詳解建筑工業(yè)化結(jié)構(gòu)體系

建筑工業(yè)化不僅是施工問題，而且與建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系也極大。設(shè)計是龍頭，應該為建筑工業(yè)化創(chuàng)造條件，建筑的結(jié)構(gòu)體系施工，施工單位不能也無權(quán)決定或修改結(jié)構(gòu)設(shè)計，就是一些建筑構(gòu)件做法也都要經(jīng)過設(shè)計認可，因此要求設(shè)計單位應該把建筑工業(yè)化揉在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程中，為建筑工業(yè)化創(chuàng)造條件。設(shè)計成果的內(nèi)容和深度是構(gòu)件生產(chǎn)、施工階段對設(shè)計需求的結(jié)果。而在裝配式建筑中，設(shè)計與生產(chǎn)又存在著不可分割的聯(lián)系：設(shè)計便于生產(chǎn)制造中成本降低；生產(chǎn)工藝改進促使設(shè)計靈活性提高，設(shè)計與工藝成為了一個互利互進的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（一）工業(yè)化建筑的設(shè)計分析

1.從構(gòu)件生產(chǎn)工藝角度來看深化設(shè)計需考慮以下幾個環(huán)節(jié)：

1）構(gòu)件詳圖：制作適合生產(chǎn)的構(gòu)件詳圖，包括模板圖、配筋圖。

2）模具圖紙設(shè)計：符合模具設(shè)計的初步構(gòu)件圖可以在構(gòu)件外觀尺寸確定后提供，設(shè)計師根據(jù)需要可審核模具圖。

3）模具加工：盡量考慮模具使用的通用性及重復利用率。

4）工廠備料：設(shè)計確定構(gòu)件的所有預埋件型號、外飾面材料、門窗型號等。

5）綁筋、組模、預埋：構(gòu)件圖中需明確表示配筋要求、預埋件的定位、防雷設(shè)置要求，注意位置避免互相干涉打架。

6）混凝土澆筑：構(gòu)件圖需表達不同構(gòu)件所用混凝土的標號。

7）脫模、養(yǎng)護：構(gòu)件圖需表達脫模的吊點、吊具型號及位置。

2．從構(gòu)件物流運輸角度來看深化設(shè)計需考慮以下幾個環(huán)節(jié)：

1）構(gòu)件養(yǎng)護：是否達到脫模、起吊強度要求，要求達到設(shè)計強度75%以上。

2）成品堆放：構(gòu)件詳圖明確構(gòu)件編號、樓棟號、層號、軸線及構(gòu)件順序，構(gòu)件表面噴涂相應信息。

3）成品質(zhì)檢：對應構(gòu)件詳圖檢驗鋼筋外露尺寸、構(gòu)件尺寸等，發(fā)放合格證或準用證。

4）構(gòu)件裝車：構(gòu)件拆分尺寸考慮車輛寬度及載重要求，配備專用構(gòu)件運輸架。

5）構(gòu)件質(zhì)量檢查：深化設(shè)計圖紙明確構(gòu)件驗收標準。

（二）工業(yè)化建筑的結(jié)構(gòu)體系分析

工業(yè)化建筑是指采用構(gòu)配件定型生產(chǎn)的裝配施工方式，按照統(tǒng)一標準定型設(shè)計，在工廠內(nèi)成批生產(chǎn)各種構(gòu)件，然后運到工地，在現(xiàn)場以機械化的方法裝配而成的建筑。

1）外墻掛板體系：

內(nèi)墻用大模板以混凝土澆筑，墻體內(nèi)配鋼筋網(wǎng)架；外墻掛預制混凝土復合墻板，配以構(gòu)造柱和圈梁。便于施工，加快進度，提高建筑的工廠化加工，確保工程質(zhì)量和不降低抗震能力的前提下節(jié)省建設(shè)投資。

預制部件：外墻、疊合樓板、陽臺、樓梯、疊合梁

體系特點：豎向受力結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆，外墻掛板不參與受力，預制比例一般10%-50%，施工難度較低，成本較低。

適用高度：高層、超高層

適用建筑：保障房、商品房、辦公建筑

2）裝配式框架體系

預制裝配式框架結(jié)構(gòu)體系是按標準化設(shè)計，根據(jù)結(jié)構(gòu)、建筑特點將柱、梁、板、樓梯、陽臺、外墻等構(gòu)件拆分，在工廠進行標準化預制生產(chǎn)，現(xiàn)場采用塔吊等大型設(shè)備安裝，形成房屋建筑。

預制部件：柱、疊合梁、疊合樓板、陽臺、樓梯等

體系特點：工業(yè)化程度高，內(nèi)部空間自由度好，室內(nèi)梁柱外露，施工難度較高，成本較高。

適用高度：60米以下

適用建筑：公寓、辦公、酒店、學校等建筑

3）裝配式剪力墻體系

“裝配剪力墻結(jié)構(gòu)”是“裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”的一種類型，其定義是主要受力構(gòu)件剪力墻、梁、板部分或全部由預制混凝土構(gòu)件（預制墻板、疊合梁、疊合板）組成的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。在施工現(xiàn)場拼裝后，采用墻板間豎向連接縫現(xiàn)澆、上下墻板間主要豎向受力鋼筋漿錨連接以及樓面梁板疊合現(xiàn)澆形成整體的一種結(jié)構(gòu)形式。

預制部件：剪力墻、疊合樓板，疊合梁、樓梯、陽臺、空調(diào)板、飄窗、戶隔墻等。

體系特點：工業(yè)化程度高，預制比例可達70%，房間空間完整，幾乎無梁柱外露，施工簡易，成本最低可與現(xiàn)澆持平、可選擇局部或全部預制，空間靈活度一般。

