土木吧丨对装配式建筑发展的再认识
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专家简介：林树志，工学博士，教授级高级工程师。现任厦门市交通局巡视员、总工程师。住房和城乡建设部全国超高层建筑抗震设防审查专家委员会委员、中国建筑学会建筑结构分会常务理事、中国核心期刊《土木工程学报》编委。
1.基于建筑产业现代化的装配式建筑发展
建筑业转型升级离不开建筑业现代化，建筑装配式建造是实现建筑业现代化的一种方式，其他建造模式只要符合工业现代化要求、具备工业现代化特征，也可以与装配式建造模式相结合、同步推进。
1、混凝土现场浇筑仍是现代作业方式。施工现场混凝土搅拌已基本取消，混凝土浇筑方式已完全改为工厂集中搅拌，车辆运输，再到现场泵送。从生产、运输、泵送，到现场浇筑，已完全工厂化、机械化。
与现场搅拌相比，不存在砂、石子、水泥等原材料的堆放、废水排放等环境污染，也解决了现场搅拌时工人劳动强度大、劳动效率低的问题。直到今天，混凝土现场浇注方式（预拌+泵送）依然是一种现代化的操作方法。
2、现浇钢筋混凝土结构最受诟病的问题还不是混凝土的浇筑，对于现浇钢筋混凝土结构来说，现场的手工作业还是占有很大比重，现场需要大量的空间来堆放钢筋、模板、支撑，还需要大量的工人来绑扎钢筋、支撑模板。
工人需高空作业，日晒风吹雨淋，施工安全风险大，钢筋笼、钢筋网绑扎、模板等生产若不能转移到工厂，再由工厂集中配送，现浇钢筋混凝土结构存在的突出问题将永远无法解决。
3、钢筋混凝土结构的预制或现浇并不矛盾，而是可以相互补充的。现场需要大量钢筋绑扎和模板支撑的部位，拆成预制构件，转入工厂生产，再运到现场吊装。对于钢筋绑扎较少或无模板支撑的部位，仍宜采用现场混凝土泵送浇筑。例如，预制组合楼板，下层蒙皮的预制板兼作模板，上层蒙皮再铺现浇层。同样，还有预制组合梁、预制组合墙板、预制空心柱等。
组合楼板可省去大量现场钢筋绑扎及模板支撑工作，现浇各层叠加后，组合楼板刚度与传统现浇楼板一致，与周边梁或墙体连接牢固。
需要更新的是建筑产业现代化的理念，以协调装配式建筑的发展。凡是符合产业现代化要求、具有产业现代化特征的建造方式，只要能够“既提质又减量”（即提高质量、提高效率、减少人工、减少污染），都应予以应用和协调发展。
钢桁架楼承板是装配式楼盖的典型代表，钢桁架楼承板将钢筋混凝土楼板内的钢筋与施工模板组合在一起，在施工阶段可承受湿混凝土自重及施工荷载，在使用阶段钢桁架与后期现场浇筑的混凝土共同承担使用荷载，后浇混凝土采用“预拌+泵送”，仍具有工厂机械化等现代建筑业特征。
钢桁架采用工厂自动化生产设备，模板通过连接件与钢桁架连接，可拆卸重复使用。
钢桁架楼承板将钢筋及模板工程全部搬到工厂，可明显减少现场钢筋绑扎、模板支撑工作量，大大减少现场作业人员数量，明显加快施工进度，真正做到“两增加、两减少”，因此钢桁架楼承板的拼装铺设应计入拼装率。
4、预制与现浇相结合，更有利于装配式建筑的发展。由于受道路条件和运输、吊装能力的限制，预制构件尺寸不能太大、太重，将人工较少、方便混凝土泵送、浇注的部位仍留在现场。一方面可以减轻预制构件自重，减少预制构件生产、运输、吊装的工作量，另一方面也不降低工厂化生产、机械化总体比重。特别是在预制构件的连接部位，采用现场浇注，更有利于构件间的可靠连接。
水平、垂直接头必须可靠连接，采用现浇连接能更好地保证结构在荷载和地震作用下不发生破坏或连续倒塌。
