砌体结构作为在人类历史中应用最久的结构形式之一, 在人类繁衍和文化传承方面发挥了不可磨灭的重要作用。近年来, 随着城市建设水平的快速提高和钢筋混凝土结构形式的广泛应用, 传统的砖砌体承重结构使用高度受限的弊端被快速放大, 市场应用量快速减少。在此过程中, 为加强砌体结构的抗震性能和适应更高建筑的要求, 国内外进行了大量的研究, 发现构造柱圈梁体系是提高无筋砌体结构抗震性能的重要方法, 配筋砌块砌体结构是建设高层住宅的一种解决方案, 为此国内外的工程实践和震害经验均印证了上述成果的有效性和科学性。特别是配筋砌块砌体剪力墙结构与钢筋混凝土结构性能的相似性, 让该结构在国内外均成为砌体结构的发展方向。

　　 随着《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》和《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》明确提出发展装配式建筑, 全国各地的装配式建筑均进入快速发展阶段, 相应标准建设也进入快速发展阶段。本文参照《装配式建筑评价标准》 (GB/T 51129—2017) ^[1] (简称国家标准) 中对几种常用装配式建筑装配化程度和水平提出的评价方法和指标体系, 讨论装配式配筋砌块砌体建筑在技术和产业发展方面具有的特点、优势, 为传承创新砌体结构技术、丰富装配式建筑的技术路线提供新的解决方案。

　　 结构的延性是由材料的延性决定的。这是仅由脆性的砌体材料构成的传统无筋砌体结构抗震性能不佳的重要原因, 通过增加具有延性特征的构造柱和圈梁体系^[2], 实践证明可较好地改善结构的延性和裂缝分布特征。实际上, 混凝土材料本身也属于典型的脆性材料, 但在成型过程中通过配置钢筋实现了两种材料性能的互补, 大幅提升了结构的延性。遵循同样的思路, 通过块材的孔洞设计实现合理配置纵横向钢筋, 形成配筋砌块砌体剪力墙结构, 使其具有了与钢筋混凝土剪力墙相似的力学性能, 此时, 砌块在施工期间作为浇筑芯柱的模板措施, 成型后形成一体后共同受力, 让无筋砌体发展成为配筋砌体, 实现了其性能的蜕变。

　　 装配式结构的技术核心是结构构件的可靠连接, 任何一种装配式结构技术都无法规避连接的可靠性、操作方便性和成本三个核心要素^[3]。在发展过程中, 应不断加强对不同材料的理解、认知, 选择合适的材料和工艺, 顺应装配式结构技术发展的特点和要求。在连接方面有如下规律:首先, 材料强度越好对连接的可靠性要求越高;其次, 柔性材料的连接要求始终要高于脆性材料;第三, 消除占位影响是从工艺上破除影响连接可靠性、操作方便性和成本三个核心制约要素的必然。按装配式建筑发展的技术难易程度分析可知, 竖向承重结构的装配技术是要求最高、难度最大的, 其他依次为楼盖体系、外墙体系、内墙体系和装饰装修。由此分析, 配筋砌块砌体剪力墙结构作为竖向承重结构的装配式技术路线具有得天独厚的工艺合理性和技术、产业发展优势。

　　 近30年来配筋砌块砌体结构在我国得到了相当程度的发展和应用, 如1996年建成的上海18层园南小区住宅楼, 2002年建成的哈尔滨阿继18层综合楼 (底部5层为商服) , 2005年建设的大庆奥林国际公寓住宅小区 (120万m²) , 2010年建成的哈尔滨动力公安分局办公楼 (国内首栋采用290mm厚的砌块建筑) , 以及2013年建成的百米级配筋砌块砌体结构办公楼科盛大厦^[4]等。在黑龙江省实现的建设量突破1 200万m²的工程实践表明:配筋砌块砌体结构可以适用于量大面广的民用建筑, 如住宅、学校、宾馆、一般办公楼等, 具有好快省的比较优势, 兼顾了经济效益、社会效益和环境效益的有机统一, 是城乡建设的优选技术方案。

