近年来，政府一直致力于加快住宅建设的高质量绿色发展，推动建筑业转型升级。自2013年国务院发布《绿色建筑行动计划》以来，国家密集出台推广装配式建筑的政策文件，将装配式建筑的大力发展提升到国家战略层面。从定义出发，分析了装配式建筑的相关概念和主要指标。同时，结合实际工程，分析了装配式钢结构建筑的组装率方案和实施细节。
在本文中，您将获得:
1、装配式建筑的定义和三个重要指标；
2.装配式钢结构建筑的合理组装率:
3.三个方面的实施细节:装配式钢结构建筑的结构体系、挡土墙面板和设备预留预埋。
什么是装配式建筑？
定义和三个指标。
装配式建筑是指将传统施工方法中的大量现场作业转移到工厂，在工厂加工制造建筑构件和配件，运输到施工现场，通过可靠连接在现场组装安装的建筑。
与装配式建筑密切相关的主要指标有三个:装配式建筑的面积比、预制构件的组装率和混凝土的预制率。
首先，装配式建筑面积比例是指装配式建筑面积占总建筑面积的比例。其次，预制构件组装率是指单体建筑室外地面以上的主体结构、围护墙和内隔墙、装修、设备管道等使用的预制构件的综合比例。混凝土预制率是指工业建筑室外地坪以上的主体结构和维护结构中，预制构件混凝土用量与相应部位混凝土总用量的体积比。
其中，国标评价标准采用单体组装率作为评分原则，要求单体组装率不低于50分，其中36分为固定项。根据装配方案的选择，相应的混凝土预制率可在20%至30%之间波动。
机遇和挑战
随着建筑业的不断发展，国家越来越重视建筑业的能源和环境问题。推行装配式建筑已经成为我国建筑业发展的必然趋势。为大力推动其发展，各地陆续出台了要求不一的装配式建筑政策，装配式建筑面积占比、组装率等指标逐年提高。
然而，与混凝土预制建筑相关的机遇和挑战变得越来越明显:
在施工效率方面，预制剪力墙自重较大，在高层建筑会有明显的吊装困难。竖向构件采用灌浆套管连接，施工精度要求高。而且后注浆只能现场肉眼判断是否饱满，容易出现人为施工缺陷，影响检测效率。
在结构安全方面，竖向构件采用灌浆套筒连接，一方面无法保证灌浆是否填满，另一方面，目前的检测手段无法保证在地震作用下连接是否可靠。
有没有既能满足高装配率的政策要求，又能保证合理传力和可靠连接的结构？
这就是本文的“主角”——装配式钢结构建筑。钢结构是一种天然的装配式建筑，具有“轻、快、好、省”的优点，广泛应用于大型工厂、体育场、超高层建筑等领域。近年来，随着钢结构体系的创新和完善，钢结构在住宅建筑中的应用逐渐普及。
接下来，通过一个实际的工程案例来介绍装配式钢结构的应用。
预制建筑的例子
项目背景
项目总用地面积66398.84㎡，容积率不超过2.5，总建筑面积217527.86㎡，其中地上总建筑面积165965.77㎡，建筑高度限制为100米。
根据当地政策和规划条件，项目需满足“装配式建筑面积不小于地上总建筑面积的15%，其中钢结构建筑面积不小于地上总建筑面积的7%”的要求。
本项目装配率要求遵循国家标准，评分规则与国家标准一致，具体如下:
方案比较和选择
第一步:首先满足15%制作面积的要求。
项目需满足“装配式建筑面积不小于地上总建筑面积的15%，其中钢结构建筑面积不小于地上总建筑面积的7%”的要求。强排组合有两种可能。
1.50%钢结构，50%预制混凝土结构
该方案中两栋建筑分别采用钢结构和混凝土结构，满足政策下限要求，理论上是成本最优方案。但如果一栋建筑采用钢结构，一栋建筑采用预制混凝土结构，则不利于总平面规划和布局设计。而且预制混凝土结构施工精度要求高，容易出现施工缺陷。
2.100%钢结构
在这个方案中，两栋建筑都采用钢结构，可以避免两栋建筑的差异，使总平面和户型设计更加统一。并且钢结构不需要现浇借点，有利于施工速度和质量。
因此，两栋建筑均采用钢结构较为合理。
第二步:推导100%钢结构的组装率方案。
