摘 要 结合某高校新校区建设的专家公寓建设项目，（钢结构设计培训）分析常见的两种装配式主体结构的优缺点及工艺流程，结合项目实际情况，为建设项目进行方案设计。

　　关键词 装配式；结构体系；建筑设计方案

　　吉林省长春市某高校异地建设新校区，投资近800万元建设规模为3000平方米的一栋绿色节能建筑示范工程。该工程共五层住宅加一层阁楼，共六层。开展严寒地区建筑节能75%（国家第四阶段节能目标）关键技术研究，还有太阳能、风能和中水等可再生能源应用研究。项目建成后可作为学校的专家公寓。

　　针对此示范工程项目的建筑设计方案，项目组出于对节能建筑项目的考虑，初步设想从目前新型的装配式结构入手，选择一个更能体现建筑节能意义的结构形式。为此，笔者做了相应的装配式主体结构的初步选择。装配式结构是以预制构件为主要受力构件，经装配连接而成的结构体系。根据装配式结构的主要构件使用材料不同，目前国内已形成以装配式混凝土结构、装配式轻钢结构为主，同时以木结构、轻钢―木结构、轻钢―钢筋混凝土结构和轻钢―钢结构为补充的装配式结构体系。本文梳理比较装配式混凝土结构和轻钢结构两种结构体系。

　　　1 装配式混凝土结构体系

　　基本现状 随着装配式钢筋混凝土结构的发展，衍生出一个建筑工业化的概念。在20世纪90年代以前，我国曾提出并实施过建筑工业化，具体指的是预制构件在现场施工装配式的建筑，但由于当时的技术水平和经济条件等多方面原因，导致未大规模推广。

　　2006年6月，原建设部颁布《国家住宅产业化基地实施大纲》，大纲中明确指出要实现住宅产品的标准化、系列化、规模化、产业化、模块化和通用化发展，真正开启了住宅产业化的实质性发展。

　　目前，我国已有不少房地产企业在工业化住宅方面进行了有效的探索，其中万科于2006年在全国率先提出“工业化住宅”计划，分别在多个城市开始了示范项目的建设。从万科在上海建造成的“工业化住宅”来看，实现了能耗下降30%，用工量下降35%，建筑垃圾减少70%。

　　住宅工业化是住宅建筑的一种生产方式或技术手段，是运用现代工业手段和工业组织，利用现代技术手段对住宅工业化生产的各个阶段的生产要素进行有效整合和集成，从而实现建筑的标准化，推动构件生产工厂化，住宅部、品系列化，现场施工装配化，土建装修一体化，生产经营社会化，形成有序的工厂的流水作业，提高住宅产品质量，提高建设效率，提高住宅产品寿命，降低建设成本，降低住宅产品建设能耗。

　　我国住宅工业化建设还处于起步阶段，与发达国家相比存在较大的差距。而在国内相比，深圳、沈阳、济南已经建成为国内的住宅产业化的试点城市，相关产业链条基本形成，也建成很多试点工程。吉林省政府于2013年发布了《关于加快推进住宅产业化工作的指导意见》，指出吉林省住宅产业化工作发展目标，但目前仍属于试点期。

　　工业化住宅的特点

　　1）从我国现在住宅产品生产方式来看，采用装配式建筑建设方法要比传统的建设方法快30%左右，特别适用于东北地区施工工期短的情况。

　　2）可以确保建设安全。在住宅设计建造过程中，有预先制作的楼梯、外墙等运到施工现场，需要进行钢筋混凝土的搭接，并不是简单地连接；在楼板内部贯穿有钢筋，可以确保房屋结构十分稳固。

　　3）采用装配式住宅建造方法，构件的精度更高，能够在最大程度上防止住宅出现墙体开裂、渗漏等传统建造方式经常出现的问题质量通病，能够确保房屋的整体安全。

　　4）在房屋使用过程中更加体现了节能环保的理念，不仅能够实现对能源的节省，同时有利于保护环境。如果房屋在使用中采用分户计量，那么在相同的暖气温度下，室温可以更高，实现对能源的节约。

