建筑工業(yè)化起源于二戰(zhàn)后的歐洲，由于二戰(zhàn)中房屋大量損壞，勞動(dòng)力不足，傳統(tǒng)建筑的數(shù)量滿足經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的要求，且施工效率很低，不能解決對(duì)房屋增長(zhǎng)的迫切需求，在這種情況下裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生。

我國(guó)于20世紀(jì)50年代在蘇聯(lián)的幫助下將裝配式建筑應(yīng)用于實(shí)踐，1959年建成的北京民族飯店首次使用預(yù)制裝配式框架剪力墻結(jié)構(gòu)。2008年以來，隨著勞動(dòng)力成本的上升，我國(guó)工業(yè)體系的發(fā)展日益成熟和對(duì)建筑功能及質(zhì)量的要求提高，裝配式建筑因其高效率、高質(zhì)量、高可控性等優(yōu)點(diǎn)成為發(fā)展的重點(diǎn)，近年來我國(guó)已經(jīng)形成了一些裝配式結(jié)構(gòu)的技術(shù)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程中，各國(guó)根據(jù)各自國(guó)情走上了不同的道路。日本因地震頻發(fā)，其裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展重點(diǎn)為低層的住宅木結(jié)構(gòu)，美英以鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系為主。我國(guó)是人口大國(guó)，在全世界范圍內(nèi)人均資源占有率排名靠后，所以我國(guó)的裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展應(yīng)著重考慮節(jié)約和環(huán)保問題。裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系以預(yù)制混凝土構(gòu)件做承重部分，木結(jié)構(gòu)做圍護(hù)結(jié)構(gòu)和次承重結(jié)構(gòu)，這種體系安全、高效、環(huán)保，木材又是可再生材料，所以裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)和發(fā)展對(duì)我國(guó)綠色建筑的發(fā)展具有很大的借鑒作用。

1??裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)

混凝土木混合結(jié)構(gòu)是一種混合承重的結(jié)構(gòu)形式。通常以混凝土構(gòu)件為主要承重部分，木結(jié)構(gòu)為次要承重，其結(jié)構(gòu)形式包括上下混合混凝土木結(jié)構(gòu)和混凝土核心筒木結(jié)構(gòu)等。如商場(chǎng)、餐廳廚房、車庫等需下部大空間或?qū)Ψ阑鹩休^高要求的建筑物，可采用上下混合形式的木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)，將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于建筑物下部，而上部則采用木結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式可有效地在保證建筑可靠性的基礎(chǔ)上減輕上部自重，從而減小下部混凝土的用量。

對(duì)于多高層木結(jié)構(gòu)建筑，由于整體建筑結(jié)構(gòu)承受的荷載增大，可采用其他材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受一部分荷載。例如在混凝土核心筒木結(jié)構(gòu)中，核心筒周邊等次要結(jié)構(gòu)可采用木框架結(jié)構(gòu)、木框架支撐結(jié)構(gòu)等。在混凝土混合結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，充分利用我國(guó)發(fā)達(dá)的工業(yè)體系基礎(chǔ)，工業(yè)化制作結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以縮短建筑工期，節(jié)約人力等成本。

2??工程概況

上海電氣研砼（如皋）建筑科技有限公司建筑工業(yè)化智能創(chuàng)新基地項(xiàng)目辦公樓，位于江蘇省如皋市，按GB 50352—2005《民用建筑設(shè)計(jì)通則》的標(biāo)準(zhǔn)，該地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū)。項(xiàng)目的總建筑面積為2?034?㎡，高9.6?m，共2層，首層層高4.2?m，第二 層層高4.7?m。建筑結(jié)構(gòu)主體為采用預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，木骨架組合墻體做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其中混凝土框架結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件梁、柱、疊合樓板、樓梯等均在工廠預(yù)制；作為墻體的木骨架體系可在工廠預(yù)制，然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)組裝。

該項(xiàng)目軸網(wǎng)設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)9?m跨度、8?m進(jìn)深。采用預(yù)制柱、疊合梁、預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心疊合樓板、預(yù)制樓梯等部件（圖1、圖2）。

圖1??預(yù)制柱平面布置（計(jì)算機(jī)截圖）

圖2??疊合梁平面布置（計(jì)算機(jī)截圖）

本項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，木骨架組合墻體用于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，不承重。木骨架組合墻體輕質(zhì)、環(huán)保、造價(jià)低，可在廣泛用于現(xiàn)階段的中、高端住宅、辦公樓中。

木骨架組合墻體是由15?mm厚防火石膏板、38?mm×140?mmSPF（2級(jí)或以上）內(nèi)填保溫巖棉、9.5?mm厚OSB、呼吸紙、15?mm×38?mm順?biāo)畻l、5?mm厚飾面板掛件、16?mm厚水泥裝飾板構(gòu)成（圖3）。

圖3??木骨架墻體構(gòu)造

裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系的預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)組裝，預(yù)制混凝土構(gòu)件與木骨架墻體的組合如圖4所示。