　　 装配式配筋砌块砌体建筑的核心是装配式配筋砌块砌体剪力墙结构^[5], 该结构是采用预制砌块砌体构件吊装、安装, 实现竖向钢筋和水平钢筋可靠连接后, 在墙体纵横向孔洞内和预制构件间的连接柱部位浇筑混凝土而形成的竖向承重结构, 配合预制整体式楼盖作为承重结构体系。预制砌块砌体构件中竖向孔洞全部灌孔, 利用砌体内的竖向孔洞和水平孔洞配置双向钢筋, 受力钢筋在预制砌块砌体构件安装前进行连接, 通过砌块竖向孔洞及水平孔洞内的后浇混凝土提高结构整体稳固性和抗震性能。

　　 装配式配筋砌块砌体建筑中的砌块砌体, 既是结构受力的组成部分, 又是浇筑芯柱和系梁的模板。把砌块砌体构件拿到工厂或预制场地预制, 使砌块砌体剪力墙的预制在关键工序中分离出来, 成为并联工序, 减小了楼面作业量和作业时间, 提高了砌筑效率和质量, 减少了怠工。实践表明, 砌块砌体剪力墙的预制, 不但提高了生产效率, 而且减轻了吊装过程中对吊装机械的负荷要求, 降低了吊装成本^[6]。

　　 为实现同一楼层内相邻预制砌块砌体构件结构性能整体化而设置现浇钢筋混凝土柱, 即连接柱。装配式配筋砌块砌体建筑相邻两预制砌块砌体构件之间的水平连接, 是保证结构整体工作性能的重要部位。装配式配筋砌块砌体剪力墙结构预制砌块砌体构件之间采用预留马牙槎, 预先设置钢筋笼, 并保证水平钢筋可靠连接后, 通过现场浇筑混凝土实现两预制砌块砌体构件之间的性能整体化。该连接方式既能保证竖向承压可靠性和结构延性, 又能保证连接柱侧面与预制砌块砌体构件端面的界面性能。

　　 装配式配筋砌块砌体剪力墙结构中的预制砌块砌体构件具有足够的承载力, 其自身的配筋特点和连接要求可通过砌块的模数化实现预制楼 (屋) 盖与砌块的模数化协调, 达到既不影响墙体的后续连接与整体化, 又能为提高预制楼 (屋) 盖与墙体整体工作性能提供更好的连接保证。同时叠合板预制部分支承长度不小于60mm的齿状设计, 能有效保证施工状态与受力性能的协调统一, 避免了预制楼 (屋) 盖仅能支承在墙体保护层^[7]上的弊病。

　　 在前期发展的基础上, 自2015年开始, 黑龙江省已经发展了装配式配筋砌块砌体剪力墙结构, 完成了部分试点示范工作, 并作为一种技术体系列入哈尔滨市装配式建筑发展指南, 在黑龙江省进行推广应用。为配合推广应用, 近日黑龙江省颁布了地方标准《装配式配筋砌块砌体剪力墙结构技术规程》 (DB23/T 2066—2017) ^[8], 该规程是国内外首部装配式配筋砌块砌体剪力墙结构技术规程, 充分反映了黑龙江省该领域在国内外的领先优势和科技地位, 填补了国内外空白。该标准首次给出了装配式配筋砌块砌体建筑的评价方法和指标体系。

　　 配筋砌块砌体剪力墙结构在装配化后, 具有砌块生产标准化、建筑结构个性化特点, 体现了质量更好、功效更高、操作更简单的工程效果, 能做到主体结构装配在现阶段与现浇持平的造价优势, 值得关注。

　　 按照“立足当前实际, 面向未来发展, 简化评价操作”原则, 从建筑系统及建筑基本性能、适用功能等方面, 结合黑龙江省区域气候特点和技术要求, 提出了装配式配筋砌块砌体建筑评价方法和指标体系。