　　5）在施工过程中对节能环保大有益处。通过工厂化生产和现场装配施工，可以减少在施工过程中产生的废物以及废气、废水排放，同时能够降低施工产生的噪音，也能够降低对建设施工人员的需求。

　　6）工业化住宅可以将围护与装修合一，在工厂中一次性完成，或者在工厂里完成主要装修工作，现场只作些简单的涂刷即可，可减少“二次装修”带来的建筑垃圾和污染。

　　7）实现住宅的产业化生产，可以加快住宅生产企业的资金流转速度，同时也缩短了住宅生产周期，提高了住宅上市速度，能够有效缓解供不应求的局面，对于防止房价上升太快起到积极作用。

　　选择工业化住宅的意义 我国目前的住宅建设中能源、原材料、土地资源消耗大大高于发达国家，对新的建筑材料的研发工作进展缓慢，资源能源消耗量大，并对人居环境造成不良影响。并且由于我国技术水平比较低，导致整体社会劳动生产率较低，只及发达国家的1/5或1/6，造成建筑成本高、住宅价格高、施工周期长、建筑质量水平难有统一保障。因此，推进工业化住宅的建设，是实现建筑领域节能减排的有效途径。

　　工业化住宅的工艺流程

　　首先，根据建筑设计方案，将房屋进行构件拆分和设计。

　　其次，进行构配件工厂生产。构配件的工厂化生产不是简单地将现场的工作移到工厂里进行，而是在工厂的生产线上，依靠大规模机器生产来进行，辅之以相应的技术人员、管理人员和操作技术工人。

　　再次，进行构配件的打包，并将生产的主体构配件（梁、板、柱、墙、结构单元、盒子间等）运输到现场。

　　最后，使用起重机械将构配件进行现场安装，组装完成后做好构件之间的连接处理等。

　　存在的问题 由于吉林省尚未形成相关产业链条，根据就近原则，笔者与沈阳兆寰现代建筑产业园有限公司和沈阳卫德住宅工业化科技有限公司进行了联系。这两家公司已经在建筑工业化建设中有了深入的研究和实践，并参与和建设了一些示范项目。经沟通了解后，采取这种建设方式，运输费用较大；且建筑面积较小，构件生产的模具成本较大，导致建筑成本要高于采用传统建设方式的成本。

　　2 轻钢结构体系

　　轻钢结构的定义 现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。通常将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。轻型钢结构体系的本质是“轻”，实现这一本质的条件是截面板件要“薄”，设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。

　　轻钢住宅结构体系的特点

　　1）能够实现对功能空间的合理布置。由于钢材结构硬度比较高，在进行设计时可以使用大开间布置方法，能够对功能空间进行合理分割，更加灵活方便，有助于创造开放式住宅，同时也能够建造出无梁无柱的活动空间；由于钢材结构硬度比较高，可以减小梁柱等构件的界面，这在无形中就可以增加5%～7%的有效使用面积。

　　2）自重轻、抗震性能好。在相同的建筑面积的建筑楼层当中，轻钢结构由于自重比较轻，能够在工程建设的过程中降低劳动强度。同时由于钢结构具有良好的延展性，致使钢结构的抗震能力比较强，使房屋结构的安全性更佳。

　　3）施工方便、工期短。在进行建设过程中使用轻钢结构构件，能够迅速实现工厂化生产，加快施工进度。

　　4）综合造价低。由于自重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期短，间接费又可减少，因此综合造价低。

　　5）原材料具有很高的再循环价值，有助于环保和可持续发展。

　　存在的问题 轻钢结构多用于工业厂房，目前长春还没有多层住宅的工程项目，仅在净月区有一个拟建轻钢结构别墅。针对建筑节能75%关键技术研究的示范工程，采用轻钢结构需要重点考虑的是解决“冷桥”问题和能否实现75%建筑节能。

　　　3 结论

　　考虑到本项目是为了进行建筑节能75%关键技术研究，针对以上两种装配式结构体系的特点，建议采用装配式混凝土结构体系。从目前住宅产业的发展看，适合选用装配式混凝土剪力墙结构体系。