近年來(lái)，政府一直致力于加快推進(jìn)住房建設(shè)領(lǐng)域高質(zhì)量綠色發(fā)展，促進(jìn)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。自2013年國(guó)務(wù)院發(fā)布《綠色建筑行動(dòng)方案》以來(lái)，國(guó)家密集頒布關(guān)于推廣裝配式建筑的政策文件，已經(jīng)把大力發(fā)展裝配式建筑提升至國(guó)家戰(zhàn)略層面。本文從定義出發(fā)，解析裝配式建筑相關(guān)概念及主要指標(biāo)。同時(shí)結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的裝配率方案及實(shí)施細(xì)節(jié)。

在文章中你將收獲：

1、 裝配式建筑的定義及三個(gè)重要指標(biāo)；

2、 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的合理裝配率；

3、 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)墻板及設(shè)備預(yù)留預(yù)埋三方面的實(shí)施細(xì)節(jié)。

定義及三個(gè)指標(biāo)

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠(chǎng)進(jìn)行，在工廠(chǎng)加工制作好建筑用構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)等），運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)可靠的連接方式在現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝而成的建筑。

與裝配式建筑息息相關(guān)的主要有三個(gè)指標(biāo)：裝配式建筑面積比例、預(yù)制部件裝配率、混凝土預(yù)制率。

首先裝配式建筑面積比例就是指裝配式建筑面積占總建筑面積的比例。其次預(yù)制部件裝配率是指單體建筑室外地坪以上的主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻、裝修和設(shè)備管線(xiàn)等采用預(yù)制部品部件的綜合比例?；炷令A(yù)制率是指工業(yè)化建筑室外地坪以上的主體結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)中，預(yù)制構(gòu)件部分的混凝土用量占對(duì)應(yīng)部分的混凝土總用量的體積比。

其中，國(guó)標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是采用單體裝配率作為計(jì)分原則，單體裝配率要求不低于50分，其中36分是固定項(xiàng)分值。根據(jù)裝配方案選擇的不同，對(duì)應(yīng)的混凝土預(yù)制率可在20%~30%左右浮動(dòng)。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)家越來(lái)越重視建筑行業(yè)的能源和環(huán)境等問(wèn)題。推行裝配式建筑已然成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為大力推進(jìn)其發(fā)展，各地相繼出臺(tái)不同要求的裝配式建筑政策，裝配式建筑面積占比、裝配率等指標(biāo)有逐年提高的趨勢(shì)。

然而，伴隨混凝土裝配式建筑而來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)也日趨明顯：

在施工效率層面，預(yù)制剪力墻自重較大，施工至高層處會(huì)存在明顯的吊裝困難；豎向構(gòu)件連接采用灌漿套筒連接，對(duì)于施工精度要求高；且后注漿只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)肉眼判別是否注滿(mǎn)，易存在人為施工缺陷，影響檢測(cè)效率。

在結(jié)構(gòu)安全層面，豎向構(gòu)件采用灌漿套筒連接，一方面無(wú)法保證漿液是否注滿(mǎn)，另一方面目前檢測(cè)手段也無(wú)法保證其在地震作用下的連接是否可靠。

是否存在一種結(jié)構(gòu)既能滿(mǎn)足政策高裝配率要求，同時(shí)又能確保結(jié)構(gòu)傳力合理、連接可靠呢？

這就是本文的“主角”——裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，鋼結(jié)構(gòu)是天然的裝配式建筑，具有“輕、快、好、省”的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型廠(chǎng)房、場(chǎng)館、超高層等領(lǐng)域。近年來(lái)隨著鋼結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新和改良，鋼結(jié)構(gòu)在民用住宅中的應(yīng)用也逐步推廣開(kāi)來(lái)。

接下來(lái)就以一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目案例，介紹裝配式鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

項(xiàng)目背景

該項(xiàng)目總用地面積66398.84㎡，容積率不大于2.5，總建筑面積217527.86㎡，其中地上總建筑面積165965.77㎡，建筑限高100米。

根據(jù)當(dāng)?shù)卣?/span>及規(guī)劃條件，該項(xiàng)目需要滿(mǎn)足“裝配式建筑面積不少于地上總建筑面積的15%，其中鋼結(jié)構(gòu)建筑面積不少于地上總建筑面積的7%”的要求。 

