模塊化裝配式住宅體系第一部分

2022年10月13日04:30:42 熱門 1714

基礎模塊裝配式鋼結構模塊

裝配式建築產業的發展是全球未來建築業發展的必然趨勢。裝配式建築的誕生，徹底顛覆了傳統建築模式，同傳統建築形式相比，裝配式建築擁有集約化程度高、建築能耗低、建築質量高、低碳節能環保、施工周期短、人工依賴少等眾多優勢。在「勞動力緊缺、環保趨嚴、鋼鐵產能過剩」的國家大環境背景下，鋼結構裝配式建築的應用與發展更是必然趨勢，在促進建築產業轉型升級，推動現代化城鄉建設，低碳高質量發展方面將起到至關重要的作用。

由此，國家建築材料展貿中心及其下屬子公司國材（北京）建築科學研究院，自主研發了一套鋼結構鑲嵌式綠色節能建築體系（簡稱BTS體系），該體系是由鋼結構與鑲嵌式組合牆體緊密結合的裝配式建築技術體系，並將房屋拆解為六大基礎模塊，分別是：

模塊一：基礎模塊

模塊二：裝配式鋼結構模塊

模塊三：牆板模塊

模塊四：外牆保溫及裝飾模塊

模塊五：樓板模塊

模塊六：屋面模塊

經多個項目不斷優化，BTS體系目前已可以為甲方與消費者提供，綜合成本具備價格優勢且性能優異的綠色裝配式建築體系成套解決方案。本篇文章就來為大家講解BTS體系的六大模塊其中的前兩個模塊：基礎模塊、裝配式鋼結構模塊

模塊一：基礎模塊

BTS體系房屋具有良好的基礎向下兼容性，在力學設計符合標準的情況下，可根據實際項目情況，在基礎模塊中實現傳統混凝土體系與螺旋地樁體系的自由切換。在基礎的節點設計上，基礎模塊中既有提高傳統混凝土基礎施工精度的集成式預製鋼筋籠技術，可有效降低上層結構安裝難度；又有與螺旋地樁完美契合的鋼結構預製對接件，對螺旋地樁具有更強的適應性與適配性，可大幅利用螺旋地樁的多項優點。

螺旋地樁實例

螺旋地樁示意圖

螺旋地樁是一種經過熱鍛後，金屬管表面焊接纏繞螺旋葉片的管樁，基本工作原理相當於木螺絲，由專用的螺旋地樁旋緊設備旋入地下，代替傳統混凝土基礎。

螺旋地樁在施工過程具有諸多優勢，例如，基礎施工無需損壞周圍環境，無需挖掘土地和灌水泥，螺旋地樁可以直接打進地面，因此施工過程無泥漿污染，渣土外運和建築揚塵，並且大大降了工程造價；基礎在下雪、冷凍等惡劣天氣可照常施工，受環境影響極小；基礎採用GPS或全站儀精確定位，施工正向反向旋轉簡單可控可調，定位精度高；螺旋地樁日後使用完畢，只需反向旋轉，就可拔出，100%節能環保，可循環使用，可以隨心所欲移動，減少對環境的影響，移剩餘污染物為零，取出後，綠地環境不破壞，符合節能，低耗，環保新理念。螺旋地樁作為基礎施工的新型解決方案，無需開挖澆築，對環境零破壞，人工便捷施工，經濟快速，生態環保，符合裝配式建築的設計理念，並且通過獨創鋼結構預製對接件，能完美融入至BTS結構體系中。

螺旋地樁使用效果圖

模塊二：裝配式鋼結構模塊

裝配式鋼結構模塊採用國家建築材料展貿中心自主研發的鋼結構鑲嵌式綠色節能建築體系（簡稱BTS裝配式體系），該體系是鋼結構與鑲嵌式組合牆體緊密結合的裝配式建築技術體系，經多年技術研發以及多個項目不斷優化後，BTS體系目前已形成綜合成本具備價格優勢且性能優異的綠色裝配式建築體系成套解決方案，可用於獨棟別墅及高端地產、聯排別墅、文旅民宿、小型辦公樓等多種用途。

在BTS體系中的鋼結構部分採用矩形管框架體系，連接節點採用自主研發全螺栓剛性節點連接，目前節點連接形式已完成申報多國專利。鋼結構節點施工全程安裝快速，使用全螺栓連接，無需現場焊接就可達到剛性連接強度。自研全螺栓節點在北京建築大學工程結構與新材料實驗室已經完成多輪實驗，實驗結果遠超規範中的常規標準數值。同時矩形管框架結構體系擁有實際工程案例，反覆證明了其結構強度。

全螺栓剛性節點安裝示意圖

全螺栓剛性節點

BTS體系中的裝配式鋼結構模塊具有抗震性能優、結構自重輕、施工精度高、使用壽命長、施工速度快等諸多優點：

（1）矩形管框架體系的柔韌性能、強抗震性能好，可以通過一定的允許變形，吸收、消耗掉大量的地震力，從而減小地震力對建築物的破壞；

（2）與傳統的混凝土結構相比，由於矩形管構件截面小，與同等混凝土框架的用鋼筋用量相當，省去了框架樑柱的砼重量。鋼結構是鋼筋砼重量的1/2~1/3，大大減輕基礎的荷載，減少砼用量；

（3）大量的標準化鋼構件採用機械化作業，均在工廠完成，所以構件的施工精度與現場澆築的砼結構相比，精度高、質量好；

（4）所有鋼結構構件採用全鍍鋅抗腐蝕保護，鍍鋅含量在200g/㎡以上，結構使用壽命可達到百年以上；

（5）由於鋼構件為裝配化生產，構件精度高，並且現場施工無需焊接，裝配式鋼結構模塊速度快工期短，而且過程可控度比較高。

項目實例

裝配式鋼結構模塊在擁有上述優點的同時，在工程造價方面同樣具有很強的競爭力。在BTS裝配式體系的結構優化下，2層建築用鋼量約為35kg/㎡，相較傳統鋼結構二層用鋼量約為45kg/㎡，大幅節約工程造價；同時由於結構自重較輕，對地基要求不高，地基不用處理或適當處理就能夠滿足建築對地基的承載力要求，從而節約地基處理費用和基礎造價的費用；並且基礎施工、樓板施工與鋼構件加工可以採用平行作業的方式交叉或同時進行，從而大大地縮短現場的施工工期，與傳統砼結構的施工工期相比，能縮短約1/4~1/3的工期，從而大幅降低施工造價。