裝配式建筑施工是將建筑物預(yù)制構(gòu)件加工完畢后，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，結(jié)合構(gòu)件安裝知識(shí)，進(jìn)行裝配。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，裝配式建筑施工具有以下的優(yōu)越性和局限性。

（1）裝配式建筑施工的優(yōu)越性

①構(gòu)件可在工廠內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場可直接安裝，方便快捷，可縮短施工工期。

②構(gòu)件在工廠采用機(jī)械化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量更易得到有效控制。

③周轉(zhuǎn)料具投入量減少，料具租賃費(fèi)用降低。

④減少施工現(xiàn)場濕作業(yè)量，有利于環(huán)保。

⑤因施工現(xiàn)場作業(yè)量減少，可在一定程度上降低材料浪費(fèi)。

⑥構(gòu)件機(jī)械化程度高，可較大減少現(xiàn)場施工人員配備。

（2）裝配式建筑施工的局限性

①因目前國內(nèi)相關(guān)設(shè)計(jì)、驗(yàn)收規(guī)范等滯后施工技術(shù)的發(fā)展需要，裝配式建筑在建筑物總高度及層高上均有較大的限制。

②建筑物內(nèi)預(yù)埋件、螺栓等使用量有較大增加。

③構(gòu)件工廠化生產(chǎn)因模具限制及運(yùn)輸（水平、垂直）限制，構(gòu)件尺寸不能過大。

④對現(xiàn)場垂直運(yùn)輸機(jī)械要求較高，需使用較大型的吊裝機(jī)械。

⑤構(gòu)件采用工廠預(yù)制，預(yù)制廠距離施工現(xiàn)場不能過遠(yuǎn)。

4．1．1 集裝箱式結(jié)構(gòu)施工

集裝箱式裝配式建筑也稱盒式建筑，是指用工廠化生產(chǎn)的集裝箱狀構(gòu)件組合而成的全裝配式建筑。所有的集裝箱式構(gòu)件均應(yīng)在工廠預(yù)制，且每個(gè)集裝箱式構(gòu)件應(yīng)該既是一個(gè)結(jié)構(gòu)單元又是一個(gè)空間單元。結(jié)構(gòu)單元意味著每一個(gè)集裝箱式構(gòu)件都有自身的結(jié)構(gòu)，可以不依賴于外部而獨(dú)立支撐；空間單元意味著根據(jù)不同的功能要求，集裝箱式構(gòu)件內(nèi)部被劃分成不同的空間并根據(jù)要求裝配上不同的設(shè)施。這種集裝箱式構(gòu)件內(nèi)一切設(shè)備、管線、裝修、固定家具均已做好，外立面裝修也可以完成，將這些集裝箱式構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場，就像“搭建積木”一樣拼裝在一起，或與其他預(yù)制構(gòu)件及現(xiàn)制構(gòu)件相結(jié)合建成房屋。形象地說，在集裝箱式結(jié)構(gòu)建筑中一個(gè)“集裝箱”類似于傳統(tǒng)建筑中的砌塊，在工廠預(yù)制以后，運(yùn)抵現(xiàn)場進(jìn)行壘砌施工，只不過這種“集裝箱”不再僅是一種建筑材料，而是一種空間構(gòu)件。這種構(gòu)件是由頂板、底板和四面墻板組成，是六面體形（也有的做成五面和四面體的），外形與集裝箱相似。這種集裝箱式構(gòu)件，只需要在工廠成批生產(chǎn)一些六面、五面或四面的型體，以一個(gè)房間大小為空間標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)場將其交錯(cuò)迭砌組合起來，再統(tǒng)一連接水、暖、電等管線，就能建成單層、多層或高層房屋建筑。

集裝箱式裝配式建筑的建造主要包括工廠預(yù)制、構(gòu)件運(yùn)輸和現(xiàn)場裝配3部分，如圖4．1所示。

圖4．1 集裝箱式裝配式建筑的建造

1）集裝箱式裝配式建筑發(fā)展概況

1967年，加拿大蒙特利爾市建成了一個(gè)由354個(gè)集裝箱式構(gòu)件組成的，包含了商店等公共設(shè)施在內(nèi)的綜合性居住體——“Habitat67”（67號(hào)棲息地）。這座鋼筋混凝土集裝箱建筑充分發(fā)揮了“集裝箱”作為一種結(jié)構(gòu)形式和建筑造型手段的作用，創(chuàng)造出了前所未有的建筑形象?！?7號(hào)棲息地”由建筑師穆時(shí)·薩夫迪（Moshe Safdie）設(shè)計(jì)建造，建造的目的就是要保證每個(gè)家庭在現(xiàn)代城市人口高度密集的條件下，生活得舒適些，即得到更多的新鮮空氣、陽光和綠蔭。在城市范圍內(nèi)給予人們想要到城外去找尋的，而在現(xiàn)代公寓中無法找到的東西。建筑物由許許多多“集裝箱”小單元堆積而成，每一個(gè)“集裝箱”就是一所隔離開來的住宅，經(jīng)過巧妙安裝，在這里每一所“集裝箱”住宅的屋頂都成為另一所住宅的花園或兒童游戲場所，并且每一家的花園平臺(tái)都相對獨(dú)立，相互之間不受別人視線的干擾。如圖4．2所示。

圖4．2 加拿大蒙特利爾市“67號(hào)棲息地”

1972年，日本建筑師黑川紀(jì)章與運(yùn)輸集裝箱生產(chǎn)廠家合作，大量采用在工廠預(yù)制建筑構(gòu)件并在現(xiàn)場組建的方法，在東京建成了艙體大樓（Capsule Tower）。該建筑由140個(gè)艙體構(gòu)成，所有的家具和設(shè)備都單元化，收納在2．3m×3．8m×2．1m的居住艙體內(nèi)，作為服務(wù)中核的雙塔內(nèi)設(shè)有電梯、機(jī)械設(shè)備和樓梯等。樓體上部的艙體利用起重機(jī)安裝而成。每個(gè)艙體下面有兩個(gè)托架支撐著，而上面僅由兩個(gè)螺絲固定。每個(gè)艙體的內(nèi)部裝修力求新穎奇特，墻、床、天花板集成一體化，屋內(nèi)的墻角為圓角。除組合浴室之外，不銹鋼洗碗槽、百葉窗、床墊等家具全部為特別訂制。如圖4．3所示。