本項(xiàng)目裝配率要求遵循國(guó)標(biāo)且評(píng)分細(xì)則與國(guó)標(biāo)一致，具體如下：

方案比選

第一步：先滿(mǎn)足15%裝配式面積占比要求

該項(xiàng)目需要滿(mǎn)足“裝配式建筑面積不少于地上總建筑面積的15%，其中鋼結(jié)構(gòu)建筑面積不少于地上總建筑面積的7%”的要求。結(jié)合強(qiáng)排存在兩種方案的可能性。

1.50%鋼結(jié)構(gòu)，50%預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)

本方案兩棟樓分別采用鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足政策下限要求，理論上為成本最優(yōu)方案。然而，若一棟樓采用鋼結(jié)構(gòu)，一棟樓采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，不利于總圖規(guī)劃及戶(hù)型配比設(shè)計(jì)。且預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工精度要求高，易存在施工缺陷。

2.100%鋼結(jié)構(gòu)

本方案即兩棟樓結(jié)構(gòu)都選用鋼結(jié)構(gòu)，能夠避免兩棟樓的差異，在總圖和戶(hù)型設(shè)計(jì)上更好統(tǒng)一。并且鋼結(jié)構(gòu)不需要現(xiàn)澆借點(diǎn)，有利于施工速度和質(zhì)量。

因此，兩棟樓都采用鋼結(jié)構(gòu)更合理。

第二步：100%鋼結(jié)構(gòu)的裝配率方案推演

鋼結(jié)構(gòu)是天然的裝配式建筑，但同時(shí)也存在含鋼量高、建安費(fèi)用高等實(shí)際問(wèn)題。如何做到經(jīng)濟(jì)、合理是本方案關(guān)注的重中之重，而裝配率作為建筑裝配化程度的主要衡量指標(biāo)，會(huì)直接影響項(xiàng)目最終的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1.裝配率必得分

根據(jù)國(guó)標(biāo)中裝配式建筑評(píng)分表，鋼結(jié)構(gòu)建筑中鋼柱和鋼支撐均為成品鋼構(gòu)件，且占豎向構(gòu)件比例100%，所以主體結(jié)構(gòu)部分得分至少為30分。而圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻最最低得10分，裝修采用全裝修最低得6分。因此，采用100%鋼結(jié)構(gòu)建筑裝配率必得分為46分。而國(guó)標(biāo)最低要求是50分，因此還需要其他部件得分來(lái)滿(mǎn)足。

2.水平構(gòu)件投影比例70%的做法

要滿(mǎn)足50%裝配率，還需要至少4分。常規(guī)做法是部分水平構(gòu)件采用裝配式。安裝配式建筑評(píng)分表，在水平構(gòu)件投影比例達(dá)到70%以上時(shí)，可至少得10分，此時(shí)裝配率得分為56分。

3.水平構(gòu)件投影比例100%的做法

在項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，常選用業(yè)內(nèi)認(rèn)可度高的鋼筋桁架樓承板，鋼筋桁架與底板通過(guò)電阻點(diǎn)焊連接成整體的組合承重板，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)。它極大地提高樓板施工質(zhì)量，顯著加快施工進(jìn)度，保證施工安全。

選用鋼筋桁架樓承板時(shí)，其樓板是全部裝配式預(yù)制。在水平構(gòu)件的計(jì)算過(guò)程中，樓板裝配式的占比對(duì)水平構(gòu)件裝配式比例起決定性作用。

所以其裝配式占比能達(dá)到100%，即該方案采用水平構(gòu)件近100%的裝配式做法。此時(shí)水平構(gòu)件分?jǐn)?shù)能達(dá)到滿(mǎn)分20分，最終評(píng)分66分。在滿(mǎn)足高裝配率的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀(guān)的建筑目標(biāo)。

綜上分析，本項(xiàng)目裝配式建筑方案確定為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，裝配率66%。   

