裝配式建筑 青島鍍鋁鋅板 首鋼鍍鋁鋅
前言
裝配式建筑是以構(gòu)件工廠預(yù)制化生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配式安裝為模式，以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工，一體化裝修和信息化管理為特征，整合從研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場裝配等各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域，實現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全周期價值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式。
裝配一詞最早使用于機械領(lǐng)域，指將零件按規(guī)定的技術(shù)要求組裝起來，并經(jīng)過調(diào)試、檢驗使之成為合格產(chǎn)品的過程。簡單地講就是把零部件組裝成一個整體的過程。
沿用到建筑領(lǐng)域，裝配式建筑可以簡單地理解為：把建筑的各個部分在現(xiàn)場進行直接組裝而成的建筑。一棟建筑，大到上海中心、哈利法塔，小到自家祖上傳下來的兩層小樓，其最基本的組成部件無非是：基礎(chǔ)、柱、梁、樓板、樓梯等幾個主要部分。要實現(xiàn)建筑各構(gòu)件的現(xiàn)場組裝，前提條件是這些構(gòu)件必須提前在工廠生產(chǎn)好，簡稱預(yù)制。所以很多時候，裝配式建筑又被稱作為預(yù)制建筑或者建筑工業(yè)化。
當(dāng)然，一棟建筑遠不止這么簡單。梁、板、柱等只是建筑的結(jié)構(gòu)部分，相當(dāng)于一個人的骨骼。一棟功能完整的建筑還離不開外圍護系統(tǒng)（皮膚）；設(shè)備管線系統(tǒng)（血液）等等。所以裝配式建筑也并不僅僅涉及結(jié)構(gòu)的裝配，還涉及到其他相當(dāng)多專業(yè)的裝配或者配合問題，是一個非常復(fù)雜而系統(tǒng)的工程。
裝配式建筑的歷史
建國初期，在前蘇聯(lián)幫助下，掀起了一個大規(guī)模工業(yè)化建設(shè)高潮。從前蘇聯(lián)搬、抄了單層工業(yè)廠房體系。該體系中的柱、吊車梁、人字形屋架和薄腹屋面梁、槽型屋面板、天溝板和槽，均采用預(yù)制生產(chǎn)，圍護結(jié)構(gòu)多為磚砌體。在這個年代構(gòu)件的預(yù)制生產(chǎn)大多是在工程現(xiàn)場，且多為非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，技術(shù)水平不高，質(zhì)量也不穩(wěn)定。
1950s，新中國首次提出了建筑工業(yè)化的口號，當(dāng)時建筑工業(yè)化的主要內(nèi)容就是指構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過十年建設(shè)，我國國民經(jīng)濟不僅恢復(fù)、而且有了較大發(fā)展，也在此期間，我國在蘇聯(lián)幫助下，在清華大學(xué)、原南京工學(xué)院、同濟大學(xué)、天津大學(xué)和哈爾濱建筑工程學(xué)院等高等院校，專門設(shè)立了混凝土制品構(gòu)件本科專業(yè)。
1960s，工業(yè)建筑的主要構(gòu)件已是工廠化集中生產(chǎn)，構(gòu)件質(zhì)量明顯提高；特別是預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件企業(yè)得到推廣應(yīng)用，不但節(jié)省了原材料，還提高了構(gòu)件的性能。
1970s~1980s，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展， 促成了我國裝配式鋼筋混凝土建筑、部分裝配式混合建筑和構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)，獲得空前的發(fā)展機遇，達到了行業(yè)一個輝煌的峰值。但在構(gòu)件類型和生產(chǎn)原理方面并沒有重大突破。值得一提的是：以高強鋼絲和鋼絞線為代表的高效預(yù)應(yīng)力鋼材，在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)中開始得到推廣應(yīng)用。
1990s,進入九十年代后，由于（部分）裝配式建筑自身有許多問題，主要可用“熱、裂、漏“來概括，和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，這些問題更顯突出。于是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)幾乎全部替代了裝配式結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)階段裝配式技術(shù)相比之前取得了明顯的進步，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
設(shè)計概念的的進步
上世紀(jì)
- 認可接縫對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)剛度的影響，計算中有許多折減
- 強調(diào)全裝配，盡量減少現(xiàn)場濕作業(yè)
- 通過強調(diào)墻體的規(guī)則布置實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體性能，建筑的多樣化受到較大的限制，體型及立面單一化
- 僅適用于小開間的居住建筑
- 沒有強調(diào)部品的工業(yè)化
現(xiàn)階段
- 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)強調(diào)等同現(xiàn)澆混凝土，計算簡圖與現(xiàn)澆混凝土基本相同
