震后居住建筑恢復(fù)性重建設(shè)計(jì)研究(22)

2013年9月22日

4.3.1.6 按耐久年限和權(quán)屬關(guān)系劃分部品群

按耐久年限的不同部品可劃分為05型、10型、20型、30型和50型；按權(quán)屬關(guān)系的不同部品可劃分為共用部品與住戶專用的部品。在設(shè)計(jì)相應(yīng)部品之間的連接和構(gòu)造做法時(shí)要注意：(1)那些耐用年限較短部品在維修和更換過(guò)程中不破壞其它耐用年限較長(zhǎng)的部品；(2)住戶專用的部品在維修與更換時(shí)不影響其它共用部品；(3)住戶專用的部品維修與更換時(shí)不影響其他住戶。

4.3.1.7 強(qiáng)調(diào)住宅維修和維護(hù)管理體系

長(zhǎng)期完善的住宅維護(hù)和維修管理體系是實(shí)現(xiàn)住宅的長(zhǎng)壽命以及不斷優(yōu)化的有效手段。與當(dāng)前普通住宅使用維護(hù)環(huán)節(jié)中計(jì)劃缺失和管理缺位的情況相比，CSI住宅主要通過(guò)制定特別詳細(xì)的《CSI住宅維修和維護(hù)管理計(jì)劃》，并結(jié)合住宅性能的認(rèn)定與住宅質(zhì)量的保證制度，以保修、有償維修維護(hù)和售后服務(wù)等為主要的實(shí)施方式，建立一套長(zhǎng)效的住宅維護(hù)和維修的管理體系。

4.3.2 CSI住宅與傳統(tǒng)住宅對(duì)比

CSI住宅作為“百年住宅”體系的基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)住宅相比，在建筑造價(jià)、建筑壽命、建筑內(nèi)部空間靈活性等方面有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)(表 4.1)。

表 4.1 CSI住宅與傳統(tǒng)集合住宅對(duì)比表格

	CSI住宅	傳統(tǒng)集合住宅
戶型	可變	固定
管線系統(tǒng)	水平配置與架空層，易更換	多穿樓板豎直布置，不易更換
套內(nèi)住宅部品及接口	模數(shù)化、集成化	無(wú)明確規(guī)定，各廠家不同
住宅維修	維修簡(jiǎn)單，發(fā)展完善維護(hù)體系	維修困難，缺少保障體系
住宅部品再利用	再利用率高，節(jié)約資源	再利用率低，浪費(fèi)資源

4.3.2.1 建筑造價(jià)

與傳統(tǒng)建筑相比CSI住宅在成本和性價(jià)比上的優(yōu)勢(shì)為CSI住宅發(fā)展提供了可能，CSI住宅按兩部分進(jìn)行分析，一部分是S即結(jié)構(gòu)體，與現(xiàn)在應(yīng)用的結(jié)構(gòu)相比，由于結(jié)構(gòu)體采取了長(zhǎng)壽命措施，板的跨度加大，空間增加，層高加高200mm左右，使結(jié)構(gòu)成本增加10%左右；第二部分是I即填充體，由于衛(wèi)生間、廚房、內(nèi)隔墻、地板、管線系統(tǒng)等部品的精裝化、工業(yè)化生產(chǎn)，可使成本降低20%以上。因此，CSI住宅的造價(jià)與傳統(tǒng)精裝修住宅的造價(jià)相比，達(dá)到相同檔次，并可節(jié)約成本10%以上，由于墻體采用隔音技術(shù)，墻體變薄，相同的建筑面積，CSI住宅套內(nèi)的實(shí)際使用面積要大3%以上。

4.3.2.2 建筑壽命

CSI住宅體系，結(jié)構(gòu)體壽命可以達(dá)到百年以上，住宅壽命長(zhǎng)，減少建筑垃圾產(chǎn)生，節(jié)約土地，住宅部品的工業(yè)化生產(chǎn)方式、現(xiàn)場(chǎng)裝配、減少生產(chǎn)建造能耗。最重要的是壽命延長(zhǎng)之后，CSI住宅可以滿足不同時(shí)期人的不同需要。傳統(tǒng)住宅是壽命短、頻拆遷，住宅實(shí)際使用壽命不足30年，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命，傳統(tǒng)建造方式浪費(fèi)了大量人力和資源，產(chǎn)生大量建筑垃圾。

4.3.2.3 建筑內(nèi)裝修

CSI住宅內(nèi)裝修不依附建筑結(jié)構(gòu)體，工業(yè)化裝修污染可控，產(chǎn)品可升級(jí)換代，工業(yè)化裝修縮短施工時(shí)間，提高施工質(zhì)量，循環(huán)使用減少建筑資源的浪費(fèi)。傳統(tǒng)建筑方式的二次裝修浪費(fèi)嚴(yán)重，并且裝修破壞主體結(jié)構(gòu)，影響主體結(jié)構(gòu)壽命。

4.3.2.4 建筑靈活性

CSI住宅的S-I分離體系可以使內(nèi)部隔墻、廚衛(wèi)等部品就像家用電器一樣可以隨便更換位置，實(shí)現(xiàn)戶內(nèi)空間的變化。傳統(tǒng)建筑方式，房屋一旦建成，各功能空間位置固定，戶型不可變，無(wú)法滿足人們對(duì)于提高居住環(huán)境的需要。

