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装配式结构体系与建筑工业化

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：纪渊

[导读] 摘要：近年来随着建筑行业的快速发展，装配式结构建筑开始成为建筑行业中的热点话题。

        中铁十七局集团第一工程有限公司山东青岛 266555
        摘要：近年来随着建筑行业的快速发展，装配式结构建筑开始成为建筑行业中的热点话题。装配式结构作为一种新兴的建筑结构形式，其在国外已具备较长时间的发展历程，并推动了国外诸多国家的建筑工业化发展。我国的装配式结构建筑发展起步较晚，目前仍在发展中存在诸多不足，尤其是在装配式结构建筑的推广及应用上仍有待加强，如在多数建筑工程的建造过程中仍广泛采用传统的现浇混凝土形式，而这显然不利于我国建筑行业的工业化发展，且还不能使建筑材料损耗多级建筑垃圾多的情况得到有效解决。本研究就是在此背景下对装配式结构体系展开的简要探讨，并对装配式建筑在国内外建筑工业化发展中的应用进行了分析。
        关键词：装配式结构；建筑工业化；发展趋势
        引言：
        我国作为世界上人口最多的国家，对于建筑的需求也始终处于世界前列。但目前，我国的大部分建筑仍采用传统现浇混凝土的方式进行建造，而这种方式不仅工业化程度较低，且生产效率也始终难以提升，再加上建造过程中的工程质量管理效果也较差，施工过程中伴随着大量的材料损耗的同时，产生的建筑垃圾也较多。这种传统建造方式不仅使得建筑行业成为高耗能行业，同时也使其成为高污染行业。而装配式建筑的出现则有效改善了传统建造方式中的弊端问题，且一经出现及应用就受到了建筑行业的广泛欢迎及认可。大量工程实践均表明，装配式结构应用于现代建筑构造之中，在保证建筑结构稳定性的同事，还极大地缩短了施工工期，且避免了建造过程中材料的大量损耗，而且装配式结构也使得建筑工业化发展成为可能，更加符合现代建筑节能环保及绿色施工的建造理念。
        1装配式结构概述
        1.1装配式结构的分类
        纵观当前的装配式建筑结构，在整体上可依据其装配化程度来进行划分，主要有两种结构形式，一种为全装配式结构，另一种则为部分装配式结构。
        1.1.1全装配式结构
        全装配式结构主要就是指建筑物的相关构件全部采用工厂预制化生产，之后运送至施工现场进行装配的建造方式。预制构件主要为装配式大板、板柱结构、盒子结构以及框架结构等。而在全装配式结构的建筑中，其围护体系则主要采用砌筑或者现场浇筑的方式，而为提升建筑的装配化程度，有些建筑也会采用预制墙板作为围护结构。这种结构的建造优点主要在于施工速度快，构件通过标准化预制，其质量及规格等也都能得到保证，且施工期间受季节因素等的影响也较小，可同时开展大范围施工。然而这种构造的弊端在于由于大量使用工厂化预制构件，因此建设单位在建造期间往往要投入大量的构件生产资金，且对于构件产业链上的生产加工企业的需求较大，若构件生产量不能同步适应建设需求，则会在一定程度上影响到工程进度。
        1.1.2部分装配式
        这种建筑在构造上通常主要在承重结构上采用工厂预制构件的方式，而其他部分为现场砌筑。如砖混结构的建筑物中，砖墙等竖向承重构造均采用现场砌筑，而水平方向的承重构件如楼板楼梯等均采用工厂化预制，运送至现场之后采取现场吊装的方式施工。而在有些建筑中，有些则主要针对外墙板采用装配式施工，而对于建筑物的内墙部门则采用工具式模板进行现场建筑。这种施工方式的优点在于，施工过程中无需大量生产基地投资，且不论在何种区域施工都具备较强的适用性，而且由于工厂化预制量较小，在构件运输成本上投入也较少，可节省大量的运输费用，因此这种施工方式在当前建筑行业中的应用程度较为广泛。而且这种构造方式也能实现大面积施工，因此也可实现对工期的缩短，且还能使建筑结构的稳定性及整体性都得到保证。
        1.2装配式结构的优点
        装配式结构由于在构件上主要采用工厂标准化预制加工的方式，而在施工现场只需要对相应部品及部件进行安装锚固，即可完成建筑物的建设，因此较之于传统的现浇法施工，这种方式显然更加快速，且还不会受到恶劣天气的影响，同时还能减少人力的使用，进一步节约了施工成本；其次是装配式结构的稳定性更强。这主要是由于装配式结构的相关构件通常都采用轻质高强的材料制作而成，因此当应用于建筑物施工时，在减少建筑物自身承重的同时，也使得各部件之间的连接更加牢固，从而在整体上提升了建筑结构的稳定性；最后则是装配式结构更加节能环保，由于在构件的工厂化生产过程中，就使得相关构件实现了与浇筑时混凝土的有机结合，从而就能在很大程度上避免施工过程中墙体裂缝情况的发生，并由此避免了传统施工中较为常见的资源浪费的情况。与此同时，构件的量产模式较之于单独构造，同样也能实现成本及能耗的减少。
        2.装配式结构在建筑工业化中的发展应用
        2.1国外装配式结构在建筑工业化中的发展
        国外诸多发达国家，早在上世纪60年代就已经开始建筑工业化，而这也是建筑工业化的初步发展阶段，并开始初步建立建筑工业化体系，而发展之上世纪90年代，一些发达国家的建筑工业化已发展成熟，且还实现了建筑损耗及环境污染的减少。相关工程实践表明，装配式结构是建筑工业化发展的必然方向，也是建筑工业化实现绿色可持续发展的必经之路。当前装配式结构在建筑工业化发展中应用较为成熟的国家主要有德国、美国以及日本等。其发展情况主要如下表
                                                              表1 国外装配式结构建筑工业化现状

