集块装配式建筑技术系列之结构篇（1） ──结构体系

集块装配式建筑技术包含绿色功能性建材制品技术、装配式配筋砌块砌体剪力墙结构技术、装配式变截面连续受力空心板楼（屋）盖技术、装配式刚柔连接填充墙技术、装配式夹心保温墙技术、全自动砌筑机器人、系统的配套设备与工具、智慧建造等生产、设计、施工与质量检验技术的技术体系。体现了工厂效率+工程效率的协调统一和最大化，实现了提高质量、提高效率、减轻环境压力和减少人工依赖（两提两减）发展目标。

集块装配式建筑结构体系

集块装配式建筑，采用预制的孔洞率不低于 45%、对孔率不低于 90%的混凝土小型空心砌块，通过专用砌筑砂浆将其连接并按设计配置水平钢筋生产成预制空心砌块砌体墙构件；达到强度要求打包完成后，自构件生产工厂运至现场，利用装配施工设备与工具，采用穿筋工艺将预连接可靠完整的竖向及水平连接钢筋穿入孔洞内，经校正固定与连接柱支模后，再用专用灌芯混凝土将墙体内部预留的纵横向相连孔洞 100%全部灌实，形成钢筋混凝土密肋条带，将预制砌块砌体构件连接成整体， 形成的装配整体式钢筋混凝土剪力墙竖向承重结构。

竖向承重结构示意

集块装配式建筑的“三双”

集块装配式建筑的技术特点，可以用“双积木”“双工法”“双工厂”来高度概括。

“双积木”

所谓“双积木”是指以工业产品混凝土小型空心砌块为小“积木”在工厂制作墙片，以墙片为大“积木”在施工现场组装成建筑物。由几种简单的块型产品组成多样化的墙片，实现了以标准化的产品满足个性化需求，解决了结构形式对多种建筑需求的适用性，为推广应用奠定基础。

“双积木”技术路线

“双工法”

所谓“双工法”是指墙片竖向连接的“穿筋”工法和墙片水平连接的“串筋”工法。“穿筋”是指墙片安装时，先将竖向钢筋在楼面连接好，墙片的下落过程中竖向钢筋穿进墙内，这样可以实现钢筋的无障碍连接，保证质量；“串筋”是指墙片之间的水平连接以局部后浇连接柱连接。连接柱一侧的墙片就位后，将附加连接钢筋穿进砌块槽道，在另一侧墙片就位后，将附加连接钢筋“串”到墙片中一部分，使两侧墙片的水平钢筋实现可靠搭接连接，再浇筑混凝土。“双工法”从根本上解决了装配式结构的连接问题。

竖向钢筋“穿筋”连接工法

水平钢筋“串筋”连接工法

“双工厂”

所谓“双工厂”是指墙片等预制构件的制作，可以在“固定工厂”进行，也可以在“弹性工厂”进行，即在施工现场或邻近的临时工厂进行，这样可以减小建厂投资，按需提供制造场地，还可以避免大构件的远距离运输。“双工厂”模式可以避免大规模建厂，造成资源的闲置与浪费，有项目，有工厂；项目结束，工厂消失。“弹性工厂”可以降低成本和减少建厂投资，条件具备时可优先采用。

集块装配式建筑结构技术

集块装配式建筑技术中，结构体系新技术的配筋砌块砌体剪力墙结构技术、装配式变截面连续受力空心板楼（屋）盖技术是整个集块装配式建筑技术的核心。

承重墙装配化施工技术

◆ 混凝土空心砌块墙片绑扎技术。利用专用基座，使得墙片底部与基座间离开距离，在墙顶部设置钢梁，将墙片从墙底用钢丝绳绑扎到钢梁上，其中墙底工具可根据需要开合，在墙片就位后打开绑扎系统并移走。

◆ 三维墙片构件吊装技术。采用“两点法”吊装墙片，通过设置平衡梁和绑扎梁上的吊点位置，实现墙体重心、吊钩、平衡梁在竖向重合，速度快、安全可靠。

“两点法”吊装示意图

◆ 墙体装配化施工拆解技术。将墙体拆解成墙片是装配化施工的前提，在吊装三维墙片的前提下，实现了将断点设置在一字形墙肢上，避开交点等约束部位，更安全。

◆ 竖向钢筋“穿筋”连接技术。见“双工法”内容。

◆ 水平钢筋“串筋”连接技术。见“双工法”内容。

◆ 三维构件垂直度调整技术。通过“三点两靠法”，迅速可靠地对墙片的垂直度进行调整，可以做到不返工。

“三点两靠法”调整墙片

◆ 楼梯间装配化同层施工技术。单跑楼梯间自然可以与其他墙体同层施工，这里主要是指双跑楼梯，由于缓台及窗的设置，对墙体分割与其他墙体不同，造成同层施工困难。通过对楼梯间墙体的合理分解，并辅以合理构造和工序，实现楼梯间与其他墙体同层施工。