2、装配式混凝土结构的预制化率并不是越高越好
根据《装配式混凝土结构技术规范》JGJ1-2014，剪力墙体系预制与现浇需交叉作业，施工效率不高，水平连接、关键位置的竖向连接必须依靠现浇，因此不宜过分追求预制率。
预制率越高，建设成本越大；预制率越高，运输、吊装难度越大；预制率越高，总体效益越不明显。
对于混凝土框架，预制梁、柱的节点连接相对容易，技术成熟，预制率可以较高；混凝土剪力墙结构预制构件连接较为困难，且竖向承重墙采用预制装配时，应充分评估预制墙体连接的可靠性。
剪力墙结构竖向承重墙为直墙，人为地将构件分割成现浇段和预制段，增加了施工难度和连接工作量，门窗洞口处情况更为复杂，因此，对于剪力墙结构竖向承重墙，当构件分拆后，现场连接难度明显增加时，建议采用现浇。
不能盲目追求主体结构预制率，预制率越高，现场连接量越大，对材料、机具、操作工的要求也越高，如果连接不好，容易出现安全隐患。
预制率高低并不是预制模式与传统建造模式的本质区别，装配式建筑也可以有一定比例的现浇，只要现浇与预制的结合能够有利于“两增两减”，能够互相促进，就能用得上。能抓老鼠的猫就是好猫。
剪力墙结构预制件可集中在组合梁、组合楼板、预制楼梯、预制阳台、预制内隔墙、预制外墙板（外墙饰面与预制件同时在工厂完成）等，可节省楼面模板和外脚手架。
凡是现场浇注费时、费力、费力的部位，如楼梯、飘窗等，都应尽可能在工厂预制。
3.钢结构构件现场连接应采用螺栓连接代替焊接
国内钢结构构件的现场连接大部分采用焊接方式，选择焊接的主要原因是成本低，只需要一点电，一点气焊丝，而且国内有便宜的焊机。
但现场焊接难度远高于螺栓连接，尤其是现场安装，焊工需要携带大型焊机进行高空作业，施工安全风险较大，而且高空焊接可能效果不佳，影响钢结构节点连接质量。
现场满焊或螺栓焊接连接质量难以保证，施工周期长，劳动强度大，施工安全风险大。焊接时钢筋熔化后结合，焊后收缩，变形难以控制。没办法做到“两增两减”，违背了装配式建筑的初衷。
钢结构构件螺栓连接受力合理、工艺可靠，现场作业少，施工人员少，更符合装配式建筑的特点。构件在工厂精确钻孔，节点连接精度高。从整个生命周期来看，将来组装、拆卸都很方便，长期效益明显。
什么是真正的装配式钢结构？就是工厂化生产的钢结构构件。钢板在工厂内切割、加工、焊接（工厂焊接可保证焊接质量，经探伤检验合格后出厂），构件制成构件，运输至施工现场。现场安装时，不进行焊接或尽量减少现场焊接，主要连接方式为高强度螺栓拼装。这是钢结构建筑是否真正实现装配式的重要特征。
钢结构的焊接都是在工厂里进行的，一些复杂的节点需要焊接，以方便生产，这些需要焊接的复杂构件尽量转移到工厂，通过工业化，用机器代替人，进一步减轻工人的劳动强度，提高复杂构件生产的精度。
现场采用螺栓连接，现场采用螺栓连接的前提是钢结构构件需要精密制作，目前在工厂内钢结构构件精密制作已经不存在任何障碍，机器人全自动钢板切割、机器人全自动焊接、机器人全自动钢板冲孔、数控钢板焊接、激光钢板切割冲孔，误差可以做到毫米级。
在施工现场采用高强度螺栓连接有三大优点：第一，工人的劳动强度比焊接低很多，精度有保证，质量更可靠；第二，施工速度快，工期短；第三，遇到地震时，螺栓连接的能量吸收能力比焊接强，更容易保证小震不会损坏，中震可以修复，大震不会坍塌。
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