—內(nèi)隔墻與管線、裝修一體化50%≤比例≤80%2-5*———Q3裝修和設(shè)備管線全裝修—66—6.0—干式工法的樓面、地面比例≥70%6————集成廚房70%≤比例≤90%3-6*————集成衛(wèi)生間70%≤比例≤90%3-6*———管線分離50%≤比例≤70%4-6*———評(píng)價(jià)得分總和52.3—

5結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)調(diào)整5.1單構(gòu)件短暫工況驗(yàn)算5.1.1三明治外墻各工況驗(yàn)算三明治外墻WQ-3-1短暫工況相關(guān)系數(shù)如表所示。吊裝埋件安裝參數(shù)如表5所示。表5短暫工況相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)系數(shù)值重力放大系數(shù)1.1脫模動(dòng)力系數(shù)1.2脫模吸附力1.5吊裝動(dòng)力系數(shù)1.5施工安全系數(shù)5表6吊裝預(yù)埋件參數(shù)類型種類坐標(biāo)強(qiáng)度類型抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值直徑吊件1螺栓(400.00,110.00)HRB335300N/mm230mm吊件2螺栓(2000.00,110.00)HRB335300N/mm230mm表7安裝預(yù)埋件參數(shù)種類性能等級(jí)相對(duì)坐標(biāo)（mm）長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）凹槽深度（mm）螺紋間距（mm）抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）預(yù)埋螺母14.6級(jí)(480,550)60.002020.002.5170.00預(yù)埋螺母24.6級(jí)(3180,550)60.002020.002.5170.00預(yù)埋螺母34.6級(jí)(480,2290)60.002020.002.5170.00預(yù)埋螺母44.6級(jí)(3180,2290)60.002020.002.5170.00表8三明治外墻各工況驗(yàn)算名稱驗(yàn)算項(xiàng)1驗(yàn)算項(xiàng)2驗(yàn)算結(jié)果脫模荷載埋件荷載166.46KN脫模荷載29.5699KN滿足條件！吊裝重量吊件承載力424.115KN吊裝承載力27.9173KN滿足條件！安全系數(shù)構(gòu)件系數(shù)15.1918規(guī)范系數(shù)5滿足條件！吊裝角度吊裝重心(1.53,0.23)墻體重心(1.501,0.144)滿足條件！5.1.2預(yù)制梁各工況驗(yàn)算疊合梁PCL-1-2短暫工況驗(yàn)算結(jié)果均通過(guò)，如表9所示。表9預(yù)制梁各工況驗(yàn)算名稱驗(yàn)算項(xiàng)1驗(yàn)算項(xiàng)2驗(yàn)算結(jié)果可能裂縫寬度最大裂縫寬度0mm裂縫寬度限值0.2mm驗(yàn)算通過(guò)！脫模承載力埋件承載力26KN脫模荷載2.16KN驗(yàn)算通過(guò)！吊裝承載力吊件承載力26KN吊裝荷載2.2275KN驗(yàn)算通過(guò)！施工安全系數(shù)實(shí)際安全系數(shù)11.672安全系數(shù)限值5驗(yàn)算通過(guò)！5.2構(gòu)件碰撞檢查及修改5.2.1疊合板間鋼筋碰撞調(diào)整原則：（1）疊合板靠近外墻/內(nèi)墻邊時(shí)，采用直線連接的端頭連接形式；（2）相鄰疊合板之間為保證力的相互傳遞，使板沿寬度方向鋼筋深處部分搭接到相鄰板上。調(diào)整方法：將疊合板沿寬度方向鋼筋端頭連接形式設(shè)置為直線連接或彎折連接，各彎鉤的長(zhǎng)度根據(jù)疊合板間后澆段寬度情況確定。碰撞修改后如圖18所示。圖18疊合板鋼筋碰撞修改后5.2.2預(yù)制外墻與空調(diào)板鋼筋碰撞調(diào)整原則：避免調(diào)整預(yù)制外墻的連梁箍筋的排列間距，而增加預(yù)制外墻的構(gòu)件歸并數(shù)。考慮方向：相較于預(yù)制外墻，疊合式陽(yáng)臺(tái)板/空調(diào)板在工廠預(yù)制時(shí)，制作工藝較簡(jiǎn)便，更改底筋的排列更加易于實(shí)現(xiàn)。調(diào)整方法：調(diào)整陽(yáng)臺(tái)板/空調(diào)板沿懸挑方向底筋的排列間距。陽(yáng)臺(tái)板與預(yù)制外墻發(fā)生鋼筋碰撞修改方法同理，如圖19為修改前后鋼筋位置變化。圖19預(yù)制外墻與空調(diào)板鋼筋碰撞修改前后對(duì)比5.2.3疊合梁與預(yù)制內(nèi)墻鋼筋碰撞調(diào)整原則：避免調(diào)整預(yù)制內(nèi)墻的水平箍筋的排列間距，而增加預(yù)制內(nèi)墻的構(gòu)件歸并數(shù)調(diào)整方法：調(diào)整疊合梁底筋的縱筋類型為縱筋預(yù)制外部水平彎折圖20疊合梁與預(yù)制內(nèi)墻鋼筋碰撞修改前后對(duì)比