1973年，在匈牙利舉行了集裝箱式建筑的國際討論會(huì)，70年代中期有較大的發(fā)展，現(xiàn)已有30余國家或地區(qū)建成不同類型的集裝箱式構(gòu)件房屋，其中以居住房屋為多，也有少量公共建筑和工業(yè)建筑。集裝箱式構(gòu)件房屋在美國是從活動(dòng)房屋演變而成，但在大多數(shù)國家則從裝配式建筑發(fā)展而來。起初采用木或鋼制的為多，現(xiàn)在大多采用鋼筋混凝土的集裝箱式構(gòu)件，也有的是采用鋁合金、塑料或用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料制成。羅馬尼亞和前蘇聯(lián)建造的鋼筋混凝土集裝箱式構(gòu)件房屋能安全地承受7～8度的地震荷載。

目前，世界上已有30多個(gè)國家修建了集裝箱式構(gòu)件房屋，生產(chǎn)集裝箱式構(gòu)件較多的國家也有20多個(gè)。集裝箱式構(gòu)件的使用范圍也由低層發(fā)展到多層乃至高層。有的國家已建到20層以上。加拿大有規(guī)模龐大的集裝箱式構(gòu)件綜合體，前蘇聯(lián)甚至出現(xiàn)了集裝箱式構(gòu)件建筑小區(qū)，并逐漸由城市推廣到了農(nóng)村。我國自1979年起，在青島、南通、北京等地，陸續(xù)試建了幾棟集裝箱式構(gòu)件房屋。總建筑面積1634．8m2，1982年至2015年又新建集裝箱式構(gòu)件住宅樓約15000m2。青島也用鋼筋混凝土杯形構(gòu)件建造了一棟住宅樓，并已試制鋼筋混凝土隧道形集裝箱式構(gòu)件?，F(xiàn)已建成的北京麗都飯店屬于輕型集裝箱式構(gòu)件建筑，第一期工程共用引進(jìn)的鋼構(gòu)架輕型集裝箱式構(gòu)件500多個(gè)。

圖4．3 東京艙體大樓

2）集裝箱式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)

①施工速度快：以一棟3000m2的住宅樓為例，從基礎(chǔ)開挖到交付使用，一般不超過4個(gè)月，最快的僅為2～3個(gè)月，而其主體結(jié)構(gòu)在1個(gè)星期就可以摞起來。不僅加快了施工速度，也大大縮短了建設(shè)周期和資金周轉(zhuǎn)時(shí)間，節(jié)約了常規(guī)建設(shè)成本。

②裝配化程度高：裝配程度可達(dá)85％以上，修建的大部分工作，包括水、暖、電、衛(wèi)等設(shè)施安裝和房屋裝修都移到工廠完成，施工現(xiàn)場只余下構(gòu)件吊裝、節(jié)點(diǎn)處理，接通管線就能使用。

③自重較輕：箱型構(gòu)件是一種空間薄壁結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)磚混建筑相比，可減輕結(jié)構(gòu)自重30％以上。

④工程質(zhì)量容易控制：由于房屋構(gòu)件是在預(yù)制構(gòu)件廠內(nèi)采用工業(yè)化生產(chǎn)的方式制作，材料品質(zhì)穩(wěn)定，操作工人的素質(zhì)對成品質(zhì)量的影響較小。因此，從構(gòu)件出廠到安裝施工的質(zhì)量易于全程控制，更不易出現(xiàn)意外的結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故。

⑤建筑造價(jià)低：建筑造價(jià)與磚混結(jié)構(gòu)住宅的建筑造價(jià)相當(dāng)或略低，普通多層磚混結(jié)構(gòu)住宅建筑造價(jià)約800元／m2，而多層集裝箱式結(jié)構(gòu)住宅一般不超過800元／m2。

⑥使用面積大：集裝箱式結(jié)構(gòu)房屋完全不同于人們常見的“活動(dòng)板房”，其規(guī)格、模數(shù)及建筑面積可與普通磚混住宅的房間相同，但在其相同建筑面積的條件之下，初級(jí)集裝箱式結(jié)構(gòu)實(shí)際使用面積可以增加5％以上。

⑦建筑節(jié)能效果明顯：集裝箱式鋼筋混凝土房屋構(gòu)件的外墻和建筑物山墻，皆可采用導(dǎo)熱系數(shù)很低的聚苯乙烯泡沫板做保溫隔熱處理。據(jù)測算，若推廣使用10萬m2的集裝箱式結(jié)構(gòu)建筑物代替磚混結(jié)構(gòu)，可節(jié)約燒制黏土磚的土地125畝（1畝≈666．67m2），標(biāo)準(zhǔn)煤43752t。節(jié)約了能源和土地，減少了大氣污染，有助于實(shí)現(xiàn)中國政府節(jié)能減排的目標(biāo)。

⑧綠色文明施工：施工現(xiàn)場產(chǎn)生的建筑垃圾、粉塵、噪聲等環(huán)境危害大大下降，有利于現(xiàn)場綠色建筑施工環(huán)保要求的具體實(shí)施，大幅減少施工引起的擾民等環(huán)境危害。施工現(xiàn)場占地減少、用料少、濕作業(yè)少，明顯減少施工車輛和機(jī)械的噪聲等不利于現(xiàn)場文明的因素，對施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境干擾極小。

⑨主體結(jié)構(gòu)施工安裝不受氣候限制：整體房屋項(xiàng)目建造過程中80％的施工階段，可無須考慮氣候條件的影響。

⑩方便拆遷：有建筑物拆遷需要時(shí)，無論是永久性的還是臨時(shí)性的集裝箱式結(jié)構(gòu)建筑，都可以化整為零，拆遷搬家易地重建，以適應(yīng)城市規(guī)劃建設(shè)的需要。被拆遷集裝箱式構(gòu)件基本完好的可二次或重復(fù)利用，可以大大降低拆遷成本、二次建造施工成本和大幅度降低因此而帶來的建筑垃圾粉塵、噪聲等系列污染或毀田等環(huán)境問題。

（2）缺點(diǎn)