- 強調(diào)預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合，更注重裝配式結(jié)構(gòu)的整體性能
- 在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，通過合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，和飾面材料和質(zhì)感的變化，實現(xiàn)建筑的多樣?；?，對建筑師的限制較少
- 同時適用居住建筑和公共建筑
- 強調(diào)了部品的工業(yè)化
材料及施工機具的進步
上世紀(jì)
- 多層建筑采用少筋混凝土墻板 ，高層建筑采用鋼筋混凝土墻板
- 水平縫中受力鋼筋的豎向連接主要依靠預(yù)留銷鍵中的搭接焊
- 垂直縫中的水平鋼筋的連接主要依靠銷鍵和鋼筋錨環(huán)，僅接縫處有少量現(xiàn)澆混凝土，無邊緣構(gòu)件的要求
- 接縫的界面為光滑面
- 樓板采用全預(yù)制大板
現(xiàn)階段
- 全部要求采用鋼筋混凝土墻板
- 水平縫中受力鋼筋的豎向連接主要依靠灌漿套筒
- 垂直縫中的水平鋼筋的連接在采用銷鍵和鋼筋錨環(huán)的同時，根據(jù)抗震規(guī)范增加邊緣構(gòu)件的要求
- 接縫的界面為光滑面增加抗剪粗糙面的要求
- 樓板采用主要推薦采用帶有桁架鋼筋或砼肋的疊合樓板
實現(xiàn)設(shè)計技術(shù)和施工技術(shù)的進步
上世紀(jì)
- 手工業(yè)的設(shè)計技術(shù)；
- 工廠生產(chǎn)線上手工業(yè)的操作方式；
- 吊車最大噸位數(shù)??；
- 用工人數(shù)5000人-20余萬平方米
現(xiàn)階段
- BIM技術(shù)的引進
- 工廠生產(chǎn)線上機器手和電腦自動控制程序的引進
- 吊車最大噸位數(shù)2000T-m
- 用工人數(shù)100人-20余萬平方米
裝配式建筑的優(yōu)勢
- 保證工程質(zhì)量。傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工受限于工人素質(zhì)參差不齊，質(zhì)量事故時有發(fā)生。而裝配式建筑構(gòu)件在預(yù)制工廠生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中可對溫度、濕度等條件進行控制，構(gòu)件的質(zhì)量更容易得到保證。
- 降低安全隱患。傳統(tǒng)施工大部分是在露天作業(yè)、高空作業(yè)，存在極大的安全隱患。裝配式建筑的構(gòu)件運輸?shù)浆F(xiàn)場后，由專業(yè)安裝隊伍嚴格遵循流程進行裝配，大大提高了工程質(zhì)量并降低了安全隱患。
- 提高生產(chǎn)效率。裝配式建筑的構(gòu)件由預(yù)制工廠批量采用鋼模生產(chǎn)，減少腳手架和模板數(shù)量，因此生產(chǎn)成本相對較低，尤其是生產(chǎn)形式較復(fù)雜的構(gòu)件時，優(yōu)勢更為明顯; 同時省掉了相應(yīng)的施工流程，大大提高了時間利用率。
- 降低人力成本。目前我國建筑行業(yè)勞動力不足、技術(shù)人員缺乏、工人整體年齡偏大、成本攀升，導(dǎo)致傳統(tǒng)施工方式難以為繼。裝配式建筑由于采用預(yù)制工廠施工，現(xiàn)場裝配施工，機械化程度高，減少現(xiàn)場施工及管理人員數(shù)量近10 倍。節(jié)省了可觀的人工費，提高了勞動生產(chǎn)率。
- 節(jié)能環(huán)保，減少污染。裝配式建筑循環(huán)經(jīng)濟特征顯著，由于采用的鋼模板可循環(huán)使用，節(jié)省了大量腳手架和模板作業(yè)，節(jié)約了木材資源。此外，由于構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場濕作業(yè)少，大大減少了噪音。
裝配式建筑的分類
從結(jié)構(gòu)材料分類，裝配式建筑大體可以分為：裝配式混凝土體系（PC）、裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系、裝配式木結(jié)構(gòu)體系。
1.裝配式混凝土
常見的裝配式混凝土體系：
- "外掛內(nèi)澆”PCF（預(yù)制裝配式外掛墻板）剪力墻體系
- 雙面疊合板式剪力墻體系
- 全裝配整體式剪力墻體系
- 裝配式框架-現(xiàn)澆剪力墻體系
- 全裝配整體式框架體系
- 提拔體系
2.裝配式鋼結(jié)構(gòu)
常見的裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系
- 鋼框架結(jié)構(gòu)體系
- 鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系
- 鋼框架-延性墻板結(jié)構(gòu)體系
- 交錯桁架結(jié)構(gòu)體系
- 門式剛架結(jié)構(gòu)體系
- 低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系
- 分層裝配式結(jié)構(gòu)體系
- 鋼管束結(jié)構(gòu)體系
- 其他新型結(jié)構(gòu)體系
3.裝配式木結(jié)構(gòu)
裝配式建筑的發(fā)展瓶頸
先期成本提高的瓶頸
- 初期建造成本提高，根本原因是企業(yè)還沒有完全掌握技術(shù)，沒有專業(yè)隊伍和熟練工人，沒有建立現(xiàn)代化企業(yè)管理模式，企業(yè)做好了這些準(zhǔn)備，成本自然會降下來。
行業(yè)管理體制的瓶頸
- 工業(yè)化生產(chǎn)方式與現(xiàn)行的管理體制機制不相適應(yīng)是發(fā)展的現(xiàn)實，設(shè)計、生產(chǎn)、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)都發(fā)生移位，主體責(zé)任范圍都將發(fā)生變化。