6結(jié)論在時(shí)代背景的大力推動(dòng)下，裝配式結(jié)構(gòu)建筑會(huì)在將來(lái)得到更好的發(fā)展，規(guī)避傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可能帶來(lái)的未知問(wèn)題，探索適應(yīng)快速發(fā)展的時(shí)代的方法勢(shì)在必行。結(jié)合裝配式結(jié)構(gòu)與BIM技術(shù)的各自特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)在施工建造過(guò)程中解決大量問(wèn)題，亦可克服在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的難點(diǎn)。利用諸如BIM-PKPM軟件此類的BIM技術(shù)所建立的3D建筑模型可大幅提高施工管理及生產(chǎn)的工作效率，從創(chuàng)建模型到進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，亦或者從預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)到深化設(shè)計(jì)、碰撞檢查，都表現(xiàn)出較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法明顯的優(yōu)勢(shì)。但是BIM技術(shù)的應(yīng)用需要向設(shè)計(jì)階段進(jìn)行延伸[9]。目前BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)作為一套“翻模”設(shè)計(jì)的手段的現(xiàn)象較為普遍，即使利用BIM技術(shù)進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，也僅僅是“部分正向”[10]。這一問(wèn)題仍需要不斷完善的BIM軟件體系和多專業(yè)配合、協(xié)同工作，使這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮到最大。

參考文獻(xiàn)[1]卞祝,楊富蓮,歐軍珺,葛清蘊(yùn),涂勁松,黎德光.PKPM-BIM軟件在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——以裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)為例[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào),2020,36(05):86-90.[2]郭兆清,劉毅.合肥軌道交通1號(hào)線沿線的工程地質(zhì)特性分析[J].工程與建設(shè),2014,28(02):173-175.[3]GB50011-2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.[4]GB50153-2008,工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.[5]GB50009-2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012[6]GB50010-2010,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.[7]GT/B51129-2017,裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2017.[8]JGJ3-2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.[9]張帥飛.基于BIM的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].西安科技大學(xué),2018.[10]顧鵬遠(yuǎn).BIM技術(shù)在裝配式混凝土建筑正向設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究[D].江蘇科技大學(xué),2020.

附表1樓層剛度比層號(hào)Ratx1Raty1Ratx2Raty2Rat2_min111.001.001.001.001.00102.522.581.761.810.9091.861.901.301.330.9081.671.701.171.190.9071.611.631.131.140.9061.581.611.111.130.9051.571.601.131.140.9041.611.641.151.170.9031.731.761.221.230.9021.972.011.381.410.9013.153.462.202.421.50Ratx1、Raty1(剛度比1)：X、Y方向本層塔側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70%的比值或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值中之較小值。Ratx2、Raty2(剛度比2)：X、Y方向本層塔側(cè)移剛度與本層層高的乘積與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度與上層層高的乘積的比值。

附表2各樓層受剪承載力及承載力比值層號(hào)Vx(kN)Vy(kN)Vx/VxpVy/Vyp比值判斷1168825.7794678.581.001.00滿足1068667.6895778.781.001.01滿足969298.6596756.161.011.01滿足870417.4497801.081.021.01滿足771363.6698833.211.011.01滿足672241.2799752.361.011.01滿足572454.091.01e+51.001.01滿足472838.631.02e+51.011.01滿足373134.431.03e+51.001.01滿足272254.291.03e+50.991.01滿足171635.7593917.090.990.91滿足Vx(KN)、Vy(KN)：樓層受剪承載力(X、VxVxp、VyV

附表3結(jié)構(gòu)周期及振型方向振型號(hào)周期(s)方向角(度)類型扭振成份X側(cè)振成份Y側(cè)振成份總側(cè)振成份10.51390.01X3%97%0%97%20.426590.00Y0%0%100%100%30.4071179.64T97%3%0%3%40.1325179.99X0%100%0%100%50.107089.99Y0%0%100%100%60.1021178.52T100%0%0%0%70.0620179.99X0%100%0%100%80.049189.99Y0%0%100%100%90.0471177.54T100%0%0%0%100.0388179.99X0%100%0%100%110.030389.99Y0%0%100%100%120.0294179.49T100%0%0%0%130.0279180.00X0%100%0%100%140.02200.00X1%99%0%99%150.021789.99Y0%0%100%100%160.0211179.55T100%0%0%0%170.01840.01X1%99%0%99%180.0171179.00T100%0%0%0%190.01710.32T100%0%0%0%200.017012.16T100%0%0%0%210.017090.00Y37%0%63%63%220.016990.00T66%0%34%34%230.01670.17T100%0%0%0%240.0167179.89T100%0%0%0%250.0167171.32T100%0%0%0%260.016612.53T100%0%0%0%270.016690.25T98%0%2%2%280.01610.01X21%79%0%79%290.01600.10T100%0%0%0%300.01600.02T100%0%0%0%附表4預(yù)制構(gòu)件清單編號(hào)規(guī)格尺寸預(yù)制體積預(yù)制重量數(shù)量總預(yù)制體積總預(yù)制重量PCGQ-1-1GQ-21262100x120x25800.641.6120300192PCGQ-2-1GQ-13251300x240x24800.761.901112191.96PCGQ-3-1GQ-14281420x120x28400.481.1988842.24PCGQ-4-1GQ-18261790x120x25800.551.371617696.8PCGQ-5-1GQ-16251670x240x24800.982.4644039.2PCGQ-6-1GQ-23272320x120x26800.431.0944017.2GB-1-1WGQB-16301680x240x28301.162.6622225.52GB-2-1WGQB-16301680x240x28301.162.6622225.52GB-3-1WGQB-21302160x240x28300.962.2088884.48PCL-1-1DHL-15121500x240x1500.050.144844.2PCL-2-1DHL-30222760x240x2500.170.411617629.92PCB-1-1DBS1-67-3318-XX3080x1500x600.280.69318050.4PCB-2-1DBS1-67-3922-XX3680x1800x600.400.9916304121.6PCB-3-1DBS1-67-3315-XX3080x1200x600.220.551226458.08PCB-4-1DBS1-67-2816-XX2580x1400x600.220.54417638.72PCB-5-1DBS1-67-2425-XX2