近年來，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13年國務(wù)院發(fā)布《綠色建筑行動(dòng)方案》以來，國家密集頒布關(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)。
什么是裝配式建筑
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)移到工廠進(jìn)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(tái)等），運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過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%~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(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；且后注漿只能通過現(xiàn)場(chǎng)肉眼判別是否注滿，易存在人為施工缺陷，影響檢測(cè)效率。
在結(jié)構(gòu)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(cè)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(shí)又能確保結(jié)構(gòu)傳力合理、連接可靠呢？
這是本文的“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)用于大型廠房、場(chǎng)館、超高層等領(lǐng)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(yīng)用也逐步推廣開來。
接下來以一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目案例，介紹裝配式鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。
裝配式建筑結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例
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)卣呒耙?guī)劃條件，該項(xiàng)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(xiàng)目裝配率要求遵循國標(biāo)且評(píng)分細(xì)則與國標(biāo)一致，具體如下：
方案比選
步：先滿足15%裝配式面積占比要求
該項(xiàng)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(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)，滿足政策下限要求，理論上為成本優(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.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(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：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)目終的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
1.裝配率必得分
根據(jù)國標(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，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)隔墻低得10分，裝修采用全裝修低得6分。因此，采用鋼結(jié)構(gòu)建筑裝配率必得分為46分。而國標(biāo)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。按裝配式建筑評(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)件投影比例的做法
在項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)過程中，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。
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，即該方案采用水平構(gòu)件近的裝配式做法。此時(shí)水平構(gòu)件分?jǐn)?shù)能達(dá)到滿分分，終評(píng)分66分。在滿足高裝配率的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的建筑目標(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(shè)計(jì)帶來便利。
圖1 結(jié)構(gòu)體系組成
圖2 結(jié)構(gòu)平面布置與建筑關(guān)系
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(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 開敞式陽臺(tái)排水及鋼構(gòu)件防腐做法
電氣管線應(yīng)盡量減少預(yù)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(shè)配電管和安裝插座、接線盒等設(shè)備；樓板、外墻等預(yù)制板上的開孔、開槽尺寸及位置應(yīng)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，有條件可考慮管線裝修一體化系統(tǒng)。
責(zé)任編輯：張琪瑋 趙明 廖子昱 曲悅
