高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的實(shí)踐

楊定國 冷瀚宇 許航 孫偉

由中建科工集團(tuán)有限公司（原中建鋼構(gòu)有限公司）承接的首個(gè)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目——武漢蔡甸奓山還建樓項(xiàng)目，被成功獲批為住建部的示范項(xiàng)目，湖北省裝配式建筑示范工程、武漢市裝配式建筑試點(diǎn)示范工程、中建股份科技創(chuàng)新示范工程。成績的背后凝聚了公司數(shù)年來的艱辛探索與實(shí)踐。

勇于探索? ? 大膽實(shí)踐

位于武漢市蔡甸區(qū)黃星大道與常福大道交匯處的奓山還建樓，地下1層，地上26層，建筑面積2.3萬平方米，建筑高度78.5米，是武漢市首個(gè)高層鋼框架結(jié)構(gòu)裝配式住宅項(xiàng)目。項(xiàng)目采用中建科工自主研發(fā)的GS-Building技術(shù)體系：其主體結(jié)構(gòu)為鋼框架支撐結(jié)構(gòu)，樓板體系選擇裝配式鋼筋桁架樓承板，局部區(qū)域?yàn)殇X?，F(xiàn)澆。圍護(hù)體系基墻采用ALC條板和砌塊，外立面裝飾材料采用保溫裝飾一體板。

2015年，公司為奓山還建樓的技術(shù)制定了“理論研究——實(shí)驗(yàn)完善——市場推廣”的發(fā)展路徑。

首先，公司確定了“以綠色為引領(lǐng)，以鋼構(gòu)為核心，以集成為手段”的發(fā)展理念，打造了以鋼結(jié)構(gòu)為核心的GS-Building（裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系）和ME-House（模塊化建筑體系）兩大技術(shù)體系，奓山還建樓即為GS-Building體系的典型代表。

其次，實(shí)驗(yàn)完善公司自主投資的第一代ME-House1.0、蔡甸區(qū)保障房、天津廠公寓樓等為代表的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑樣品。在對第一代產(chǎn)品隔音、裂縫問題進(jìn)行試驗(yàn)研究和改良升級的基礎(chǔ)上，2016年起又相繼完成了包括西部廠公寓樓、掛綠湖樣板房、ME-House2.0等第二代產(chǎn)品的建造，實(shí)現(xiàn)了ME-House系列從二維模塊到三維模塊的升級，完成了公司的裝配式建筑技術(shù)升級和產(chǎn)品示范。

最后是市場推廣。公司積極承接裝配式建筑項(xiàng)目，通過實(shí)體樣板的建設(shè)，為本項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。為做好此項(xiàng)目，公司在此之前先開展了兩層鋼結(jié)構(gòu)住宅樣板建設(shè)，采用了與主體結(jié)構(gòu)相同的技術(shù)體系，以實(shí)體試驗(yàn)，提前對項(xiàng)目技術(shù)體系可能出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行預(yù)演，從而在實(shí)體建設(shè)中加以規(guī)避和解決。特別是依托樣板的載體，開展了一系列的針對性試驗(yàn)，如鋼梁吊掛力試驗(yàn)、梁窩填充試驗(yàn)、表面拉拔力試驗(yàn)、隔聲試驗(yàn)、鋼框架—ALC墻板滯回性能等，為項(xiàng)目的平穩(wěn)開展提供了數(shù)據(jù)支撐。

優(yōu)勢明顯? ? 特點(diǎn)顯著

奓山還建樓項(xiàng)目的優(yōu)勢及特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

1.在結(jié)構(gòu)體系方面，該項(xiàng)目采用地下用型鋼混凝土柱，地上主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)勢，為緩解因高層鋼結(jié)構(gòu)建筑層間位移較大引起的墻體開裂風(fēng)險(xiǎn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中有意增加抗側(cè)剛度，減少層間位移。為避免室內(nèi)露柱露梁，將外圍鋼柱偏向室外、室內(nèi)鋼柱偏向公共區(qū)域或次要使用空間（如衛(wèi)生間、廚房），在滿足裝配式建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，采用底部模板的可拆卸性規(guī)避了傳統(tǒng)桁架樓承板需要吊頂、占用室內(nèi)凈高的不利影響。

2.在外圍護(hù)與內(nèi)隔墻體系方面，建設(shè)者在基墻處采用了ALC條板與砌塊相結(jié)合的方式，內(nèi)墻非砌筑比例50%，外墻非砌筑比例達(dá)到81%，不僅有效降低了成本，還減少了有水房間滲漏和斜撐位置開裂等風(fēng)險(xiǎn)。ALC墻板頂部和底部的節(jié)點(diǎn)目前有2種方式：外墻連接為鋼管錨連接節(jié)點(diǎn)，內(nèi)墻連接為特制配套管卡連接，并在兩側(cè)用專用嵌縫劑填充。施工中，在外圍護(hù)裝飾材料采用保溫裝飾一體板，既可以滿足當(dāng)前房屋建筑功能與美觀需求，又有利于提高現(xiàn)場施工整體工業(yè)化水平。同時(shí)考慮鋁板面層易撞擊變形，不宜低樓層設(shè)置，低樓層結(jié)構(gòu)變形較小，兼顧成本因素，在1～5層采用粘錨連接的硅鈣板保溫裝飾一體板。

3.在機(jī)電管線與內(nèi)裝體系方面，建設(shè)者通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)電管線、給排水管線進(jìn)行整體深化設(shè)計(jì)，將鋼梁上相關(guān)的預(yù)留洞口提前進(jìn)行定位并在工廠加工制作，管線與墻面、樓板分離，可將線管與墻地面干式分離，最大的優(yōu)勢在于便于后期的維修與保養(yǎng)。同時(shí)保證管線合理分布，確保管線間不碰撞，滿足凈空要求，便于后期線管的維修與保養(yǎng)。

“智慧工地” 亮點(diǎn)閃爍

有別于傳統(tǒng)建筑管理模式，奓山還建樓項(xiàng)目的建設(shè)者們充分實(shí)踐了EPC一體化管理的理念，避免了各專業(yè)的割裂;并充分利用了智能化工具，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的精細(xì)化管理，保障產(chǎn)品高質(zhì)量交付。

整個(gè)項(xiàng)目施工過程打造了覆蓋 “人、機(jī)、料、法、環(huán)”五類生產(chǎn)要素的“智慧工地”管理平臺，實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑現(xiàn)場施工的智能化管控。并利用自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將鋼結(jié)構(gòu)從材料采購、工廠下料加工、到現(xiàn)場安裝進(jìn)行全生命周期數(shù)據(jù)信息記錄，有力保障了各環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理。

中建科工集團(tuán)有限公司不僅在奓山還建樓項(xiàng)目中取得佳績，公司先后完成的千年大計(jì)重城第一標(biāo)——雄安市民服務(wù)中心，全國首個(gè)全部采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的產(chǎn)業(yè)園區(qū)——深廣·渠江云谷，以及一帶一路上的裝配式名片、境外工程魯班獎、中國首個(gè)APEC ESCI最佳實(shí)踐獎金獎獲獎項(xiàng)目——巴新布圖卡學(xué)園，廣東省首批裝配式建筑示范項(xiàng)目——深圳大磡小學(xué)等樣板的落地。所有項(xiàng)目，不僅給自己積累了經(jīng)驗(yàn)，也給裝配式建筑行業(yè)帶了個(gè)好頭，樹立了榜樣。