近年來,政府一直致力于加快推進住房建設領域高質量綠色發展,促進建筑行業轉型升級。自13年國務院發布《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,已經把大力發展裝配式建筑提升至國家戰略層面。本文從定義出發,解析裝配式建筑相關概念及主要指標。同時結合實際項目,分析裝配式鋼結構建筑的裝配率方案及實施細節。
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、 裝配式鋼結構建筑的合理裝配率;
3、 裝配式鋼結構建筑的結構體系、圍護墻板及設備預留預埋三方面的實施細節。
什么是裝配式建筑
定義及三個指標
裝配式建筑是指把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行,在工廠加工制作好建筑用構件和配件(如樓板、墻板、樓梯、陽臺等),運輸到建筑施工現場,通過可靠的連接方式在現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構、圍護墻和內隔墻、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化建筑室外地坪以上的主體結構和維護結構中,預制構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。根據裝配方案選擇的不同,對應的混凝土預制率可在%~30%左右浮動。
機遇與挑戰
隨著建筑行業的不斷發展,國家越來越重視建筑行業的能源和環境等問題。推行裝配式建筑已然成為我國建筑行業發展的必然趨勢。為大力推進其發展,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。
在結構層面,豎向構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。
是否存在一種結構既能滿足政策高裝配率要求,同時又能確保結構傳力合理、連接可靠呢?
這是本文的“主角”——裝配式鋼結構建筑,鋼結構是天然的裝配式建筑,具有“輕、快、好、省”的優點,廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。近年來隨著鋼結構體系的創新和改良,鋼結構在民用住宅中的應用也逐步推廣開來。
接下來以一個實際項目案例,介紹裝配式鋼結構的應用。
裝配式建筑結構建筑實例
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。
根據當地政策及規劃條件,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%,其中鋼結構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
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%,其中鋼結構建筑面積不少于地上總建筑面積的7%”的要求。結合強排存在兩種方案的可能性。
1.50%鋼結構,50%預制混凝土結構
本方案兩棟樓分別采用鋼結構和混凝土結構,滿足政策下限要求,理論上為成本優方案。然而,若一棟樓采用鋼結構,一棟樓采用預制混凝土結構,不利于總圖規劃及戶型配比設計。且預制混凝土結構施工精度要求高,易存在施工缺陷。
2.鋼結構
本方案即兩棟樓結構都選用鋼結構,能夠避免兩棟樓的差異,在總圖和戶型設計上更好統一。并且鋼結構不需要現澆借點,有利于施工速度和質量。
因此,兩棟樓都采用鋼結構更合理。
第二步:鋼結構的裝配率方案推演
鋼結構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,會直接影響項目終的經濟指標。
1.裝配率必得分
根據國標中裝配式建筑評分表,鋼結構建筑中鋼柱和鋼支撐均為成品鋼構件,且占豎向構件比例,所以主體結構部分得分至少為30分。而圍護墻和內隔墻低得10分,裝修采用全裝修低得6分。因此,采用鋼結構建筑裝配率必得分為46分。而國標低要求是50分,因此還需要其他部件得分來滿足。
2.水平構件投影比例70%的做法
要滿足50%裝配率,還需要至少4分。常規做法是部分水平構件采用裝配式。按裝配式