朱鸣瀚
中国建筑第二工程局有限公司 北京市 100160
摘要：随着我国住宅产业化发展，具有较高科技含量的新型工业化节能住宅结构体系得到了较大的发展。基于此，本文详细探讨了工业化住宅结构体系及其优点。
关键词：工业化住宅；结构体系；优点
21世纪以来，我国住宅产业快速发展，工业化住宅结构体系日趋成熟。因此，提高住宅的工业化水平，促进住宅产业化和住宅现代化发展，能适应当前绿色建筑要求。
一、装配式钢结构住宅体系
当前，大规模的公共建筑和部分楼层较高的建筑采用的是装配式钢结构建筑体系，而轻钢龙骨卓越的性能让它在众多建筑材料中脱颖而出。轻钢龙骨按断面形式有V型、C型、T型、L型、U型龙骨，广泛用于民用住宅建筑的是C型和U型。历年来钢结构建筑历经地震结果显示，因延性好、自重轻和承载力高，钢结构抗地震能力强，接受到的地震能量更小，地震造成破坏的地方主要集中在建筑空间四周的墙体、门和窗。优化钢结构支撑体抵抗地震性能的方法主要有使用防屈曲支撑体系、更换梁柱节点等，可在7度和7度以上的建筑进行罕遇地震下的弹塑性变形和极限载荷分析。正由于自身重量轻，结构自振周期长，对地震产生的能量感应弱，因此轻型装配式钢结构建筑体系正在向高层建筑发展，在美国就存在底层用装配式混凝土结构建造车库，上层使用镀锌的轻钢龙骨打造工业化住宅的做法。
二、装配式混凝土住宅结构体系
装配整体式混凝土结构是目前国内装配式住宅的主要结构模式，是对现浇钢筋混凝土结构的分解与重组。装配整体式混凝土结构可分成装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框架-剪力墙结构体系。
实验研究显示，装配式混凝土框架中节点的恢复力曲线呈现梭形，节点在地震反复作用下吸收更多能量，整体的稳定性与可压延程度取决于框架结构的梁铰机制是否完善，而经过精密科学的规划这种结构框架能带来良好的抗震能力。预制装配式混凝土装配整体式框架结构大多数应用在抗震设防烈度7度及7度以下地区工业与民用建筑；预制装配式混凝土叠合楼板可用于抗震设防烈度不超过8度的工业与民用建筑楼盖和屋盖。预制装配整体式住宅，即“拼装房”，主要由预应力双向叠合楼盖和预应力混凝土结构组和而成。在预应力混凝土结构里，因预应力T梁制作时为简支受力，使用时为连续受力，正常使用时梁端负弯矩调幅下降，为抵抗地震而形成了梁铰机制。预应力双向叠合楼盖，是用预应力混凝土底板作为永久模板，在底板上面拉毛粗糙、设置抗剪钢筋，并在现浇层顶面支座位置配负弯矩钢筋，让预制板与现浇层紧密结合。预应力混凝土结构与现浇混凝土结构在各构件部件的连结方式上差别大，预制构件的连接表现并不稳定，因此对连接节点的抗震性能研究是重中之重。新型预制装配式混凝土结构体系在构件连接方式上有了新的处理方法，如强化结构的整体性，优化预制装配式混凝土住宅结构的抵抗地震性能。
三、木结构住宅体系
木结构住宅是将经防腐、防虫、防火处理的木材作为主要材料，使用计算机控制的工厂自动化机械设备，根据客户预先选定的设计方案，先将木材加工成不同的建筑构件，然后由专业工程师在施工现场拼装而成的住宅。
近年来，木结构住宅在北美洲稳步发展，在建筑市场占据主导地位。目前，我国开始推广应用工业化木结构别墅。国内现代木结构住宅技术的核心是将胶合木作为建筑构件主体材料，通过工业化生产、加工，再利用化学粘合高压成型和材料改性，满足结构要求。
木结构住宅结构体系可分为木框架、重木结构，这两种类型的结构差别大，在不同建筑物中的应用取决于建筑物的规模和用途，通常依据建筑物户数、高度、面积分类。木结构体系普遍运用在独户的木屋和3～5层的现代化房屋(可作住宅、商业设施、工业设施使用)等类型的房屋建造中。
木结构住宅体系的优点为：