①預(yù)制工廠投資大；

②運(yùn)輸、安裝需要大型設(shè)備。

3）集裝箱式結(jié)構(gòu)施工

（1）集裝箱式構(gòu)件類型

集裝箱式構(gòu)件根據(jù)受力方式不同，分為無骨架體系和骨架體系。

①無骨架體系（見圖4．4）：一般由鋼筋混凝土制作，目前最常用采用整體澆筑成型的方法，使其形成薄殼結(jié)構(gòu)，適合低層、多層和≤18層的高層建筑。鋼筋混凝土集裝箱式構(gòu)件的制造工藝現(xiàn)多采用鐘罩式（頂板帶四面墻）、臥杯式（頂板、底板帶三面墻），也有從房間寬度中間對開側(cè)轉(zhuǎn)成型為兩個(gè)鐘罩然后拼成構(gòu)件的。個(gè)別的采用杯式（底板及四面墻）成型法，或先預(yù)制成幾塊板或環(huán)，然后拼裝成為構(gòu)件的。鐘罩式的底板、臥杯式的外墻、杯式中的頂板都是預(yù)制平板，用螺栓或焊件與構(gòu)件連接（見圖4．5）。

圖4．4 無骨架體系

圖4．5 無骨架體系構(gòu)件生產(chǎn)工藝示意圖

②骨架體系（見圖4．6）：通常用鋼、鋁、木材、鋼筋混凝土作為骨架，用輕型板材圍合形成集裝箱式構(gòu)件，這種構(gòu)件質(zhì)量很輕，僅100～140kg／m2。

圖4．6 骨架體系

（2）集裝箱式構(gòu)件生產(chǎn)

集裝箱式構(gòu)件在預(yù)制工廠生產(chǎn)，經(jīng)過結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接，防水層、保溫隔熱層鋪裝，管道安裝，門窗安裝，地磚鋪貼，裝飾面板鋪貼等工序，一個(gè)個(gè)集裝箱式構(gòu)件就生產(chǎn)出來了。預(yù)制生產(chǎn)時(shí)需注意：

①所用材料需符合各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定。

②構(gòu)件尺寸需符合設(shè)計(jì)要求，偏差不能超過允許范圍。若偏差過大，將嚴(yán)重影響現(xiàn)場構(gòu)件拼裝。

③構(gòu)件整體強(qiáng)度和剛度不僅要滿足使用階段要求，還要滿足吊裝運(yùn)輸要求，防止構(gòu)件在運(yùn)輸?shù)跹b過程中出現(xiàn)嚴(yán)重變形和損壞。

④各部件需安裝牢固，防止在運(yùn)輸和吊裝過程中出現(xiàn)變形和掉落。

生產(chǎn)好的集裝箱式構(gòu)件經(jīng)檢驗(yàn)合格后按品種、規(guī)格分區(qū)分類存放，并設(shè)置標(biāo)牌，如圖4．7所示。

圖4．7 集裝箱式構(gòu)件工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示意圖

（3）集裝箱式構(gòu)件運(yùn)輸

集裝箱式構(gòu)件的運(yùn)輸應(yīng)符合下列規(guī)定：

①應(yīng)根據(jù)構(gòu)件尺寸及重量要求選擇運(yùn)輸車輛，裝卸及運(yùn)輸過程應(yīng)考慮車體平衡。

②運(yùn)輸過程應(yīng)采取防止構(gòu)件移動(dòng)或傾覆的可靠固定措施。

③構(gòu)件邊角部及構(gòu)件與捆綁、支撐接觸處宜采用柔性墊襯加以保護(hù)。

④運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)平整并應(yīng)滿足承載力要求。

如圖4．8所示。

圖4．8 集裝箱式構(gòu)件運(yùn)輸

（4）集裝箱式結(jié)構(gòu)裝配

集裝箱式裝配式建筑的裝配大體有以下幾種方式：

①上下集裝箱式構(gòu)件重疊裝配［見圖4．9（a）］。

②集裝箱式構(gòu)件相互交錯(cuò)疊置［見圖4．9（b）］。

③集裝箱式構(gòu)件與預(yù)制板材進(jìn)行裝配［見圖4．9（c）］。

④集裝箱式構(gòu)件與框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配［見圖4．9（d）］。

⑤集裝箱式構(gòu)件與筒體結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配［見圖4．9（e）］。

圖4．9 集裝箱式裝配式建筑的裝配方式

應(yīng)根據(jù)建筑物的功能、層數(shù)、結(jié)構(gòu)體系等因素合理選擇裝配方案。對于單層或?qū)訑?shù)較少的建筑，通常采用上下集裝箱式構(gòu)件重疊裝配或集裝箱式構(gòu)件相互交錯(cuò)疊置，對于層數(shù)較多的建筑，通常采用集裝箱式構(gòu)件與預(yù)制板材進(jìn)行裝配、集裝箱式構(gòu)件與框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配或集裝箱式構(gòu)件與筒體結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配，如圖4．10、圖4．11所示。

圖4．10 上下集裝箱式構(gòu)件重疊裝配

圖4．11 集裝箱式構(gòu)件與筒體結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配

裝配前應(yīng)完成建筑物基礎(chǔ)部分的施工，預(yù)埋件應(yīng)安裝就位，裝配時(shí)應(yīng)注意：

①臨時(shí)支撐和拉結(jié)應(yīng)具有足夠的承載力和剛度。

②吊裝起重設(shè)備的吊具及吊索規(guī)格應(yīng)經(jīng)驗(yàn)算確定。

③構(gòu)件起吊前應(yīng)對吊具和吊索進(jìn)行檢查確認(rèn)合格后方可使用。

④應(yīng)按構(gòu)件裝配施工工藝和作業(yè)要求配備操作工具及輔助材料。

如圖4．12所示。

圖4．12 集裝箱式裝配式建筑裝配

4．1．2 PC結(jié)構(gòu)施工

PC（Precast Concrete）結(jié)構(gòu)是預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的簡稱，是以混凝土預(yù)制構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)裝配、連接以及部分現(xiàn)澆而成的混凝土結(jié)構(gòu)。PC構(gòu)件種類主要有：預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制疊合樓板、預(yù)制內(nèi)墻板、預(yù)制外墻板、預(yù)制樓梯、預(yù)制空調(diào)板。