        2.2国内装配式结构在建筑工业化中的发展
        我国的装配式结构发展于上世纪70年代末，且最早应用于北京的部分高层住宅的建设之中。但整体上来看，较之于国外发达国家，我国装配式结构的建筑工业化发展仍极为缓慢。而近年来随着国家对装配式结构重视程度的不断提升，以及一些激励政策的相继制定及下发，我国的装配式结构的建筑工业化开始实现了快速发展。发展至今主要表现为如下几方面，首先是充分结合BIM技术，采用预制装配体系，并在建造过程总融入集成设计理念，时下几年了建筑的长寿花；同时建筑结构与设备管线工程等设计分离；其次是建筑品质趋向优良化发展；最后则是建造过程实现绿色低碳化等。
        2.3我国装配式结构建筑工业化的相关改善关键点
        也正是由于我国装配式结构发展历程较短，因此在关键技术及施工管理方面仍存在诸多亟待改善的地方。首先是针对与建设制度方面，由于传统施工技术及施工管理模式都已经极为成熟，但这些技术手段及管理方式已经显然不再适用于装配式结构建设，因此对于施工企业而言应当在制度上进行变革，以确保建设制度与装配式结构构造的配套性；其次则是应当强化现场的质量监督及考核。这主要是由于装配式施工的分工往往极为明确，一旦出现问题即可及时找到责任方，因此必须要全面落实监督考核工作以保障工程质量。最后则是应当强化对先进核心技术的升级，结合当下的新技术、新材料以及新的施工工艺等对装配式结构的构造进行创新。
        结束语：
        装配式结构作为建筑工业化发展的必然路径之一，纵然当前在建造过程中仍存在诸多问题，但其所具有的优势是传统建筑所不能比拟的。而且装配式施工与当下绿色环保的建筑理念极为契合，因此必须要加强对装配式结构的研究及投入，推动其成为建筑行业的主流，并最终保障建筑行业的可持续发展。
        参考文献：
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        [2]李新华. 装配式建筑工业化思维的实践与思考[J]. 建筑技艺，2019，No.288（09）：87-91.
        [3]孙志坚. 集合住宅预制装配式建筑结构主体工业化技术研究[J]. 建筑学报，2020，No.619（05）：24-29.