近年來，政府一直致力于加快推進住房建設領域高質(zhì)量綠色發(fā)展，促進建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。自2013年國務院發(fā)布《綠色建筑行動方案》以來，國家密集頒布關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家戰(zhàn)略層面。本文從定義出發(fā)，解析裝配式建筑相關概念及主要指標。同時結(jié)合實際項目，分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的裝配率方案及實施細節(jié)。

在文章中你將收獲：

1、 裝配式建筑的定義及三個重要指標；

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、圍護墻板及設備預留預埋三方面的實施細節(jié)。

定義及三個指標

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成的建筑。

與裝配式建筑息息相關的主要有三個指標：裝配式建筑面積比例、預制部件裝配率、混凝土預制率。

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)、圍護墻和內(nèi)隔墻、裝修和設備管線等采用預制部品部件的綜合比例。混凝土預制率是指工業(yè)化建筑室外地坪以上的主體結(jié)構(gòu)和維護結(jié)構(gòu)中，預制構(gòu)件部分的混凝土用量占對應部分的混凝土總用量的體積比。

其中，國標評價標準是采用單體裝配率作為計分原則，單體裝配率要求不低于50分，其中36分是固定項分值。根據(jù)裝配方案選擇的不同，對應的混凝土預制率可在20%~30%左右浮動。

機遇與挑戰(zhàn)

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

然而，伴隨混凝土裝配式建筑而來的機遇和挑戰(zhàn)也日趨明顯：

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

在結(jié)構(gòu)安全層面，豎向構(gòu)件采用灌漿套筒連接，一方面無法保證漿液是否注滿，另一方面目前檢測手段也無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)既能滿足政策高裝配率要求，同時又能確保結(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，廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。近年來隨著鋼結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新和改良，鋼結(jié)構(gòu)在民用住宅中的應用也逐步推廣開來。

接下來就以一個實際項目案例，介紹裝配式鋼結(jié)構(gòu)的應用。

項目背景

該項目總用地面積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?shù)卣?/span>及規(guī)劃條件，該項目需要滿足“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。 

本項目裝配率要求遵循國標且評分細則與國標一致，具體如下：

方案比選

第一步：先滿足15%裝配式面積占比要求

該項目需要滿足“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)合強排存在兩種方案的可能性。

1.50%鋼結(jié)構(gòu)，50%預制混凝土結(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)，一棟樓采用預制混凝土結(jié)構(gòu)，不利于總圖規(guī)劃及戶型配比設計。且預制混凝土結(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，在總圖和戶型設計上更好統(tǒng)一。并且鋼結(jié)構(gòu)不需要現(xiàn)澆借點，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，但同時也存在含鋼量高、建安費用高等實際問題。如何做到經(jīng)濟、合理是本方案關注的重中之重，而裝配率作為建筑裝配化程度的主要衡量指標，會直接影響項目最終的經(jīng)濟指標。

1.裝配率必得分

根據(jù)國標中裝配式建筑評分表，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。而國標最低要求是50分，因此還需要其他部件得分來滿足。

2.水平構(gòu)件投影比例70%的做法

要滿足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。安裝配式建筑評分表，在水平構(gòu)件投影比例達到70%以上時，可至少得10分，此時裝配率得分為56分。

3.水平構(gòu)件投影比例100%的做法

在項目實際建設過程中，常選用業(yè)內(nèi)認可度高的鋼筋桁架樓承板，鋼筋桁架與底板通過電阻點焊連接成整體的組合承重板，目前已經(jīng)實現(xiàn)了機械化生產(chǎn)。它極大地提高樓板施工質(zhì)量，顯著加快施工進度，保證施工安全。

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

所以其裝配式占比能達到100%，即該方案采用水平構(gòu)件近100%的裝配式做法。此時水平構(gòu)件分數(shù)能達到滿分20分，最終評分66分。在滿足高裝配率的同時也實現(xiàn)了安全、適用、經(jīng)濟、美觀的建筑目標。

綜上分析，本項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%。   

實施細節(jié)

下面從裝配率的各子項構(gòu)成，分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的實施細節(jié)。

1.鋼結(jié)構(gòu)骨架

本項目鋼結(jié)構(gòu)采用CFT柱型鋼框架-支撐體系。從圖2可以看出，鋼支撐布置在無窗外墻、分戶墻、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，可為精裝修設計帶來便利。

圖1 結(jié)構(gòu)體系組成

圖3 標準層結(jié)構(gòu)三維軸測圖

圖4 典型結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造圖

2.內(nèi)外墻

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

按評分細則，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)點處理

圖7 ALC墻施工流程

3.設備管井

給水管道預留洞和預埋套管做法應根據(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)設計應盡量采用同層排水，減少排水管道穿樓板，立管應盡量設置在管井內(nèi)，以減少預制構(gòu)件的預留、預埋。

圖1 衛(wèi)生間降板式同層排水構(gòu)造節(jié)點

圖2 開敞式陽臺排水及鋼構(gòu)件防腐做法

電氣管線應盡量減少預制件的開孔、開槽數(shù)量，多利用樓板現(xiàn)澆層、外墻保溫層等區(qū)域敷設配電管和安裝插座、接線盒等設備；樓板、外墻等預制板上的開孔、開槽尺寸及位置應與土建專業(yè)協(xié)商確定。

圖3 鋼筋桁架板樓板管線布置

  小結(jié)  

1、裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的最低裝配率為56%。在實際項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)住宅設計要從結(jié)構(gòu)體系選取、建筑圍護墻板選用及設備預留預埋等方面綜合考慮。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)點不影響建筑完成面平整度。

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

（3）設備預留預埋方面應盡可能減少預制構(gòu)件的預留、預埋或后鑿，有條件可考慮管線裝修一體化系統(tǒng)。

來源：POLY技術匯