適用高度：高層、超高層

適用建筑：保障房、商品房等

4）裝配式框架-剪力墻體系

預制部件：柱、剪力墻、疊合樓板，陽臺，樓梯、戶隔墻等；

體系特點：工業(yè)化程度高，施工難度高，成本較高，室內(nèi)柱外露，內(nèi)部空間自由度較好。

適用高度：高層、超高層

適用建筑：商品房、保障房等。

（三）推進我國工業(yè)化的技術(shù)步驟

首先要發(fā)展工廠化和裝配化，因為在工廠制作可以改變生產(chǎn)條件，大大提高機械化和自動化水平，尤其是建筑物量大面廣的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，宜盡量在工廠內(nèi)生產(chǎn)（包括RC及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件），但也必須從實際出發(fā)具體分析。

如建筑外墻板（包括承重和圍護外墻板）在工廠內(nèi)預制運至現(xiàn)場安裝，具有巨大優(yōu)勢，可在工廠內(nèi)一次制成裝飾結(jié)構(gòu)和保溫三合一的外墻板運到現(xiàn)場安裝，外立面即可完工亮相，大大減少了施工工序、勞動力、多次外腳手架的搭拆和長時期的高空危險作業(yè)，減少現(xiàn)場作業(yè)，消滅了砌筑、抹灰等笨重體力勞動，加快工程進度，做到現(xiàn)場文明綠色施工。

內(nèi)承重墻（剪力墻）則完全不同，近年來普遍采用的大模板、鋼筋點焊網(wǎng)片、商品混凝土和混凝土泵及布料桿等，除振搗外幾乎全部都是機械作業(yè)，機械化水平已經(jīng)很高了，這套工藝已經(jīng)達到了工業(yè)化施工水平，還有利于抗震，減少由于墻體裝配連接帶來的一系列復雜工藝，所以現(xiàn)澆混凝土工藝不一定不是建筑工業(yè)化。至于非承重內(nèi)隔墻還是采用預制輕質(zhì)混凝土圓孔條板，也不排除整塊預制墻板在結(jié)構(gòu)施工時插入。

關(guān)于RC樓板的工藝在地震區(qū)還是采用疊合樓板，以解決墻板節(jié)點整體性問題，在非地震區(qū)仍可采用預制樓板，但需改進墻體與樓板的節(jié)點現(xiàn)澆。樓板施工重點要解決模板工藝，因模板大量消耗木材等物資資源，又費工、費時，改革模板工藝就可以在RC樓板施工的工業(yè)化方面邁進一步，至于現(xiàn)澆樓板、剪力墻等鋼筋施工，應采取工廠預制的點焊鋼筋網(wǎng)片，鋼筋成型加工一律由工廠生產(chǎn)。

近幾年我國已大規(guī)模在眾多高層或超高層工程的核心筒部位推廣了液壓爬模，這也是一種模板工業(yè)化施工很好的體系，建議以后還應該在RC剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅建筑中推廣應用。對于一些小型構(gòu)件如樓梯、陽臺等更應該全面采用預制裝配工藝，減少現(xiàn)場作業(yè)。

RC無梁樓蓋也是“建筑工業(yè)化”的重要體系之一。新規(guī)范對這種體系在地震區(qū)進行了限制（高度不超過30m），這種體系30年前就在美國大量推廣，可見其優(yōu)勢，其施工特點是樓板可采用工具式大型飛模，樓板鋼筋采用點焊網(wǎng)片，外墻為輕質(zhì)掛板，內(nèi)隔斷為輕鋼龍骨石膏板，RC柱子采用快速整體支、脫模。這種體系除外墻板是預制裝配、內(nèi)隔墻是干作業(yè)外幾乎全是現(xiàn)澆RC構(gòu)件，但其工業(yè)化施工水平卻是非常高的。RC框架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)工業(yè)化施工，宜先從三合一預制裝配外墻板，剪力墻采用大模板快速整體支、拆柱模，RC疊合樓板和預制裝配內(nèi)隔墻（或干作業(yè)）等方面抓起。

總之，RC結(jié)構(gòu)施工要實行工業(yè)化還是采用預制裝配與現(xiàn)場現(xiàn)澆相結(jié)合的施工工藝，尤其是地震區(qū)和高層建筑，這要從我國實際出發(fā)，建筑工業(yè)化不在于預制裝配或現(xiàn)場現(xiàn)澆，關(guān)鍵是要提高勞動效率和機械化水平。

在裝飾、機電施工工業(yè)化方面，總的精神是取消或大大減少現(xiàn)場濕作業(yè)、消除砌筑抹灰等強體力勞動，減少手工作業(yè)，最大程度地實行工廠預制、現(xiàn)場組裝的工藝。門窗全部在工廠制作并組裝成整體運至現(xiàn)場整體安裝，外門窗也要在預制外墻板的生產(chǎn)廠內(nèi)安裝完成后再出廠。衛(wèi)浴、廚房宜采取標準模數(shù)式設(shè)計，采用標準部配件和定型設(shè)備，有條件最好采用廁、廚匣子結(jié)構(gòu)，在廠內(nèi)整套組裝好后運至現(xiàn)場整體安裝。裝飾和機電雖然工作量不如結(jié)構(gòu)大，但品種復雜，工序頻繁，相互交錯，并且不少項目在工廠內(nèi)預制有諸多不便，需進一步探索。