分体式楼梯间同层施工技术

◆ 墙体竖向钢筋定位技术。通过合理措施和工艺流程控制，下层施工时竖向钢筋满足本层墙片装配化施工需要。

◆ 预制墙片水平钢筋定位技术。使用专用限位器，严格控制墙片中水平钢筋位置，以便为穿筋和灌注混凝土提供条件。

◆ 吊装用引导管拆除技术。在专用装置的辅助下，将从墙片上撤下来的引导管有条不紊地从绑扎梁上拆解下来，为后续使用做好准备。

专用拆管架

装配式预应力连续空心板楼盖技术

◆ 局部叠合板制造技术。在初凝前后使用专用工具将硬挤压干硬性预应力混凝土空心板进行加工成型，速度快，造价低，质量可靠。

◆ 装配式预应力连续空心板楼（屋）盖施工技术。基于门式脚手，研制了快拆式线性支承系统，对楼板进行两端支承，门式脚手提供侧刚和稳定作用，待浇筑完局部后浇带，拆除门式脚手，仅留立顶，加强工具周转。

◆ 预制楼板调平技术。对于因施加预应力后稍有不平的相邻楼板，用调板器将其硬性强制板底平，然后用连接件固定位置，并做板缝灌缝处理。

调平与限位

◆ 预制空心板楼（屋）盖整体化技术。通过设置局部后浇带、板缝灌缝、设置板间连接件、板侧设置分布筋等一系列措施，提高装配式连续空心板楼盖整体性。

楼（屋）盖整体化技术措施

集块装配式建筑结构体系优势

集块装配式建筑技术具有效率更佳、成本更低和质量更可控的显著优势。

效率更佳

将承重墙体、填充墙体和外围护墙体拆分为模数化小砌块，让墙体的预制实现标准化生产；将楼（屋）盖采用连续受力空心板实现标准化生产，彻底摆脱了预制构件依赖设计、实行一模一板定制化的低效率生产工艺，提高了工厂生产效率，降低了预制产品的成本，增加了利润空间，为推动产业转型升级提供了技术保障。在工程现场设备通用、构件安装高效、组织管理简单、人员少效率高、生产周期缩短和操作简单方便上，在有利于提高工程质量的前提下，实现了工程成本的实质性降低。

成本更低

利用全国处于停产或不饱和生产任务状态的砌块和预制空心板既有产能资源，解决了80%以上产能转型升级所需的产能需求，为盘活社会闲置资产、避免产业转型升级大投入、从源头降低产业成本和实现全国产能的供给保障提供了新路线。在同一建筑方案条件下，与装配式钢筋混凝土剪力墙结构相比，实现节省钢筋40%和节省工程综合成本20%以上的应用优势。

质量可控

通过“双工法”工艺，实现了竖向钢筋和水平钢筋的无障碍连接，提高了钢筋定位的容错率，简化了操作，提高了质量，提高了效率。施工中采用“一层一灌注、一灌两振捣”的芯柱浇筑工法，在通畅的130mmx130mm孔洞内实现浇筑高流动性细石专用灌芯混凝土，其浇筑质量亦是有保障和可检查的。

结语

集块装配式建筑技术是哈尔滨工业大学自上世纪八十年代、历经三十余年、经几代人持续创新，在王凤来教授领军下创立的一套技术体系和产业现代化发展模式。逐步完善了试验研究、理论体系、设计方法、工程示范和技术集成，在2001版国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003和《建筑抗震设计规范》GB 50011首次规定了该类结构体系的设计方法，2017年主编黑龙江省地方标准《装配式配筋砌块砌体剪力墙结构技术规程》DB23/T 2066，将配筋砌块砌体剪力墙结构由原位砌筑发展为装配式，成为国内外独一无二的一条装配式建筑技术路线，拥有70余项独立知识产权，填补了国内外空白。先后获得2009年黑龙江省科技进步一等奖、2015年省科技进步二等奖、2018年华夏建设科学技术一等奖等多项科技奖励。适用于建设高度不超过100m的住宅、公寓、学校、宿舍、医院、旅馆、办公楼等各类非超大空间需求的各类建筑，适用面广，必将在我国装配式建筑建造潮流中大放异彩。（达城绿建）