装配式|论深化设计优化的必要性 | 如何降低桁架叠合板增量成本

前文已阐述设计对于PC构件的成本影响，主要体现在“量少”、“易做”、“标准”、“好装”四个方面，设计师只有协同工厂工艺持续改进才能不断降低PC成本。本文以恒大地产公司某个项目标准楼型的48块单向桁架叠合板为对象，由中民筑友完成深化设计方案优化，从以上四个方面具体阐述设计师应如何考虑桁架叠合板的生产成本。

物料含量

桁架叠合板的物料组成如图1所示，混凝土、桁架钢筋和受力筋占比较大，为影响物料成本的主要因素。在不改变板厚的前提下，优化桁架钢筋和受力钢筋的含量是降成本的重点。

桁架筋的布置要求距离板边不应大于0.3m，间距不宜大于0.6m。因此桁架叠合板的非受力边接近或等于1.2m、1.8m和2.4m时，桁架布置越经济。《混凝土结构设计规范》中对叠合板受力钢筋要求：当采用强度等级400MPa和500MPa的钢筋时，最小配筋百分比应允许采用0.15和45ft/fy中的较大值。因此合理选用受力钢筋的直径和配筋间距可适当降低含钢量。

经计算，设计优化后含钢量可降低13.2kg/m3，其中桁架钢筋减少2.9 kg/m3，受力钢筋减少10.3 kg/m3。

图1：各项物料费占比

生产匹配度

桁架叠合板可采用长线法生产或流水台模生产，根据桁架叠合板的线上动作数，按照不同生产方式的工位布局、配置人数分析两种生产方式的生产效率。

长线法台模宽度为2.4m，可依靠边模调节宽度，长度为130-200m，台模挡边高度为75mm，只需在台模中间增加隔断模即可生产任意长度、宽度小于2.4m、高度小于75mm的叠合板。生产线人员采用人员流水配置，不同工种的工人在长台模上流水作业。流水线台模一般为3.5*9m，依靠边模固定PC构件，台模按照节拍时间在流水线的不同工位上流转。生产人员固定在一个工位或临近工位，需在节拍时间完成工作，因此流水线生产对构件的标准化要求较高。

若采用长线法生产，设计应尽可能考虑2.4m宽的标准构件，最大可能利用固定边模，减少线上组模工作量，生产效率可达到1.7m3/人▪天。而采用流水线生产时，叠合板的宽度保持一致才能减少构件组拆模工作量，生产效率为1.4 m3/人▪天。由表格建筑工业化1的数据可知，采用长线法生产人均砼天产量比流水线高17%，单线配置人数比流水线少，是较为经济的生产方式，可直接降低PC人工费并提高工厂产量。

表格1：两种生产方式效率数据

标准构件

由上述分析可知，长线法生产桁架叠合板效率优于流水线生产，针对长线台模的特征，设计师可做进一步优化，通过减少构件的模具用量降低PC成本。

方案①：桁架叠合板在流水线上生产需使用边模、磁力盒和出筋边模，预制装配式减少构件规格可提高边模利用率，如图2所示。

图2：流水线生产

方案②：若采用长线法生产则需使用隔断模、调节模和磁力边模，固定台模边可充当边模，2.4m标准构件和非标构件的摆放方式如图3所示。

图3：长线台模生产

方案③：对于非标构件，可通过构件拼接提高隔断模的利用率，降低模具用量，如图4所示。若构件A和构件B的出筋边长之和为2.335m，且长度相同，则可共用隔断模；构件C和构件D的出筋边之和小于2.27m，且长度相同，也可共用隔断模。因此，除提高2.4m标准构件比例之外，还可通过优化剩余构件尺寸提高模具利用率。

图4：长线台模生产拼接构件

针对以上3种排摸方案，计算其对应的模具用量和模具费用。方案②的模具费可比方案①降低48%，而方案③可在方案②的基础上降低11%，由此可见采用长线法生产，在提高2.4m标准构件比例的基础上，增加可拼接构件，模具费最低。

物流运输

由前文可知，叠合板的装车原则为“上小下大”且不超过7层，由该原则计算装车方案。48块叠合板可分成7堆，采用13.5m平板车正好放置2车，装载率达到80%。而叠合板的行业平均装载率约70%，由此可见，设计通过优化叠合板尺寸装载率可提高10%。

小结

综上所述，设计优化桁架叠合板的含钢量和尺寸对成本的影响如下：

（1）非受力边优先2.4m、1.8m和1.2m桁架钢筋配置最经济，受力钢筋按规范要求合理配置，含钢量可降低13.2kg/m3，PC单方成本可降低2.5%。

（2）生产2.4m标准构件，长线法生产比流水线生产人工工效提高17%，PC单方成本可降低2.1%。

（3）采用长线法生产时，提高2.4m标准构件的比例并增加可拼接构件比例可降低模具用量，PC单方成本可降低2.6%。

（4）匹配装车原则，装载率可提高10%，PC单方成本降低1%。

以上，通过设计优化可降低桁架叠合板单方成本共8.2%。

文章来源：中民筑友

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