1）PC結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

PC結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①品質(zhì)均一：由于工廠嚴(yán)格管理和長期生產(chǎn)，可以得到品質(zhì)均一且穩(wěn)定的構(gòu)件產(chǎn)品。

②量化生產(chǎn)：根據(jù)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格化，使生產(chǎn)工業(yè)化成為可能，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

③縮短工期：住宅類建筑，主要構(gòu)件均可以在工廠生產(chǎn)到現(xiàn)場裝配，比傳統(tǒng)工期縮短1／3。

④施工精度：設(shè)備、配管、窗框、外裝等均可與構(gòu)件一體生產(chǎn)，可得到很高的施工精度。

⑤降低成本：因建筑工業(yè)化的量產(chǎn)，施工簡易化減少勞動(dòng)力，兩方面均能降低建設(shè)費(fèi)用。

⑥安全保障：根據(jù)大量試驗(yàn)論證，在抗震、耐火、耐風(fēng)、耐久性各方面性能優(yōu)越。

⑦解決技工不足：隨著多元經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口紅利漸失，建筑工人短缺問題嚴(yán)重，PC結(jié)構(gòu)正好可以解決這些問題。

2）PC結(jié)構(gòu)施工方法分類

從建筑物結(jié)構(gòu)形式及施工方法上PC結(jié)構(gòu)施工方法大致可分為4種：

①剪力墻結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式混凝土工法，簡稱WPC工法。

②框架結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式混凝土工法，簡稱RPC工法。

③框架剪力墻結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式混凝土工法，簡稱WRPC工法。

④預(yù)制裝配式鐵骨混凝土工法，簡稱SRPC工法。

（1）WPC工法

WPC工法即剪力墻結(jié)構(gòu)預(yù)制混凝土工法（見圖4．13）。用預(yù)制鋼筋混凝土墻板來代替結(jié)構(gòu)中的柱、梁，能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，局部狹小處現(xiàn)場充填一定強(qiáng)度的混凝土。它是用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)，因此需要每一層完全結(jié)束后才能進(jìn)行下一層的工序，現(xiàn)場吊車會(huì)出現(xiàn)怠工狀態(tài)，適用于2棟以上的建筑才能夠有效利用施工設(shè)備。

圖4．13 WPC工法示意圖

（2）RPC工法

RPC工法即框架結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式混凝土工法（見圖4．14），是指預(yù)制梁和柱在施工現(xiàn)場以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)工法。由預(yù)制梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載，墻體不承重，僅起到圍護(hù)和分隔作用。此種工法要求技術(shù)及成本都比較高，故多與現(xiàn)場澆筑相結(jié)合。比如梁、樓板均做成疊合式，預(yù)留鋼筋，現(xiàn)場澆筑成整體，并提高剛性。多用于高層集合住宅或?qū)懽謽?，可?shí)現(xiàn)外周無腳手架，大大縮短工期。

圖4．14 RPC工法示意圖

（3）WRPC工法

WRPC工法即框架剪力墻結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式混凝土工法（見圖4．15），是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能。適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。

圖4．15 WRPC工法示意圖

（4）SRPC工法

SRPC工法即預(yù)制裝配式鋼骨混凝土工法（見圖4．16），是將鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件預(yù)制化，與RPC工法的區(qū)別是，通過高強(qiáng)螺栓將構(gòu)件現(xiàn)場連接。通常是每3層作為一節(jié)來裝配，骨架架設(shè)好之后才能進(jìn)行樓板及墻壁的安裝。此工法適用于高層且每層戶數(shù)較多的住宅。

3）PC結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)

PC結(jié)構(gòu)裝配式建筑一般仍采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)，以保證預(yù)制構(gòu)件接合部位的插筋、預(yù)埋件等準(zhǔn)確定位。PC構(gòu)件裝配的首要環(huán)節(jié)是現(xiàn)場吊裝，在進(jìn)行吊裝時(shí)首先應(yīng)確保起重機(jī)械選擇的正確性，避免因機(jī)械選擇不當(dāng)導(dǎo)致的無法吊裝到位甚至傾覆等嚴(yán)重問題。PC構(gòu)件吊裝過程中，應(yīng)結(jié)合具體預(yù)埋構(gòu)件的實(shí)際情況選擇起吊點(diǎn)，保證吊裝過程中PC構(gòu)件的水平度與平穩(wěn)性。在吊裝過程中應(yīng)充分規(guī)劃施工空間區(qū)域，輕起輕放，避免因用力不均造成的歪斜或磕碰問題。在吊裝的過程中，應(yīng)不斷進(jìn)行精度調(diào)整，在定位初期應(yīng)使用相應(yīng)的測量儀器進(jìn)行控制。當(dāng)前主要的PC構(gòu)件吊裝定位儀器為三向式調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠確保吊裝定位的準(zhǔn)確性。

圖4．16 SRPC工法示意圖

作為PC構(gòu)件裝配過程中的關(guān)鍵部分，連接點(diǎn)施工是極易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是預(yù)制裝配式高層住宅建筑施工的重點(diǎn)?，F(xiàn)階段，此部分連接施工主要分為干式連接和濕式連接兩種形式。其中，干式連接僅通過PC構(gòu)件的拼接與緊固，借助連接固件完成結(jié)構(gòu)成型，節(jié)省了施工現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)處混凝土澆筑施工步驟。與此相對應(yīng)，濕式連接指的是在吊裝定位與拼接緊固完成后，施工人員在節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行混凝土澆筑，通過混凝土材料的成型聚合完成建筑結(jié)構(gòu)體系成型。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)中，上述兩種方式應(yīng)有針對性地選擇應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)層施工時(shí)，每層PC構(gòu)件按預(yù)制柱→預(yù)制梁→預(yù)制疊合樓板→預(yù)制樓梯→預(yù)制陽臺(tái)→預(yù)制外墻板的順序進(jìn)行吊裝和構(gòu)件裝配，裝配完畢后需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)制疊合樓板面層混凝土澆筑和節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑。如圖4．17至圖4．30所示。