是钢结构的天然装配式建筑，但也存在含钢量高、建筑安装成本高等实际问题。如何做到经济合理是本方案的重中之重，而装配率作为建筑装配度的主要衡量指标，将直接影响项目最终的经济指标。
1.必须对装配率进行评分。
按照国标中装配式建筑的规模，钢结构建筑中的钢柱和钢支撑都是成品钢构件，占竖向构件的100%，所以主体结构的得分至少是30分。围护墙、内隔墙最低分10分，全装修最低分6分。因此，100%钢结构建筑的装配率将得到46分。国家标准的最低要求是50分，所以需要其他部分的分数才能达到。
2.70%水平分量投影比的实践
至少需要4个点才能满足50%的组装率。传统的做法是制造一些水平构件。按照装配式建筑的规模，当水平构件的投影比例达到70%以上时，至少可以得10分。此时组装率得分56分。
3.水平分量100%投影比的实践
在工程实际施工过程中，往往选用业内认可度较高的钢筋桁架楼板承重板，钢筋桁架与底板通过电阻点焊连接成一体的复合承重板。目前已经实现了机械化生产。大大提高了楼板施工质量，显著加快了施工进度，确保了施工安全。
当选用钢桁架楼板时，其楼板全部预制。在水平构件的计算过程中，楼板的拼装比例对水平构件的比例起着决定性的作用。
因此，拼装比例可以达到100%，即方案采用水平构件接近100%的拼装方式。此时水平分量得分可达20分，最终得分为66分。既满足了高组装率，又达到了安全、适用、经济、美观的建筑目标。
综上所述，本工程装配式建筑方案确定为装配式钢结构建筑，组装率为66%。
实施细节
从以下组装率分项，分析装配式钢结构建筑的实施细节。
1.钢结构骨架
本工程钢结构采用CFT柱式钢框架-支撑体系。从图2可以看出，钢支撑布置在没有窗户、住户墙壁和楼梯间的地方，不会影响建筑功能；钢柱、钢梁可以隐藏在建筑墙体中，结构布置与建筑匹配度高，可以为精装修设计带来便利。
图1结构体系组成
图2结构布局与建筑的关系
图3标准地板结构的三维轴测图
图4典型结构节点结构图
2.内外墙
本工程外墙采用ALC条板墙，可满足挡土墙非砌筑率≥80%的要求。同时具有在装配式建筑领域普及率高、施工人员熟练程度高、施工速度快、整体性好、防水施工技术成熟等优点。
根据评分规则，内隔墙的非砌体比例应≥50%，应采用ALC条板墙和局部砌块墙相结合的形式。砌块墙用于公共区域、房间墙壁、有水的房间等。此外，ALC板条墙被用来。
图1内外墙组装示意图
图wall木条外墙施工图
图wall夹芯板墙示意图
图4内墙无斜撑处预埋ALC双层板条
图5内墙斜撑内嵌ALC双层板条
图6 ALC墙节点处理
图7 ALC墙施工流程
3.设备管井
给水管道预留孔洞和预埋套管的方法应根据室内或工艺要求及不同的管道材料确定。排水系统设计应尽量采用同层排水，减少穿越楼板的排水管道，并尽量将立管设置在管井内，以减少预制构件的预留和埋置。
图1同层卫生间下降板排水结构节点
图2露天阳台排水和钢构件防腐措施
电气管线尽量减少预制构件的开孔、开槽，多利用现浇楼板、外墙保温层等区域敷设配电管道，安装插座、接线盒等设备；楼板、外墙等预制板上的开口和槽的大小和位置，应与土建专业协商确定。
图3钢筋桁架楼板管道布置图
总结
1.装配式钢结构住宅最低组装率为56%。在实际工程中考虑钢筋桁架楼板的选择，可以大大加快施工速度，提高施工效率。合理组装率为66%。
2.装配式钢结构住宅的设计应从结构体系选择、建筑墙板选择、设备预留预埋等方面综合考虑。分别注意以下几个方面:
结构的选择应保证结构构件与建筑布局的匹配，使墙面不露柱，梁柱节点不影响成品建筑表面的平整度。
建筑墙板的选择应重点考虑材料的完整性、防水施工技术的成熟度和施工人员的熟练程度。
对于设备预留预埋，尽量减少预制构件的预留预埋或后刨槽，有条件时可考虑管道装饰一体化系统。
编辑:张启伟赵玉子曲越
来源:保利科技交流，本文已获授权，感谢原作者！
