結構設計與建模
首先對柱、梁、板、墻四種構件的現(xiàn)澆與裝配式模型進行建模及內力和配筋計算，根據(jù)計算結果設計預制構件施工方案．分類情況見表１。
模型設計方案如下：樓板采用3.6ｍ×4.8ｍ的小跨度板和6.6ｍ×6.9ｍ的大跨度板，現(xiàn)澆板板厚為110ｍｍ和170ｍｍ。疊合板選取底板型號為DBS1-67-3624-22的板拼接，底板厚度為60ｍｍ，后澆板厚度70ｍｍ。小跨度鋼筋桁架樓層板現(xiàn)澆部分的板厚為110ｍｍ。大跨度疊合板與板之間留有300ｍｍ的縫，底板厚80ｍｍ，現(xiàn)澆部分厚90ｍｍ。梁按長度分為大跨度梁與小跨度梁兩類。大跨度梁200ｍｍ×550ｍｍ，長度為6.6ｍ。其中后澆梁部分170ｍｍ。小跨度梁200ｍｍ×400ｍｍ，長度4.8ｍ，后澆梁部分130ｍｍ。
圖1 柱構件模型圖
圖2 墻構件模型圖及平面圖
柱模型采用三層框架結構，如圖1所示．層高3ｍ，取二層中柱分析．現(xiàn)澆框架梁尺寸200ｍｍ×400ｍｍ，柱尺寸400ｍｍ×400ｍｍ。樓板現(xiàn)澆，板厚為110ｍｍ?；炷良袅ι砜傞L3.8ｍ，如圖2所示。層高3.0ｍ，墻厚200ｍｍ，不考慮保溫層．預制墻中2300ｍｍ為預制，余下部分現(xiàn)澆?；炷敛牧系燃墢姸葹镃30，所有鋼筋、箍筋均采用HRB400。以上模型結構圖均依據(jù)計算后配筋得到，滿足相應受力性能。
裝配式建筑預制構件的造價分析
預制構件與現(xiàn)澆構件造價的對比分析
依據(jù)《2013建設工程工程量清單計價規(guī)范》和《裝配式建筑工程消耗量定額20161019》，市場綜合單價，求得成本造價表（表2）及成本增量圖（圖３），然后分析了預制構件的成本增量ΔＰ（元／㎡）及工日變化的現(xiàn)象及原因．ΔＰ為預制構件與現(xiàn)澆構件成本造價的差值。
圖3 成本增量圖
由表2及圖3可知，不同建筑部位采用預制構件引發(fā)的成本增量差異很大。預制墻的成本增量值最大，為261.39元/㎡，其次是大跨度疊合板，為250.39元/㎡。成本增量最小的情況為雙葉疊合墻，為74.48元/㎡。從構件類別角度分析，除了小跨桁架板的情況以外，其他種類疊合板的成本增量均增大很多。而當墻構件采用裝配式形式時，預制墻與雙葉疊合墻兩種預制形式在成本增量上有很大不同，其中前者的成本增量為后者的近４倍。而在柱、梁構件采用裝配式形式時，成本增量增長幅度較為平穩(wěn)。
在衡量預制構件對裝配式建筑造價影響時，并不能僅從成本增量來分析．裝配式結構靈活性更高且大大節(jié)省了工期．因此需要進一步分析預制構件較現(xiàn)澆構件的各項經(jīng)濟指標比值及預制構件比例性價比，如表3和圖4所示。其中，預制構件性價比是指每一預制部品部件比例百分點所對應的單位造價成本。
圖4 預制構件與現(xiàn)澆構件各項經(jīng)濟比
如圖4和表3所示，雙葉疊合墻的成本造價比與單方造價比均最低，分別為1.17和1.11其次是小跨度疊合梁、大跨度疊合梁與預制柱，分別為1.54、1.58和1.2。成本造價比最高的是大跨度疊合樓板，為2.17。同時，在采用雙葉疊合墻構件與疊合板構件時，工日節(jié)省了近一半。從預制構件性價比分析可知，雙葉疊合墻、預制柱和小跨度鋼筋桁架板三種構件的性價比最好，分別為4.28、3.01和2.5。大跨度疊合板的性價比最差，僅為0.79。
造成上述現(xiàn)象主要是由于預制樓板雖然工期提前36％～46％，但因板體積較大，從生產工廠運到施工現(xiàn)場時的費用增高，同時傳統(tǒng)塔吊等機械無法滿足疊合板的組裝，大型機械的個性化需求使機械費用有所增加。在組裝過程中，樓板接縫的處理費用會更大，而疊合梁、預制柱在預制工廠內生產，其規(guī)格標準較為統(tǒng)一，現(xiàn)場吊裝精準度提升，帶來的工期效益約為12元/㎡，造價效果較明顯。綜合考慮成本增量、預制構件性價比、工日比等經(jīng)濟指標，得出以下結論：
1.相比現(xiàn)澆構件，疊合板造價增加最多，增長幅度接近2倍；其次為預制墻，增長幅度接近1.5倍，應當避免。
2.墻體構件中，雙葉疊合墻造價增量較小，預制構件性價比優(yōu)秀，使用它作為預制構件時可以在滿足裝配率的情況下使成本造價較低，具有很高的效益。
3.構件梁、柱在采用預制形式時，成本增量相對優(yōu)秀且預制構件性價比較低，在滿足結構設計的情況下可以適當選用。
工程實例驗證
本部分以某公租房項目７號樓為例，樓房共17層，1-3層為現(xiàn)澆式設計，4-17層為裝配整體式設計（建筑面積為6483.2㎡）。依據(jù)投標文件及圖紙，針對裝配式施工和現(xiàn)澆式施工兩種施工工藝分別進行4-17層的成本核算及優(yōu)化，得到表4。其中每一種施工方式的造價計算均只討論土建工程部分中現(xiàn)澆鋼筋混凝土和PC構件安裝項目。
結 論
1.與現(xiàn)澆構件相比，疊合板造價增加最多，增長幅度接近2倍；其次為預制墻，增長幅度接近1.5倍，應當避免．雙葉疊合墻的成本造價最低，預制柱、疊合梁的經(jīng)濟效果相對優(yōu)秀。因此在同等裝配率情況下，應當盡量減少疊合板、預制柱的使用，增加雙葉疊合墻的應用。
2.在采取組合式預制構件的情況下，由于雙葉疊合墻造價增量較小，預制構件性價比優(yōu)秀，因此盡量地多采用疊合墻與預制梁或預制柱相結合的組合方式，可以有效降低裝配式建筑的成本，與現(xiàn)澆式相比成本造價僅增加20%左右。
3.為了增加評價分值，提高裝配率的標準，可在梁、板等構件滿足規(guī)范中裝配式建筑評分表里最低評分標準的情況下，優(yōu)先增大豎向預制柱及疊合墻構件的預制部品部件比例，使得造價較優(yōu)且裝配式建筑評分也較高。