圖4??預(yù)制混凝土構(gòu)件與木骨架墻體的組合

3??連接方式

3.1??預(yù)制混凝土構(gòu)件間的連接

本項(xiàng)目中預(yù)制混凝土構(gòu)件間的連接主要是下層現(xiàn)澆柱與上層預(yù)制柱之間及梁柱間的連接。

下層柱在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆后，通過全灌漿套筒與上層預(yù)制柱連接為整體。

梁柱間的連接分為中間層的連接和頂層的連接，兩種連接的鋼筋錨固形式不同（圖5）。

（a）

（b）

（c）

圖5??梁柱連接做法

（a）疊合梁–預(yù)制柱連接中間節(jié)點(diǎn)；（b）疊合梁–預(yù)制柱連接邊節(jié)點(diǎn)；（c）疊合梁–預(yù)制柱頂層連接邊節(jié)點(diǎn)

預(yù)制梁和預(yù)制樓板的連接分為樓板側(cè)邊和端部與梁的連接（圖6），在連接完成后澆混凝土成為整體。

（a）

（b）

圖6??預(yù)制梁和預(yù)制樓板連接做法

（a）預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心樓板側(cè)邊與預(yù)制梁連接；（b）預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心樓板端部與預(yù)制梁連接

3.2??木骨架組合墻體間的連接

木骨架組合墻體不承重，墻體間通過滑動(dòng)卡扣連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝高效且簡(jiǎn)單可靠，其連接方式如圖7所示。

圖7??木骨架組合墻體連接示意

3.3??木骨架組合墻體與主體混凝土結(jié)構(gòu)的連接

主要采用連接件連接主體結(jié)構(gòu)的柱和樓板木骨架墻體和在梁、板就位后即可安裝連接件充當(dāng)現(xiàn)澆層的模板，然后現(xiàn)場(chǎng)澆筑樓板。

該做法可有效減少模板用量，提高施工效率。施工過程中，可在連接件外側(cè)加保溫、防水材料，確保整個(gè)墻體系統(tǒng)的整體性。其中，連接件與混凝土和木墻體之間，則分別采用化學(xué)螺栓和木螺釘進(jìn)行連接。

4??裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢(shì)

4.1??工業(yè)化生產(chǎn)有利于確保建筑質(zhì)量

裝配式的建筑是通過統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，根據(jù)圖紙繪出建筑所需的各部分[5]。裝配式結(jié)構(gòu)在工廠預(yù)制各受力構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后拼裝成完整的受力結(jié)構(gòu)體系。這種方式使建筑建造模式完成了由“工地”到工廠的改變，由于每個(gè)構(gòu)件均采用模板式建造，可使建筑結(jié)構(gòu)的每一部分都得到精細(xì)化保障，確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

4.2??發(fā)揮混凝土和木材各自優(yōu)點(diǎn)

在混凝土及鋼材出現(xiàn)前，傳統(tǒng)的建筑以木材為主要的建筑材料。其原因是木材取材方便，成本較低，但木材的強(qiáng)度不高，不能用于建造高層建筑。而混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系，融合了混凝土結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn)，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4.3??有利于縮短施工周期

裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系是近年技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，同時(shí)具有裝配式工業(yè)化生產(chǎn)的高效和混凝土木混合體系的優(yōu)良性能，表1為幾種結(jié)構(gòu)體系的施工周期比較。

表1??幾種結(jié)構(gòu)體系的施工周期比較   d

由表1可見，裝配式混凝土木結(jié)構(gòu)體系施工周期短且節(jié)約人工。

4.4??綠色環(huán)保

木材是一種環(huán)保的可再生建筑材料，據(jù)北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院環(huán)境材料與技術(shù)研究所的報(bào)告顯示，在用于建筑領(lǐng)域時(shí)，木材生長(zhǎng)、加工和運(yùn)輸相關(guān)過程中的CO2排放分別為–55?862.4?kg, 12?253.3?kg, 29?895.6?kg。在建造建筑物總的生命周期內(nèi)CO2排放量為–13?713.5?kg，證明木材的全生命周期是低碳環(huán)保的。

合理使用木材，應(yīng)用混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系可有效降低建筑工程全周期的碳排放量，符合國(guó)家對(duì)綠色建筑的要求，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

5??結(jié)束語

裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)體系，發(fā)展裝配式綠色建筑是目前的主流。

與傳統(tǒng)的建筑建造方式相比，裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)有利于提高建筑質(zhì)量且安全、高效、高效益、節(jié)能環(huán)保，可解決房屋建造過程中設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工管理相互脫節(jié)、生產(chǎn)方式落后等問題。

與傳統(tǒng)礦石資源相比，木材是難得的環(huán)保可再生資源，只要利用有度，就可以實(shí)現(xiàn)可再生與可持續(xù)發(fā)展。

我國(guó)建筑行業(yè)目前面臨勞動(dòng)力成本高、技術(shù)工人短缺、資源不足、環(huán)境破壞嚴(yán)重等問題，發(fā)展裝配式建筑技術(shù)是我國(guó)建筑行業(yè)的必然選擇，裝配式混凝土木混合結(jié)構(gòu)體系將會(huì)為建筑市場(chǎng)帶來革命性的改變。

注：本文圖1~圖3、圖7來源于如皋建筑工業(yè)化智能創(chuàng)新基地項(xiàng)目圖紙。

（責(zé)任編輯：何雯麗）

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