1.常规定义
装配式建筑是指由预制部件通过可靠连接方式建造的建筑。
装配式建筑有两个主要特征:
(1)构成建筑的主要构件特别是结构构件是预制的。
(2)预制构件的连接方式必须可靠。
2.国家标准定义
按照国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231—2016)、《装配式钢结构建筑技术标准》(GB/T 51232—2016)、《装配式木结构建筑技术标准》(GB/T 51233—2016)的定义,装配式建筑是“结构系统、外围护系统、内装系统、设备与管线系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。”
国家标准定义强调装配式建筑是4个系统(而不仅仅是结构系统)的主要部分采用预制部品部件集成的建筑(图1-1)。
▲ 图1-1 装配式建筑在国家标准定义里的4个系统
1.按结构材料分类
装配式建筑按结构材料分类,有装配式混凝土结构建筑(图1-2)、装配式钢结构建筑(图1-3)、装配式木结构建筑(图1-4)和装配式混合结构建筑(图1-5)等。
▲ 图1-2 装配式混凝土建筑——日本大阪北浜公寓
▲ 图1-3 装配式钢结构建筑——美国科罗拉多州空军小教堂
▲ 图1-4 装配式木结构建筑——温哥华UBC大学学生公寓楼(53m)
▲ 图1-5 装配式混合结构建筑——东京鹿岛赤坂大厦(混凝土结构与钢结构混合)
2.按建筑高度分类
装配式建筑按高度分类,有低层装配式建筑、多层装配式建筑、高层装配式建筑和超高层装配式建筑。
3.按结构体系分类
装配式建筑按结构体系分类,有框架结构、筒体结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框支剪力墙结构、无梁板结构、空间薄壁结构、悬索结构、预制钢筋混凝土柱厂房结构等。
按照国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231—2016)的定义,装配式混凝土建筑是指“建筑的结构系统由混凝土部件(预制构件)构成的装配式建筑。”而装配式建筑又是结构系统、外围护系统、内装系统、设备与管线系统的主要部品部件预制集成的建筑。如此,装配式混凝土建筑有两个主要特征:
(1)构成建筑结构的构件是预制混凝土构件。
(2)由4个系统——结构系统、外围护系统、内装系统、设备与管线系统的主要部品部件预制集成的建筑。
国际建筑界习惯把装配式混凝土建筑简称为PC建筑。PC是英语Precast Concrete的缩写,是预制混凝土的意思。
装配式混凝土建筑根据预制构件连接方式的不同,分为装配整体式混凝土结构和全装配混凝土结构。
1.装配整体式混凝土结构
装配整体式混凝土结构是指预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。简言之,装配整体式混凝土结构的连接以“湿连接”为主要方式(图1-6)。
▲ 图1-6 装配整体式混凝土建筑的“湿连接”节点图
a) 灌浆套筒连接节点图 b) 后浇混凝土连接节点图
装配整体式混凝土结构具有较好的整体性和抗震性。目前,大多数高层装配式混凝土建筑都是装配整体式结构(图1-7和图1-8),有抗震要求的低层装配式建筑也多是装配整体式结构。
▲ 图1-7 沈阳万科春河里公寓楼(中国最早的高预制率框架结构装配式混凝土建筑)
▲ 图1-8 上海浦江保障房(国内应用范围最广泛的剪力墙结构装配式混凝土建筑)
2.全装配式混凝土结构
全装配式混凝土结构是指预制混凝土构件靠干法连接(如螺栓连接、焊接等)形成整体的装配式混凝土结构(图1-9)。
▲ 图1-9 全装配式混凝土建筑——美国凤凰城图书馆的“干连接”节点图
全装配式混凝土结构整体性和抗侧向作用的能力较差,不适于高层建筑。国外一些低层装配式混凝土建筑或非抗震地区的多层装配式混凝土建筑通常采用全装配式混凝土结构(图1-10)。
▲ 图1-10 美国凤凰城图书馆——全装配式混凝土建筑