自2017年12月住建部颁布GB/T51129—2017《装配式建筑评价标准》以来, 关于装配式建筑认定和装配率计算有了明确的规范规定, 对于地方装配式建筑政策的落实也有了明确的依据和指导。

根据《沧州市人民政府办公室关于加快推进装配式建筑发展的实施意见》和《河北省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见》 (冀政办字[2017]3号) 的要求, 划定沧州经济开发区、高新技术产业开发区作为全面推行装配式建筑示范区。《沧州市人民政府办公室关于加快推进装配式建筑发展的实施意见》中提及经竣工验收合格后由项目所在地政府按照100元/m²进行补贴, 其外墙预制部分建筑面积 (不超过规划总建筑面积的3%) 可不计入成交地块容积率。目前沧州市规划部门要求新建工程项目中不少于15%的建筑面积采用装配式建筑, 可选择采用装配式混凝土或装配式钢结构建筑, 由于混凝土预制构件厂距离在200km以上, 最终选择采用装配式钢结构建筑。

沧州天成装配式钢结构住宅项目位于河北省沧州市, 总建筑面积37266.99m², 地上建筑面积33514.29m², 地下建筑面积3752.70m²。该项目共包括10栋住宅, 其中7号楼采用装配式钢结构体系, 地上27层, 地下3层, 层高2.9m, 建筑高度78.6m (见图1) 。采用矩形钢管混凝土框架+现浇混凝土核心筒体系。

本项目设防烈度7度 (0.136g) , 场地类别Ⅲ类, 设计地震分组第二组, 场地特征周期0.55s。主体结构采用矩形钢管混凝土框架+现浇混凝土核心筒, 为组合结构体系 (见图2, 3) 。框架柱采用钢管混凝土柱浇筑混凝土, 框架梁与支撑采用H型钢, 楼板采用钢筋桁架楼承板。矩形钢管中浇筑C50自密实混凝土, 采用Q345B级钢管。竖向交通核采用现浇混凝土核心筒, 交通核所占面积比例小于20%。

比较该结构体系与钢管混凝土框架+钢板剪力墙结构体系, 地上结构用钢量为75kg/m², 而钢管混凝土框架+钢板剪力墙地上结构用钢量为85kg/m², 由此可得出本项目选择的结构体系用钢量较优。另外, 该结构体系抗侧刚度较大, 位移较小, 位移角小于1/800, 对于风振舒适度控制较好。而钢管混凝土框架+钢板剪力墙结构体系的抗侧刚度较小, 位移较大, 位移角接近限值1/300。

楼板采用钢筋桁架楼承板, 钢筋桁架楼面应用比例达80%以上 (见图4) 。标准层楼承板厚110mm, 钢筋桁架高80mm, 上弦和下弦钢筋直径均为8mm, 腹杆钢筋直径4.5mm, 底板采用0.6mm厚镀锌钢板, 楼板采用C30混凝土, 如图5所示。

该项目采用矩形钢管混凝土框架柱, 框架梁及支撑均采用H型钢, 钢柱与钢梁采用栓焊连接, 梁端部增加楔形盖板以做加强。钢柱拼接、钢支撑与钢柱、钢梁采用全焊接连接, 钢柱内部填充自密实微膨胀混凝土, 如图6所示。

外围护墙体采用300mm厚半内嵌ALC蒸压加气混凝土条板, 为围护、保温、装饰一体化墙体材料, 外围护墙体总面积为482.4m² (不含核心筒剪力墙) , 标准层ALC条板面积为433.5m², 砌块面积为49.2m², ALC条板墙面面积占比为89.9%, 大于80%, 因此非承重围护墙非砌筑一项可得5分, 围护墙、保温 (隔热) 、装饰一体化一项可得5分, 共计10分。

内隔墙总面积为1034.4m², 标准层ALC条板墙面面积为538.2m², 混凝土砌块墙面面积为496.2m², ALC条板墙面面积占比为52%, 大于50%, 则内墙非砌筑一项可得5分。

外围护ALC墙体与主体结构连接采用半嵌半挂形式, 墙体厚300mm, 钢梁侧面冷桥处采用B04材质ALC板连接, 墙体上端采用勾头螺栓与钢梁下的焊接角钢连接, 墙体下端采用勾头螺栓与混凝土板上的预埋角钢连接 (见图7) 。

本项目采用全装修设计, 地面、墙面、顶棚均按照材料做法表进行装修, 内部设施设备也安装完成, 则此项可得6分。

根据《装配式建筑评价标准》装配式建筑评分表4.0.1条中各项目的应用情况, 统计各分项分值, 计算得出的装配率为71%, 大于装配率50%的要求, 应被认定为装配式建筑 (见表1) 。

本项目的装配式钢结构住宅体系属于混合结构的装配式钢结构建筑, 为装配式钢结构建筑的发展应用提供多种可能性。该体系具有用钢量较省、抗侧刚度大、主体结构分值高、外围护保温装饰一体化、精修到位拎包入住、户内空间大等优点。

装配式钢结构住宅体系易于实现工业化、标准化制作, 而与之相配的墙体材料可采用节能环保的新型材料, 可再生重复利用, 符合可持续发展战略, 因此装配式钢结构住宅的推广必将促进住宅产业化的快速发展, 提高我国住宅产业发展水平, 并带动住宅施工行业革新。