装配式建筑在建筑工程中的应用

装配式建筑在建筑工程中的应用

李建敏

中国城市建设研究院有限公司北京100120

摘要：我国建筑工程中大多为砖混结构或现浇混凝结构，建筑工地劳动强度高，安全隐患多，露天施工作业风吹日晒，人工成本逐年增加。而且传统的建筑模式属于劳动密集型的相对又比较落后的的生产方式，施工质量不好控制、在建筑过程能耗高，给自然环境及社会环境造成了很大的负担。因此，现阶段推广应用装配式的建筑模式，是建筑的生产可以工厂化、现代化，是目前建筑行业发展的趋势之一。

关键词：装配式建筑

引言

随着“十二五”计划中对建筑产业化要求的提出，我国的装配式建筑研究逐渐升温。在2016年9月27日由国务院办公厅下发并实施《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》中提出大力发展装配式建筑，工作目标将京津冀、长三角、珠三角作为重点推进地区，常住人口超过300万其他城市作为积极推进地区，其余城市作为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。

一、装配式建筑的特点

装配式建筑是将组成建筑的部分构建或全部构件在工厂内加工完成，然后运输到施工现场将预制构件通过可靠的连接方式拼装就位而建成的建筑形式。

装配式建筑主要有以下三种形式

1.装配式混凝土结构（装配整体式钢筋混凝土结构）

装配式混凝土结构是以预制的混凝土构件（也叫PC构件）为主要构件经工厂预制生产，现场进行装配连接，并结合部分现浇混凝土而形成的结构。

2.装配式钢结构

装配式钢结构建筑以钢柱及钢梁作为主要的承重构件。钢结构建筑自重轻、跨度大、抗风及抗震性好、保温隔热、隔声效果好，符合绿色节能发展的方针，特别适用于别墅、多高层住宅、办公等民用建筑及建筑加层等。

3.集装箱式房屋

集装箱式房屋建筑是以集装箱为基本单位，在工厂内流水生产完成各模块的建造并完成内部装修，再运输到施工现场，快速组装成多种风格的建筑。

装配式建筑的具有以下的特点：

1.基本上可以实现设计的模数化、标准化，质量有保证。采用机械化、信息化管理的流水线生产，避免施工现场很多人为因素的破坏及施工上的转包行为，质量得到控制。

2.减少浪费。结构构件在工厂生产，可以‘量体裁衣’，避免材料的浪费。现场装配及安装，大大减少湿作业的工作量，节省人力和时间。

3.工期、成本可以控制。

4.减少人工成本，降低劳动强度及现场的安全隐患。

二、装配式建筑中主要围护结构构件构造

本文列举内容主要以适用于装配式钢结构体系的主要围护结构构件。

1.楼（屋）面板体系

（1）现浇钢筋混凝土楼板

此楼（屋）面板是工程中应用最广泛的楼板形式，其设计及施工技术都已发展较为成熟。优点是取材方便、施工简单、整体性好，成本低廉，不受房间形状的限制，便于各种设备管道的铺设，开洞方便。缺点是自重大耗材多，跨度和荷载能力有限，容易开裂，施工工期长，施工质量受现场条件影响大。

（2）压型钢板-混凝土组合楼板

压型钢板-混凝土组合楼板是先在钢梁上铺设凹凸相间的薄钢板作为衬板，然后在钢板上现浇混凝土形成组合楼板，并通过焊接于钢梁上的栓钉加强板的整体性。

此楼板在施工中可不设模板，从而节省费用，同时可以实现多层同时施工，加快施工进度；钢板凹槽内能方便的铺设各种管线，底面便于安装挂钩，吊顶方便；现浇后整体刚度较好，整体性好；目前这种楼板在钢结构建筑中也有这广泛的应用。其缺点是使用压型钢板后，需要防火处理，增加了材料的费用；在楼板中增加了压型钢板，降低楼层净高并增加装修费用；楼板的跨度也受到限制。

（3）钢筋桁架混凝土组合楼板

钢筋桁架混凝土组合楼板是在压型钢板-混凝土组合楼板的基础上发展而来的。它是将原本现场绑扎的钢筋在工厂加工成钢筋桁架后，与楼板预先焊接成一体的组合模板。其减少现场钢筋绑扎工作量70%左右，并且采用工厂化的加工能够使面层与底层钢筋间距及混凝土保护层厚度得到保证，赶紧排列均匀，提高楼板的质量。底部的钢板作为模板使用，所以不需要考虑防火喷涂机防腐维护的问题，同时加快了现场施工速度。