建筑企業(yè)管理運行機制的瓶頸
- 傳統(tǒng)的企業(yè)運行管理模式根深蒂固，各自為戰(zhàn)、以包代管、層層分包的管理模式嚴重束縛了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，必須要打破。
生產(chǎn)活動過程中利益鏈的瓶頸
- 傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式早已形成了固有的利益鏈，要在工程總承包（EPC）管理模式下，形成新的利益分配機制。
裝配式建筑的成本
裝配式混凝（PC）土建筑
目前裝配式混凝土建筑的建筑成本是高于傳統(tǒng)建筑，主要原因如下：
1.上下游供應(yīng)商資源不足，未形成市場競爭
- 預(yù)制構(gòu)件及部品的生產(chǎn)商太少，生產(chǎn)能力也還不夠。
- 總承包企業(yè)往往不同時具備生產(chǎn)和裝配的能力。
- 有成熟經(jīng)驗和技術(shù)能力的施工單位寥寥無幾。
- 有PC建筑全過程（含深化）設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計單位很少。
- 配套連接件、臨時支撐、鋼筋套筒及灌漿料等供應(yīng)商不足。
- 運輸設(shè)備、吊裝設(shè)備等專用配套設(shè)施的生產(chǎn)商不多。
- 具備質(zhì)量檢測和產(chǎn)品檢驗?zāi)芰Φ臋C構(gòu)還沒有在全國建立。
2.設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，未體現(xiàn)出規(guī)?；?yīng)
- 設(shè)計單位大多不熟悉模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的設(shè)計方法。
- 設(shè)計尚不適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)、裝修和設(shè)備管線的裝配化集成技術(shù)。
- 設(shè)計模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化與建筑立面多樣化和美觀要求往往是沖突的。
- 主體設(shè)計單位對PC的制作、運輸、安裝等產(chǎn)業(yè)鏈了解程度低。
- PC方案策劃及構(gòu)件深化未前置，導(dǎo)致后期構(gòu)件拆分及節(jié)點設(shè)計困難。
- 建設(shè)方習(xí)慣了傳統(tǒng)設(shè)計管理流程，“邊決策、邊設(shè)計、邊修改”使得PC深化和制作工作難以展開。
- 設(shè)計后期變更在模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化的設(shè)計中未嚴格控制。
3. 鋼筋及混凝土用量增加：
- 構(gòu)件拆分后拼接部位連接鋼筋和加強鋼筋增加。
- 夾芯保溫外頁墻增加了鋼筋及混凝土用量。
- 疊合板、疊合墻、預(yù)制梁、預(yù)制柱等尺寸大于現(xiàn)澆。
- 疊合樓板、疊合剪力墻的桁架筋增加用鋼量。
- 鋼筋連接及夾芯墻板的內(nèi)、外頁墻之間的連接件費用較高。
- 臨時支撐、運輸、吊裝、就位等增加了施工安裝費用。
- 定型鋼模板以及各種預(yù)埋件、吊環(huán)等增加了制作成本。
- 預(yù)制構(gòu)件或部品作為建筑產(chǎn)品，需要交納17%的增值稅。
裝配式混凝土建筑的成本分析
- 隨著產(chǎn)業(yè)化住宅量逐年提高，其建安成本將逐年下降。
- 預(yù)計未來2~3年可實現(xiàn)與傳統(tǒng)住宅建造成本持平。
裝配式建筑規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
裝配式混凝土系列圖集
- 《預(yù)制混凝土剪力墻外墻板》15G365-1
- 《預(yù)制混凝土剪力墻內(nèi)墻板》15G365-2
- 《桁架鋼筋混凝土疊合板（60mm厚底板）》15G366-1
- 《預(yù)制鋼筋混凝土板式樓梯》 15G367-1
- 《預(yù)制鋼筋混凝土陽臺板、空調(diào)板及女兒墻》 15G368-1
- 《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計示例（剪力墻結(jié)構(gòu)）》15J939-1
- 《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)表示方法及示例（剪力墻結(jié)構(gòu)）》 15G107-1
- 《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點構(gòu)造（樓蓋和樓梯）》 G310-1~2
裝配式混凝土系列規(guī)范（建筑+結(jié)構(gòu)）
- 《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 GB/T 51232-2016
- 《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 GB/T51231-2016
- 《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ1-2014
裝配式建筑系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實施指南
- 《裝配式建筑系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實施指南2016（鋼結(jié)構(gòu)建筑）》
- 《裝配式建筑系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實施指南2016（混凝土結(jié)構(gòu)建筑）》
地方標(biāo)準(zhǔn)