圖4．17 預(yù)制柱吊裝

圖4．18 預(yù)制柱對接

圖4．19 預(yù)制梁吊裝

圖4．20 預(yù)制梁、柱連接

圖4．21 預(yù)制墻體吊裝

圖4．22 預(yù)制墻體固定

圖4．23 預(yù)制樓板吊裝

圖4．24 預(yù)制疊合樓板安裝完畢

圖4．25 預(yù)制樓梯吊裝

圖4．26 預(yù)制樓梯對接

圖4．27 預(yù)制外墻吊裝

圖4．28 預(yù)制外墻固定

圖4．29 節(jié)點(diǎn)處澆筑混凝土

圖4．30 預(yù)制疊合樓板混凝土面層澆筑

由于在工廠預(yù)制PC構(gòu)件時(shí)已經(jīng)將門、窗、空調(diào)板、保溫材料、外墻面磚等功能性和裝飾性的組件安裝在PC構(gòu)件上了，所以與傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑相比，PC結(jié)構(gòu)裝配式建筑裝配完畢后只需要少許工序便能完成整個(gè)建筑的施工，節(jié)省了施工時(shí)間，同時(shí)也降低了建筑施工成本。

值得注意的是，采用預(yù)制PC構(gòu)件裝配時(shí)，為了保證節(jié)點(diǎn)的可靠性，以及建筑的整體性能，在節(jié)點(diǎn)處和疊合樓板面層通常會(huì)采用現(xiàn)澆混凝土的方式（見圖4．29、圖4．30）。這種部分采用現(xiàn)澆混凝土以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性能的方式，除了用于節(jié)點(diǎn)和疊合樓板外，還能用于剪力墻疊合墻板的施工。以下實(shí)例中的上海青浦新城某商品房項(xiàng)目采用的就是這種方法。

4）PC結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例

上海青浦新城某商品房項(xiàng)目總用地面積27938．2m2，包括8棟16～18層裝配式住宅、一座地下車庫、一座垃圾房和一座變電站，總建筑面積83218．35m2，其中地上建筑面積56917．49m2，地下建筑面積為26300．86m2。項(xiàng)目建筑面積100％實(shí)施裝配式建筑，單體預(yù)制混凝土裝配率≥30％。

小區(qū)住宅樓層數(shù)主要為16～18層，標(biāo)準(zhǔn)層層高2．95m。戶型以一梯四戶和一梯兩戶為主，每單元設(shè)2臺(tái)電梯和1部疏散樓梯，地下一層為機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車庫及設(shè)備用房。

住宅房型設(shè)計(jì)以標(biāo)準(zhǔn)化模塊化為基礎(chǔ)，以可變房型為設(shè)計(jì)原則。住宅3層以下豎向構(gòu)件采用現(xiàn)澆，頂層屋面采用現(xiàn)澆，其余樓層采用預(yù)制。立面造型風(fēng)格簡潔明快，具有工業(yè)化建筑的特點(diǎn)。如圖4．31所示。

圖4．31 項(xiàng)目效果圖

項(xiàng)目設(shè)計(jì)圍繞基于工業(yè)化建筑的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，形成標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊，設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的房間開間模數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)的門窗模數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)的門窗洞口尺寸，標(biāo)準(zhǔn)的交通核模塊，標(biāo)準(zhǔn)的廚衛(wèi)布置模塊，并將這些標(biāo)準(zhǔn)化的建筑功能模塊組合成標(biāo)準(zhǔn)的住宅單元，各功能模塊的尺寸詳見圖4．32所示。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊，再進(jìn)一步拆分標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，形成標(biāo)準(zhǔn)化的樓梯構(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)化的空調(diào)板構(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)化的陽臺(tái)構(gòu)件，大大減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量，為建筑規(guī)模化生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)，并顯著提高構(gòu)配件的生產(chǎn)效率，有效地減少材料浪費(fèi)，節(jié)約資源，節(jié)能降耗，如圖4．33所示。

該地塊所有住宅單體皆采用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系，主要預(yù)制構(gòu)件包含疊合墻板、全預(yù)制剪力墻、疊合樓板、疊合梁、預(yù)制陽臺(tái)、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯，單體預(yù)制率皆大于30％。

圖4．32 房型標(biāo)準(zhǔn)化表（部分）

圖4．33 標(biāo)準(zhǔn)化的PC樓梯構(gòu)件（左）、PC陽臺(tái)構(gòu)件（中）和PC空調(diào)板構(gòu)件（右）

該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)體系由疊合墻板和疊合樓板為主，輔以必要的現(xiàn)澆混凝土剪力墻、邊緣構(gòu)件、梁、板，共同形成剪力墻結(jié)構(gòu)。如圖4．34所示。

圖4．34 結(jié)構(gòu)三維模型示意圖

疊合墻板，由內(nèi)外葉兩層預(yù)制墻板與桁架鋼筋制作而成。現(xiàn)場安裝就位后，在節(jié)點(diǎn)連接區(qū)域采取規(guī)定的構(gòu)造措施，并在內(nèi)外葉墻板中間空腔內(nèi)澆注混凝土，預(yù)制疊合墻板與邊緣構(gòu)件通過現(xiàn)澆段連接形成整體，共同承受豎向荷載與水平力作用。

疊合樓板，由底部預(yù)制層和桁架鋼筋組合制作而成。運(yùn)輸至現(xiàn)場輔以配套的支撐進(jìn)行安裝，并在預(yù)制層上設(shè)置與豎向構(gòu)件的連接鋼筋、必要的受力鋼筋以及構(gòu)造鋼筋，以其為模板澆筑混凝土疊合層，與預(yù)制層形成整體共同受力。

疊合墻板、疊合樓板充當(dāng)現(xiàn)場模板，省去了現(xiàn)場支模拆模的繁瑣工序，預(yù)制構(gòu)件在制作過程中采用全自動(dòng)流水線進(jìn)行生產(chǎn)，工業(yè)化程度較高，是發(fā)展住宅工業(yè)化行之有效的方式，如圖4．35、圖4．36所示。

圖4．35 疊合墻板示意圖

圖4．36 疊合樓板示意圖

需要注意的是，如果PC構(gòu)件較大，會(huì)增大工廠預(yù)制、道路運(yùn)輸和現(xiàn)場裝配的難度，但是如果PC構(gòu)件較小，那么同一個(gè)建筑所需的PC構(gòu)件數(shù)目就會(huì)大大增加，同樣會(huì)增加工廠預(yù)制和現(xiàn)場裝配難度。因此，合理的構(gòu)件拆分就顯得尤為重要。該項(xiàng)目中，通過內(nèi)梅切克的Allplan工程軟件進(jìn)行構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)，得到最合理的構(gòu)件拆分方案，如圖4．37、圖4．38所示。