　　 本文重点介绍的评价标准可用于评价装配式配筋砌块砌体建筑的装配化程度, 给出了装配率计算和装配式建筑等级评价方法^[9], 其以单体建筑作为计算和评价单元。依照国家标准的编制原则, 预制砌块砌体构件能够免去模板, 因此计算应用比例时既要强调墙体的非原位砌筑又要以竖向承重墙体的体积为计算依据;装配式配筋砌块砌体建筑的楼面体系 (包括梁、板、楼梯、阳台、空调板等构件) 的预制构件应用比例以免模楼面面积作为计算基础。

　　 装配式配筋砌块砌体建筑的装配率应根据表1中评价项分值按下式计算:

　　 式中:P为装配式配筋砌块砌体建筑的装配率;Q₁为主体结构指标实际得分值;Q₂为围护墙和内隔墙指标实际得分值;Q₃为装修和设备管线指标实际得分值;Q₄为评价项目中缺少的评价项分值总和。

　　 表1中各评价项的应用比例计算做如下约定:

　　 (1) 竖向承重墙体预制构件的应用比例应按非原位砌筑竖向承重墙体总体积与竖向承重墙体总体积之比计算, 对于预制砌块砌体构件之间净距离不大于600mm的竖向连接柱现浇段和高度不大于300mm的水平后浇带、圈梁的后浇混凝土体积, 以及预制砌块砌体构件内孔中为实现竖向钢筋有效连接而浇筑的灌孔混凝土体积, 计入预制混凝土体积计算。

　　 (2) 梁、板、楼梯、阳台、空调板等构件中预制部品部件应用比例按各楼层构件水平投影面积之和与各楼层建筑平面总面积之比计算, 预制构件间宽度不大于300mm后浇混凝土带也可计入预制构件。

　　 (3) 非承重围护墙中非原位砌筑墙体或非砌筑制品的应用比例按各楼层非承重围护墙非原位砌筑墙体或非砌筑制品的外表面面积之和与各楼层非承重围护墙外表面总面积之比计算, 以上计算均不计门、窗及预留洞口面积。

　　 (4) 外墙系统^[10]保温、装饰、通气、排湿、防火、防护一体化的应用比例按各楼层外墙系统保温、装饰、通气、排湿、防火、防护一体化的墙面外表面面积之和与各楼层墙体外表面面积之和之比计算, 以上计算均不计门、窗及预留洞口面积。需要说明的是, 作为严寒地区, 外墙系统性能要求更高, 工程中反映的问题也最多, 故本标准增加了外墙系统的分值。

　　 (5) 内隔墙中非原位砌筑或非砌筑制品的应用比例按各楼层内隔墙中非原位砌筑或非砌筑制品的墙面面积之和与各楼层内隔墙面总面积之比计算, 以上计算均不计门、窗及预留洞口面积。

　　 (6) 内隔墙采用墙体、管线、装修一体化的应用比例按内隔墙采用墙体、管线、装修一体化的墙面面积之和与各楼层内隔墙面总面积之比计算, 以上计算均不计门、窗及预留洞口面积。

　　 (7) 全装修比例按以下分项计算:厨房设备 (15%) ;卫生间设备 (15%) ;墙面、天棚抹灰 (10%) ;水、电管线 (含开关插座) 敷设 (12%) ;厨房卫生间墙面地面瓷砖 (8%) ;橱柜 (5%) ;地板 (10%) ;厨房、卫生间、阳台、天棚吊顶 (5%) ;窗口窗台窗帘盒 (10%) ;室内门及门口 (10%) 。

　　 (8) 干式工法楼面、地面的应用比例按各楼层采用干式工法楼面、地面的水平投影面积与各楼层建筑平面总面积之比计算。

　　 (9) 集成厨房的橱柜和厨房设备等应全部安装到位, 墙面、顶面和地面中干式工法的应用比例应按各楼层厨房墙面、顶面和地面采用干式工法的面积之和与各楼层厨房的墙面、顶面和地面的总面积之比计算。