（4）预制预应力叠合楼板

预制预应力叠合楼板先在工厂生产预应力混凝土底板，然后运至施工现场安装再在其上现浇混凝土叠合而成的一种楼板形式。由于其在施工中有比较多的弊病，因此推广应用程度不高。

（5）PK预应力叠合楼板

PK预应力叠合楼板是在传统预制预应力叠合楼板的基础上进一步改进而来。主要创新之处在于混凝土底板设置T形板肋，板肋上预留横向空洞。PK预应力叠合楼板的特点包括整体性好；可双向受力；节约模板和支撑；安装设备管线方便；方便板上部负筋的定位。

2.常用的墙体形式

（1）轻型砌筑类墙体

本文所指的砌块墙体是不承重的新型轻质砌块墙体，常用的有混凝土小型空心砌块墙体、蒸压加气混凝土砌块墙体、硅酸盐混凝土砌块（粉煤灰砌块、炉渣砌块、煤岩石空心砌块）墙体、石膏砌块等墙体类型。

轻质砌体的特点：原料丰富，保温、防火、抗震性能都比较好，方便生产，在工程中有广泛的应用。缺点是墙体容易开裂，存在大量的现场湿作业，湿作业造成钢结构锈蚀；施工速度慢，养护时间长。

（2）轻质板材类墙体

此墙体有大型轻质混凝土板的单一板材，也有与保温材料复合而成的夹芯板（也是俗称的三明治板材）。其可以做成条板，也可以是整块板材。轻质板材类墙体可以实现工厂化生产、装配式的施工，适用于工业化发展的钢结构。目前适用于钢结构体系的板材类墙体主要有以下几种：

a、轻质蒸压加气混凝土板（ALC板）

ALC板隔声性能好，自重较轻，抗震性良好，通过专用螺栓可以与钢框架灵活连接，外挂式或嵌入式均可。目前是国内应用最广泛的新型墙板材料。

b、玻璃纤维增强水泥板（GRC板）

GRC板以低碱度的硫铝酸盐水泥轻质砂浆作为基材，以耐碱玻璃纤维为增强材料制成的中间有空洞的条形板材。优点：自重轻，切割，钻孔较为方便等，是一种性能较为优越的新型板材。缺点：墙体容易出现裂缝，会出现返霜现象。

c、钢丝网架水泥聚苯乙烯芯板

此板是用高强冷拔钢丝焊成三维空间网架，中间填以阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料或岩棉等绝热材料，现场安装后，两侧喷抹水泥砂浆而形成的复合墙板。其具有较好的保温、隔热、隔声性能、自重较轻，且其成本较低，是一种值得推广应用的新型墙体材料。缺点是：墙板的接缝处容易形成热桥，降低保温隔热效果。

d、钢筋混凝土绝热材料复合墙板

此墙板的两侧用薄壁钢筋混凝土板形成面层，中间为岩棉或聚苯板制成的保温材料。这种复合墙板可以在工厂进行生产制作、现场进行装配式施工，很大程度上减少现场的工作量，有利于抗震处理。但由于保温层是整体预制在复合板内部的，在板缝处必然会形成一定的冷、热桥，影响建筑的保温隔热性能。

e、金属复合板

金属复合板是一种夹心式结构，两侧为金属面材料、中间为保温材料。金属面材料通常采用镀锌钢板、不锈钢板、铝板及彩色涂层钢板等。中间层保温材料为岩棉或聚苯板。金属复合板强度高、施工快、可多次拆装。但金属不耐腐蚀，在钢结构中适用金属复合板时需要通过一些措施提高其耐久年限。

f、现场拼装复合墙板

现场拼装复合墙板通常采用轻钢龙骨为墙体支撑骨架，内外挂石膏板或水泥刨花板，中间填充岩棉保温。每种材料都在分别在工厂定型化生产，在施工现场进行组装。现场拼装复合墙板具有良好的保温隔热性能和防渗漏优点，各项材料的现场安装保证了保温层的连续性，有效避免冷、热桥的生产。

结束语：

我国对于装配式建筑的研究还处于起步阶段，现阶段虽然在一定程度上取得一定的成果，但还得总结经验，再继续进行研究、完善和深入展开工作。