圖4．37 構(gòu)件拆分圖

圖4．38 經(jīng)深化設(shè)計(jì)得到最優(yōu)的PC構(gòu)件拆分方案

此外，為進(jìn)一步提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，考慮到現(xiàn)澆部分的結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，所有一字形構(gòu)件尺寸為200mm×400mm，L形構(gòu)件尺寸統(tǒng)一為500mm×500mm，丁字形構(gòu)件尺寸為400mm×400mm，節(jié)約了鋁模板的品種和數(shù)量，有效地減少了裝配式建筑的造價(jià)。如圖4．39所示。

圖4．39 現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化

4．1．3 鋼結(jié)構(gòu)施工

1）鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑又分為全鋼（型鋼）結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)，這里所說的鋼結(jié)構(gòu)指的是全鋼（型鋼）結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有著悠久的歷史，大家所熟知的法國巴黎埃菲爾鐵塔和美國紐約帝國大廈，主體結(jié)構(gòu)都是全鋼結(jié)構(gòu)。

埃菲爾鐵塔高324m，由很多分散的鋼鐵構(gòu)件組成，鋼鐵構(gòu)件有18038個(gè)，重達(dá)10000t，施工時(shí)共鉆孔700萬個(gè)，使用鉚釘259萬個(gè)。除了4個(gè)腳是用鋼筋水泥之外，全身都用鋼鐵構(gòu)成，塔身總質(zhì)量7000t。埃菲爾鐵塔工程于1887年1月28日正式破土動(dòng)工，基座建造花了一年半時(shí)間，鐵塔安裝花了8個(gè)月多一點(diǎn)時(shí)間，整個(gè)工程于1889年3月31日竣工。如圖4．40所示。

圖4．40 法國巴黎埃菲爾鐵塔

帝國大廈樓高381m，總層數(shù)102層，1951年增添了高62m的天線后，總高度為443．7m，使用鋼材33萬t。項(xiàng)目于1930年1月22日開始動(dòng)工，1931年4月11日完工，比計(jì)劃提前了12天，其主體結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了每星期建4層半的建設(shè)速度，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平下是驚人的，如圖4．41所示。

圖4．41 美國紐約帝國大廈

我國鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展大體可分為3個(gè)階段：一是初盛時(shí)期（20世紀(jì)50—60年代初）；二是低潮時(shí)期（60年代中后期—70年代）；三是發(fā)展時(shí)期（80年代至今）。50年代以蘇聯(lián)156個(gè)援建項(xiàng)目為契機(jī)，取得了卓越的建設(shè)成就。60年代國家提出在建筑業(yè)節(jié)約鋼材的政策，執(zhí)行過程中又出現(xiàn)了一些誤區(qū)，限制了鋼結(jié)構(gòu)建筑的合理使用與發(fā)展。80年代沿海地區(qū)引進(jìn)輕鋼建筑，國內(nèi)各種鋼結(jié)構(gòu)的廠房、奧運(yùn)會(huì)的一大批鋼結(jié)構(gòu)體育館的建設(shè)，以及多棟高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建成是中國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的第一次高潮。但我國每年的建筑用鋼量僅1％被用于預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)，與發(fā)達(dá)國家80％以上的用量比較，差距巨大。進(jìn)入2000年以后，我國國民經(jīng)濟(jì)顯著增長，國力明顯增強(qiáng)，鋼產(chǎn)量成為世界大國，在建筑中提出了要“積極、合理地用鋼”，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。特別是2008年前后，在奧運(yùn)會(huì)的推動(dòng)下，出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮，強(qiáng)勁的市場需求，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展，建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場館、機(jī)場、車站和高層建筑。其中，有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界一流水平，如奧運(yùn)會(huì)國家體育場等建筑。奧運(yùn)會(huì)后，鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面，各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)以萬計(jì)，世界先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備基本齊全，如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機(jī)、波紋板自動(dòng)焊接機(jī)床等。并且現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)制作特級(jí)和一級(jí)企業(yè)的加工制作水平具有世界先進(jìn)水平。近幾年，鋼產(chǎn)量每年多達(dá)6億多噸，鋼材品種完全能滿足建筑需要。根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展要求，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)“十三五”整體發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)是：2020年，全國鋼結(jié)構(gòu)用量比2014年翻一番，達(dá)到8000萬t～1億t，占粗鋼產(chǎn)量的比例超過10％；鋼結(jié)構(gòu)出口量比2014年翻兩番，達(dá)到1000萬噸，占鋼結(jié)構(gòu)總量的10％以上；鋼結(jié)構(gòu)用鋼材從目前的“Q345＋Q235”為主，過渡到“Q345＋Q390”為主；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、檢測監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平。如圖4．42所示。

圖4．42 央視新大樓鋼結(jié)構(gòu)裝配

2）鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）優(yōu)點(diǎn)

①材料強(qiáng)度高，自身重量輕：鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強(qiáng)度的比值相對較低，因而在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小，自重輕，便于運(yùn)輸和安裝，適于跨度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。

②施工速度快：工期比傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)體系至少縮短1／3，一棟1000m2的住宅建筑只需20天，5個(gè)工人方可完工。

③抗震性、抗沖擊性好：鋼結(jié)構(gòu)建筑可充分發(fā)揮鋼材延性好、塑性變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。

④工業(yè)化程度高：鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平。

⑤室內(nèi)空間大：鋼結(jié)構(gòu)建筑比傳統(tǒng)建筑能更好地滿足建筑上大開間靈活分隔的要求，并可通過減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率，戶內(nèi)有效使用面積提高約6％。

⑥環(huán)保效果好：鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)大大減少了沙、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色、100％回收或降解的材料，在建筑物拆除時(shí)，大部分材料可以再用或降解，不會(huì)造成過多的建筑垃圾。

⑦文明施工：鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場以裝配式施工為主，建造過程大幅減少廢水排放及粉塵污染，同時(shí)降低現(xiàn)場噪聲。

