我国对装配式混凝土建筑的研究较早,在设计和施工技术方面进行了深入探索,逐渐形成几种比较典型的装配式建筑体系,主要有:大板建筑、盒子建筑、框架轻板建筑、升板和升层建筑。
(1)大板建筑
大板建筑是指将建筑主体划分为大型的内、外墙板和楼板、屋面板等构件,并在工厂进行预制,现场进行装配施工而建成的建筑。它是装配式房屋发展应用多的一种建筑结构体系,是实现建筑工业化的主要发展方向。
大板建筑的内墙板主要是空心或实心的钢筋混凝土板。外墙板可采用带保温层的钢筋混凝土复合板,也可采用带外饰面的由轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等预制而成的墙板。由于大板建筑的构件多采用在工厂预制,现场装配施工的建造方式,因此,大板建筑施工速度快,建设周期短,结构整体性好,抗震能力强。但是,大板建筑由于本身的不足,也存在诸如造型单一,隔声隔震能力差,容易出现裂缝、渗漏等问题。
(2)盒子建筑
盒子结构体系是指将整个房间作为一个盒子并在工厂内进行整体预制,同时完成盒子内部墙面的装修和设备安装工作,通过在施工现场进行装配并与其他结构的连接而形成的建筑体系。盒式结构建筑有以下几种类型:
①整体模块式:指完全由承重盒子重叠承受垂直荷载和水平荷载而组成建筑。
②板材模块式:指由厨房、卫生间或楼梯间等组成的盒子来承受建筑荷载,并通过有效的方式与墙板和楼板连接而组成的建筑。
③核心体模块式:将卫生间制作成盒子,并承担主要的建筑荷载,然后再与其他结构连接而组成的建筑。
④骨架模块式:指将非承载型盒子放置在承重骨架上而组成的建筑。盒子结构建筑工业化程度高,但由于盒子的生产成本较高,体积较大,使得运输和吊装施工困难,因此,盒子结构体系应用较少。
(3)框架轻板建筑
框架轻板建筑指主要承担荷载的框架由柱、梁或柱、板组合而成,其四周的围护结构采用轻质墙板等形式构成的建筑。由于其承载体系和维护体系在功能上具有明确的分工,使得建筑物自重减轻,扩大了使用面积,空间布局更加灵活,而且框架轻板建筑结构体系抗震性能优势明显,所以在民用建筑和工业建筑中应用范围较为广泛。
(4)升板和升层建筑
升板和升层建筑是指以预制钢筋混凝土柱子为导杆,作为地面上重复浇筑各层楼板和屋面板的支撑,通过千斤将各层楼板和屋面板提升到设计高度加以固定而形成的建筑。
升板和升层建筑的外墙可以用现浇外墙,也可以采用砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等。由于升板和升层建筑大部分施工作业在地面进行,节省了模板和脚手架的消耗,充分利用了施工场地面积,加快了施工速度,对于施工场地受限的工程比较适用。
通过上述四种典型装配式混凝土建筑体系的介绍,结合现浇结构体系的分类,我们可以将装配式混凝土建筑结构体系归纳为预制框架结构体系、预制剪力墙结构体系、预制框架—剪力墙结构体系三种类型。