　　 (10) 集成卫生间的洁具设备等应全部安装到位, 墙面、顶面和地面中干式工法的应用比例应按各楼层卫生间墙面、顶面和地面采用干式工法的面积之和与各楼层卫生间墙面、顶面和地面的总面积之比计算。

　　 (11) 管线分离比例应按各楼层管线分离的长度 (包括裸露于室内空间以及敷设在地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的电气、给水排水和采暖管线长度之和) 与各楼层电气、给水排水和采暖管线的总长度之比计算。

　　 在本评价标准中, 考虑到经济发展水平和未来小城镇应用的可能性, 将装修和设备管线的分值适当减小, 同时取消了最小得分限值要求。这一约定符合近期省内发展的实际, 但并不影响未来对全装修的引导作用。

　　 当装配式配筋砌块砌体建筑评价项满足最低分值要求时, 应按照如下标准划分评价等级:1) 装配率60%~75%时, 评价为A级装配式建筑。2) 装配率76%~90%时, 评价为AA级装配式建筑。3) 装配率91%及以上时, 评价为AAA级装配式建筑。

　　 设定的评价指标具有与国家标准的协调性, 兼顾了严寒地区对建筑性能的特殊要求, 体现了科学性、先进性、系统性、导向性和可操作性。评价标准既肯定了现阶段装配式配筋砌块砌体建筑的技术水平, 也体现了主体结构由预制构件应用向建筑系统集成的转变, 及鼓励装饰装修与主体结构的一体化、全装修、装配化装修的发展趋势。本文的装配式配筋砌块砌体建筑评价标准已被列入黑龙江省地方标准《装配式配筋砌块砌体剪力墙结构技术规程》 (DB23/T 2066—2017) 中, 对发展装配式配筋砌块砌体建筑将起到推动作用。

　　 根据黑龙江省发展装配式配筋砌块砌体建筑的技术水平和工程实践, 单体居住建筑的装配率计算如下:1) 主体结构。竖向承重墙体构件预制构件的应用比例可以做到100%, 评价分值为30;梁、板、楼梯、阳台、空调板等预制构件的应用比例同样可以达到100%, 评价分值为20;装配式配筋砌块砌体建筑可以获得结构体系装配化的总分值为50。2) 围护墙和内隔墙。非承重围护墙非原位砌筑墙体的应用比例不低于85%, 评价分值为5;外墙系统保温、装饰、通气、排湿、防火、防护一体化的应用比例为100%, 评价分值为10;内隔墙非原位砌筑墙体的应用比例不低于95%, 评价分值为5;内隔墙与管线、装修一体化的应用比例为100%, 评价分值为5;合计25分。3) 装修和设备管线。干式工法楼面、地面的应用比例为100%, 评价分值为3;管线分离最低获得4分;合计7分。4) 评价等级。由式 (1) 得出单体居住建筑的装配率为82%, 因此, 在经济欠发达地区和小城镇不进行精装修工程时, 装配式配筋砌块砌体建筑仍可评价为AA级。

　　 (1) 根据配筋砌块砌体剪力墙结构的工程实践以及黑龙江省装配式配筋砌块砌体建筑的部分试点示范工作, 尤其是黑龙江省地方标准《装配式配筋砌块砌体剪力墙结构技术规程》 (DB23/T 2066—2017) 的颁布, 足以表明装配式配筋砌块砌体建筑已成为装配式建筑发展过程中的一种重要技术路线, 作为城乡建设的优选技术方案, 可在量大面广的民用建筑中推广应用。

　　 (2) 装配式配筋砌块砌体建筑的指标体系和评价内容的制定符合黑龙江省的严寒地域特点和近期经济发展水平。受现阶段技术发展水平的制约, 在欠发达地区或乡镇区域实现全装修、装配化装修尚有一定难度, 但评价标准不失对未来全装修、装配化装修的引导作用。保证主体结构、围护墙和内隔墙的评价分值是评价为A级或AA级装配式建筑的基本条件, 提高装修和设备管线的评价分值是评价为AAA级装配式建筑的必要条件。