（2）缺點(diǎn)

①耐腐蝕性差：鋼結(jié)構(gòu)必須注意防腐蝕，因此，處于較強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)內(nèi)的建筑物不宜采用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在涂油漆前應(yīng)徹底除銹，油漆質(zhì)量和涂層厚度均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)受潮、漏雨，構(gòu)造上應(yīng)盡量避免存在有檢查、維修的死角。新建造的鋼結(jié)構(gòu)一般間隔一定時(shí)間都要重新刷涂料，維護(hù)費(fèi)用較高。

②耐火性差：溫度超過250℃時(shí)，鋼材材質(zhì)發(fā)生較大變化，不僅強(qiáng)度逐步降低，還會(huì)發(fā)生藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象；溫度達(dá)600℃時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載。在有特殊防火需求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級(jí)。

③施工技術(shù)要求高：由于我國現(xiàn)代建筑都是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，從事建筑施工的管理人員和技術(shù)人員對鋼結(jié)構(gòu)的制作和施工技術(shù)相對比較生疏，以民工為主的具體施工人員更不懂鋼結(jié)構(gòu)工程的科學(xué)施工方法，導(dǎo)致施工過程中的事故時(shí)常發(fā)生。

④鋼材較貴：采用鋼結(jié)構(gòu)后結(jié)構(gòu)造價(jià)會(huì)略有增加，這往往會(huì)影響業(yè)主的選擇。其實(shí)上部結(jié)構(gòu)造價(jià)占工程總投資的比例很小，總投資增加幅度約為10％。而以高層建筑為例，總投資增加幅度不到2％。顯然，結(jié)構(gòu)造價(jià)單一因素不應(yīng)作為決定采用何種材料的依據(jù)。如果綜合考慮各種因素，尤其是工期優(yōu)勢，則鋼結(jié)構(gòu)將日益受到重視。

3）鋼結(jié)構(gòu)施工

裝配前應(yīng)按結(jié)構(gòu)平面形式分區(qū)段繪制吊裝圖，吊裝分區(qū)先后次序?yàn)椋合劝惭b整體框架梁柱結(jié)構(gòu)后樓板結(jié)構(gòu)，平面從中央向四周擴(kuò)展，先柱后梁、先主梁后次梁吊裝，使每日完成的工作量可形成一個(gè)空間構(gòu)架，以保證其剛度，提高抗風(fēng)穩(wěn)定性和安全性。

對于多高層建筑，在垂直方向上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件每節(jié)（以三層一節(jié)為例）裝配順序?yàn)椋轰撝惭b→下層框架梁→中層框架梁→上層框架梁→測量校正→螺栓初擰、測量校正、高強(qiáng)螺栓終擰→鋪上層樓板→鋪下、中層樓板→下、中、上層鋼梯、平臺(tái)安裝。鋼結(jié)構(gòu)一節(jié)裝配完成后，土建單位立即將此節(jié)每一樓層的樓板吊運(yùn)到位，并把最上面一層的樓板鋪好，從而使上部的鋼結(jié)構(gòu)吊裝和下部的樓板鋪設(shè)和土建施工過程有效隔離。

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工如圖4．43所示。其中，樓板裝配有兩種方式：一種是在鋼梁上鋪設(shè)預(yù)制好的混凝土樓板［見圖4．43（g）］；另一種是在鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板［見圖4．43（h）］，再在壓型鋼板上鋪設(shè)鋼筋澆筑混凝土，使壓型鋼板和現(xiàn)澆混凝土形成一個(gè)整體，也叫組合樓板。

圖4．43 鋼結(jié)構(gòu)施工

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配，主要包括鋼柱、鋼梁、樓梯的吊裝連接、測量校正、壓型鋼板的鋪設(shè)等工序，但是在鋼結(jié)構(gòu)裝配的同時(shí)需要穿插土建、機(jī)電甚至外墻安裝等部分的施工項(xiàng)目，所以在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配時(shí)必須要與土建等其他施工位進(jìn)行密切配合，做到統(tǒng)籌兼顧，從而高效、高質(zhì)地完成施工任務(wù)。

4．1．4 輕鋼結(jié)構(gòu)施工

1）輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑一般采用冷彎薄壁型鋼或輕鋼龍骨作為骨架形成框架結(jié)構(gòu)，并布置柱間支撐保證其穩(wěn)定性。樓層采用主次梁體系及組合樓蓋，不上人屋面則采用檁條和壓型鋼板。內(nèi)墻為輕質(zhì)隔斷墻，外墻則采用輕質(zhì)保溫板。由于冷彎薄壁型鋼和輕鋼龍骨截面面積小且較薄，因此承載力較小，一般用來裝配多層建筑或別墅建筑。

輕鋼結(jié)構(gòu)低層住宅的建造技術(shù)是在北美木結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來的，經(jīng)過百年以上的發(fā)展，已形成了物理性能優(yōu)異、空間和形體靈活、易于建造、形式多樣的成熟建造體系（見圖4．44、圖4．45）。在世界上被譽(yù)為人居環(huán)境最好的北美大陸，有95％以上的低層民用建筑，包括住宅、商場、學(xué)校、辦公樓等均使用木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)建造。近年來，隨著木材價(jià)格的節(jié)節(jié)攀升，北美輕鋼結(jié)構(gòu)體系的市場發(fā)展正以超過30％的增長率快速增長，逐步為市場所廣泛接受。

圖4．44 北美木結(jié)構(gòu)住宅

圖4．45 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅

目前，發(fā)達(dá)國家的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步升級(jí)，工業(yè)化程度很高，工地已不是建設(shè)工程的主戰(zhàn)場。以瑞典為例，它是當(dāng)今世界上最大的輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅制造國，其輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的預(yù)制構(gòu)件達(dá)95％，歐洲各國都到瑞典去定制住宅，通過集裝箱發(fā)運(yùn)回去安裝。同時(shí)在日本、韓國以及澳大利亞，輕鋼結(jié)構(gòu)也被大量采用。如圖4．46—圖4．48所示。