實(shí)施細(xì)節(jié)

下面從裝配率的各子項(xiàng)構(gòu)成，分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)施細(xì)節(jié)。

1.鋼結(jié)構(gòu)骨架

本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)采用CFT柱型鋼框架-支撐體系。從圖2可以看出，鋼支撐布置在無(wú)窗外墻、分戶(hù)墻、樓梯間處，不影響建筑使用功能；鋼柱、鋼梁可暗藏于建筑墻體內(nèi)，結(jié)構(gòu)布置與建筑具有很高的匹配性，可為精裝修設(shè)計(jì)帶來(lái)便利。

圖1 結(jié)構(gòu)體系組成

圖3 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)三維軸測(cè)圖

圖4 典型結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖

2.內(nèi)外墻

本項(xiàng)目外墻采用ALC條板墻，可滿(mǎn)足圍護(hù)墻非砌筑比例≥80%，同時(shí)又具有在裝配式建筑領(lǐng)域普及率高、施工人員熟練度高、施工快速、整體性好及防水構(gòu)造技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。

按評(píng)分細(xì)則，內(nèi)隔墻非砌筑比例需≥50%，采取ALC條板墻與局部砌塊墻相結(jié)合的做法。在公區(qū)、戶(hù)間墻、有水房間（廚衛(wèi)）等區(qū)域采用砌塊墻，此外均選用ALC條板墻。

圖1 內(nèi)外墻裝配式方案

圖2 ALC條板外墻施工圖

圖3 ALC條板墻示意圖

圖4 內(nèi)墻無(wú)斜撐處 ALC雙層條板內(nèi)嵌

圖5 內(nèi)墻有斜撐處 ALC雙層條板內(nèi)嵌

圖6 ALC墻節(jié)點(diǎn)處理

圖7 ALC墻施工流程

3.設(shè)備管井

給水管道預(yù)留洞和預(yù)埋套管做法應(yīng)根據(jù)室內(nèi)或工藝要求及管道材質(zhì)的不同確定。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用同層排水，減少排水管道穿樓板，立管應(yīng)盡量設(shè)置在管井內(nèi)，以減少預(yù)制構(gòu)件的預(yù)留、預(yù)埋。

圖1 衛(wèi)生間降板式同層排水構(gòu)造節(jié)點(diǎn)

圖2 開(kāi)敞式陽(yáng)臺(tái)排水及鋼構(gòu)件防腐做法

電氣管線(xiàn)應(yīng)盡量減少預(yù)制件的開(kāi)孔、開(kāi)槽數(shù)量，多利用樓板現(xiàn)澆層、外墻保溫層等區(qū)域敷設(shè)配電管和安裝插座、接線(xiàn)盒等設(shè)備；樓板、外墻等預(yù)制板上的開(kāi)孔、開(kāi)槽尺寸及位置應(yīng)與土建專(zhuān)業(yè)協(xié)商確定。

圖3 鋼筋桁架板樓板管線(xiàn)布置

  小結(jié)  

1、裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的最低裝配率為56%。在實(shí)際項(xiàng)目中考慮選用鋼筋桁架樓承板，能極大的加快施工速度，提高施工效率。其較合理裝配率為66%。

2、裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)要從結(jié)構(gòu)體系選取、建筑圍護(hù)墻板選用及設(shè)備預(yù)留預(yù)埋等方面綜合考慮。分別注意以下方面：

（1）結(jié)構(gòu)體系的選取要保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑布置的匹配性，做到墻面不露柱、梁柱節(jié)點(diǎn)不影響建筑完成面平整度。

（2）建筑圍護(hù)墻板選用要重點(diǎn)關(guān)注材料整體性、防水構(gòu)造技術(shù)成熟性及施工人員熟練度等方面。

（3）設(shè)備預(yù)留預(yù)埋方面應(yīng)盡可能減少預(yù)制構(gòu)件的預(yù)留、預(yù)埋或后鑿，有條件可考慮管線(xiàn)裝修一體化系統(tǒng)。

來(lái)源：POLY技術(shù)匯