①施工方便，建造周期短木结构成本低廉，施工方便快捷，现场安装快速高效。装配式木结构建筑整体具有抗震性能优越，现场施工无需大型机械，防火方式简单等优势。木结构采用装配式施工，普通单体建筑基础以上结构完工仅需15～20d，包括装修在内的单体建筑施工工期可控制在2～3个月。
②稳定性好，可加工性强木材具有极高的强度且比重相对较小，可加工性强，可加工制造成各种个性化造型。同时，木材相对其他材料而言有很强的韧性，对冲击荷载及周期性疲劳破坏有较强的抵抗力，稳定性和结构完整性好。
③居住舒适度高，节能环保木结构体系保温性能好，冬暖夏凉。装配式木结构建筑具有节能、环保、低碳特点，相比混凝土结构建筑可节能50～70%，是全球公认的绿色建筑。
四、模块建筑体系
模块化建筑体系是近年来工业化建筑发展中新兴的一种建筑体系，是依据模块化系统理论及建筑工程项目实际情况，将复杂建筑物分解成若干个相对简单、独立的建筑模块并进行每个模块独立设计和制造，最后整合具有不同功能的模块，形成满足特定功能需求的建筑整体。这种先分解后整合的过程不仅简化了工程项目设计与建造，同时也实现了标准化、规模化的模块生产及个性化的最终建筑产品。
根据模块的结构、功能类型，模块建筑体系中使用的模块可分为：
①墙体承重模块。其包含四块墙体和非承重隔墙，四块墙体由竖向立柱、水平横杆及支撑构成，非承重隔墙将墙体所围的空间划分成适当大小的房间。这种建筑结构类型适用于宾馆、宿舍和社会保障房，原因是这类建筑房屋通常由大量的小房间组成。
②楼梯模块。它是为一个独立的预制单元提供楼梯和平台，从而通往模块结构建筑中更高的楼层。楼梯模块通常与常规的公寓模块搭配使用组成模块化公寓住宅楼。这种结构形式通常应用于完全模块化的建筑中。
③角柱支撑模块。其与传统的热轧钢结构相似，是将梁高较高的纵向边梁布置在方钢管角柱中，明显区别于带有轻钢承重墙的墙体模块。角柱支撑模块的显著优势是模块的各个面可完全开放，当模块并排安装时可形成大的开放式空间。这种结构形式适用于学校和医院建筑中。
④非承重模块。它在非模块化的建筑中提供预制空间单元构件，适用于厨房、浴室和设备室，这类设施在工厂安装方面具有显著优势。但非承重模块结构强度差，必须靠其他结构构件支撑，比如楼板、构造钢构件。
模块建筑体系建造过程分为设计阶段、生产阶段、验收出厂运输阶段、现场搭建阶段、项目验收、交付阶段。其优点为：
a.工业化程度高。模块建筑体系的承重结构模块全部采用工厂预制、现场组
装的方式，其工业化程度超过85%，彻底改变了传统的建筑建造方法和生产工艺。同时，工业化的平台使信息化的实现更加方便，完成了工程项目建设的信息化和智能化。
②适用范围广，满足个性化需求。模块建筑体系适用范围广，包括住宅、办公室、公寓、酒店等建筑。并且可与传统的混凝土现浇方式灵活结合使用，可实现建造大跨度空间。此外，模块建筑体系可根据对空间的不同功能要求，制作不同类型的建筑模块，实现户型和造型的多样性，满足建筑个性化需求。
③建造周期短，用工量少。模块建筑采用工厂流水线的方式预制，加快制造速度，减少用工数量，不但使建设周期缩短，同时也节省劳动力成本。比传统钢筋混凝土结构的建造周期减少约50%，用工量减少约30%，劳动力成本减少约80%。
④节能环保。模块建筑体系采用工业化建造方式，比同等规模的钢结构建筑节约钢材超过15%，比钢筋混凝土结构节约混凝土超过80%，施工现场节电70%左右，节水70%，建筑垃圾减少85%以上，并且95%的建筑废弃物可回收使用。
参考文献：
[1]陈子康.装配式混凝土框架结构的研究[J].工程抗震与加固改造,2015(04).
[2]李忠富.工业化住宅结构体系与特点分析[J].住宅产业,2015(01).