中國鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)量已居于世界前列，但鋼材在建筑業(yè)的使用比例還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平。隨著我國鋼產(chǎn)量的快速增長及新型建材的發(fā)展和應(yīng)用，輕鋼結(jié)構(gòu)低層住宅體系正逐步發(fā)展起來并引起了廣泛的關(guān)注，同時(shí)輕鋼結(jié)構(gòu)低層民用住宅建筑技術(shù)也符合國家對建筑業(yè)的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向。如圖4．49、圖4．50所示。

圖4．46 輕鋼結(jié)構(gòu)多層公寓

圖4．47 輕鋼結(jié)構(gòu)多層酒店

圖4．48 輕鋼結(jié)構(gòu)別墅

圖4．49 輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系

1—輕鋼龍骨；2—屋面OSB板；3—保溫層；4—呼吸紙；5—通風(fēng)層；6—屋面OSB板；7—防水層；8—屋面瀝青瓦；9—石膏板；10—輕鋼龍骨；11—隔音保溫層；12—OSB板（合成木料）；13—保溫層；14—呼吸紙；15—木龍骨；16—外墻掛板；17—鋼帶；18—吊頂

圖4．50 輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑典型結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)

2）輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)

①采用輕質(zhì)薄壁型材，自重輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)性能好，抗震性能佳；且輕質(zhì)高強(qiáng)材料占用面積小，建筑總重量較輕，可以降低基礎(chǔ)處理的費(fèi)用，降低建造成本。

②構(gòu)件之間采用螺栓連接，安裝簡便，搬運(yùn)重量小，僅需小型起重設(shè)備，現(xiàn)場施工快捷，一棟200m2房屋的施工周期在1個(gè)月之內(nèi)。

③輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工廠化和機(jī)械化程度高，商品化程度高。建房所需的主材都是在工廠生產(chǎn)的，原材料用機(jī)械設(shè)備加工而成，效率高，成本低，質(zhì)量也有很好的保障。這些設(shè)備多半引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，很多大企業(yè)的新型房屋產(chǎn)品具有國際品質(zhì)。

④住宅建筑風(fēng)格靈活，外觀多姿多彩，大開間人性化設(shè)計(jì)，滿足不同用戶的個(gè)性化要求。

⑤現(xiàn)場基本沒有濕作業(yè)，不會(huì)產(chǎn)生粉塵、污水等污染。

⑥輕鋼結(jié)構(gòu)具有可移動(dòng)性，如果遇到拆遷，輕鋼房屋可以拆分為很多部件，運(yùn)輸?shù)叫碌攸c(diǎn)后重新安裝即可。因?yàn)檫@些部件都是通過螺絲和連接件連接到一起的，安裝、拆卸非常簡單。

⑦輕鋼結(jié)構(gòu)80％的材料可以回收再利用。從主材來看，鋼材不會(huì)隨著時(shí)間的流逝生蟲或者變?yōu)樾嗄?，若干年拆除后可以回收再利用，非常環(huán)保，也非常經(jīng)濟(jì)。

⑧輕鋼結(jié)構(gòu)適應(yīng)性非常強(qiáng)，無論是在寒冷的東北，還是炎熱的海南，都非常適用，只不過建筑的構(gòu)造有所不同而已。

（2）缺點(diǎn)

①技術(shù)人員缺乏，輕鋼結(jié)構(gòu)是近幾年在國內(nèi)剛發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的編制工作相對滯后，多數(shù)設(shè)計(jì)人員鋼結(jié)構(gòu)知識(shí)陳舊，缺乏相關(guān)培訓(xùn)，對輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法不熟悉。

②嚴(yán)重依賴產(chǎn)業(yè)配套，比如預(yù)制墻板、屋面板、墻體內(nèi)填保溫材料、防火材料。國內(nèi)現(xiàn)在流行的混凝土、砌體結(jié)構(gòu)形式，墻體基本為現(xiàn)場濕法砌筑，而輕鋼結(jié)構(gòu)需要干法預(yù)制墻板。

③需要內(nèi)裝修材料、裝置、方法的配套，比如把熱水器、空調(diào)、畫框安裝到預(yù)制墻板上的方法和現(xiàn)在安裝在砌體墻上的方法還是有很大差別的，再比如壓型鋼板樓面的防水做法、隔音做法等。

④需要定期檢修維護(hù)，因?yàn)殇摬牡哪途眯赃€是不如混凝土。

⑤跟傳統(tǒng)混凝土建筑比，造價(jià)略貴。

3）輕鋼結(jié)構(gòu)施工

蓋房子首先要設(shè)計(jì)戶型圖紙，輕鋼房屋也不例外。廠家將做好的CAD建筑設(shè)計(jì)圖導(dǎo)入輕鋼骨架生成軟件中，軟件自動(dòng)將圖紙生成輕鋼骨架結(jié)構(gòu)模型，解析成結(jié)構(gòu)圖。在結(jié)構(gòu)圖中每一根輕鋼骨架的尺寸、形狀、開洞位置與大小都有詳細(xì)的說明。如圖4．51～4．53所示。

然后在工廠預(yù)制輕鋼龍骨，并分塊組合。

圖4．51 輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4．52 輕鋼構(gòu)件生產(chǎn)

圖4．53 輕鋼構(gòu)件及組合

輕鋼構(gòu)件在工廠預(yù)制的同時(shí)，施工現(xiàn)場可以進(jìn)行平整場地、基礎(chǔ)施工、防水處理、管道鋪設(shè)等工序。輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑自重較輕，特別是輕鋼別墅的自重很輕，不到磚混結(jié)構(gòu)房屋重量的1／4，因此和磚混結(jié)構(gòu)房屋的地基有所不同，可以不用挖很深做基礎(chǔ)。如圖4．54、圖4．55所示。

待現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)裝配，裝配順序一般為：一層墻體裝配→樓梯裝配→二層樓面裝配→二層墻體裝配→屋架裝配→屋面板材裝配→墻體板材裝配。如果建筑層數(shù)較多，在進(jìn)行較高樓層墻體裝配的同時(shí)還能進(jìn)行較低樓層的墻體板材裝配，縮短施工工期，節(jié)省造價(jià)。如圖4．56、圖4．57所示。

圖4．54 輕鋼結(jié)構(gòu)混凝土基礎(chǔ)澆筑

圖4．55 輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

圖4．56 輕鋼結(jié)構(gòu)施工

圖4．57 輕鋼結(jié)構(gòu)裝配完成