4.3.2.5 建筑舒適性

CSI住宅采用雙層地板，地板敷設(shè)隔音膜，不同的方向來(lái)的聲音都可以隔離。雙層架空地板，架空200到300毫米，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)，可以阻隔不同頻率的聲音，有效改善隔音環(huán)境，保證住房獨(dú)立性，采用外墻內(nèi)保溫，改善溫?zé)岘h(huán)境，保證良好的室內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保，延長(zhǎng)住宅的可使用壽命。而傳統(tǒng)住宅建造方式噪音大，能耗高，存在墻體滲漏等問(wèn)題。

4.4 CSI住宅的設(shè)計(jì)方法

CSI住宅的主要做法是：首先將住宅建設(shè)分為結(jié)構(gòu)體和填充體兩個(gè)部分分開(kāi)設(shè)計(jì)和建造。第一步是由設(shè)計(jì)單位和施工單位設(shè)計(jì)建造結(jié)構(gòu)體；第二步是由建筑師設(shè)計(jì)多樣化的填充體，并由工廠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。設(shè)計(jì)師對(duì)用戶進(jìn)行指導(dǎo)，由用戶自由選擇室內(nèi)布置；第三步是把住戶選定的填充體按照住戶的意愿布置安裝于他所選定的結(jié)構(gòu)體中，最終完成住宅的室內(nèi)裝飾。

4.4.1 結(jié)構(gòu)體承重體系的選擇

4.4.1.1 結(jié)構(gòu)體的可用結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)體是CSI住宅的承重體系，在結(jié)構(gòu)體系的選擇上應(yīng)以能形成大空間以便后期靈活劃分空間為目的。目前可應(yīng)用于CSI住宅的結(jié)構(gòu)體系如下：

(1) 磚混大開(kāi)間結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)體系利用磚混結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，由“不動(dòng)”和“可移動(dòng)”兩部分組成。外墻和必需設(shè)置的承重內(nèi)墻、樓屋蓋、廚衛(wèi)位置及水電等設(shè)備的管線稱為“不動(dòng)”部分，分隔室內(nèi)空間可移動(dòng)的輕質(zhì)隔墻，稱為“可移動(dòng)”部分，這種體系也被稱為“空殼子”住宅。

不動(dòng)部分的承重橫墻可用配筋砌體或約束砌體，也可采用弱框架組合砌體。這種住宅除了具有混凝土結(jié)構(gòu)大開(kāi)間住宅的一些優(yōu)點(diǎn)外，與一般磚混結(jié)構(gòu)住宅施工相比，濕作業(yè)少，操作面大，周期短；另外，它還可以在承重墻的適當(dāng)位置預(yù)留門洞，做潛伏設(shè)計(jì)，以便把最初設(shè)計(jì)時(shí)的一梯三戶、一梯四戶改變?yōu)橐惶輧蓱?，從而擴(kuò)大戶均面積。缺點(diǎn)：由于自重大，抗震性能差，如何保證屋樓蓋具有良好的整體性能和抗震性能，是這種類型住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

(2) 混凝土空心砌塊大開(kāi)間結(jié)構(gòu)

混凝土空心砌塊大開(kāi)間結(jié)構(gòu)，就是利用190mm厚的混凝土空心砌塊，取代粘土實(shí)心磚，配以復(fù)合高效保溫材料，解決保溫節(jié)能和隔熱問(wèn)題。結(jié)構(gòu)布置成縱橫墻共同承重，房屋開(kāi)間為6~6.6m，層高為2.7m。與磚混大開(kāi)間結(jié)構(gòu)一樣，樓蓋、屋蓋應(yīng)具有足夠的剛度，以便能將水平地震力傳給墻體，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)增設(shè)圈梁與構(gòu)造芯柱(芯柱中豎向插筋與基礎(chǔ)梁連接，并貫通墻身、貫通樓板與圈梁連接)。這種結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)相比，建筑自重降低30%，單方用工量少20%，使用面積增加5~6%，節(jié)約能耗30~50%。

(3) 框架輕墻(板)結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)一般由梁、板、柱所組成。其主要優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，具有較大的室內(nèi)空間，能夠較大程度地滿足建筑使用的要求。但框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度小，水平作用下抵抗變形的能力較差，在強(qiáng)震下結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移與層間相對(duì)水平位移都較大。為了同時(shí)滿足承載能力和側(cè)移剛度的要求，柱子截面往往很大，很不經(jīng)濟(jì)，也減少了使用面積。所以在地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)不宜太高。這種結(jié)構(gòu)體系由鋼筋混凝土大柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)承重，預(yù)留廁所和廚房，圍護(hù)墻和隔斷墻用空心磚、砌塊或輕質(zhì)板材等新型輕質(zhì)高強(qiáng)材料，適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好。住戶可根據(jù)需要，自由調(diào)整平面布局。

由于采用框架承重和大量使用輕質(zhì)墻體材料，建筑自重大為減輕，僅為普通磚混結(jié)構(gòu)的一半。因此，這種結(jié)構(gòu)體系對(duì)抗震設(shè)防較為有利；同時(shí)使用面積系數(shù)提高。目前這種住宅的單方價(jià)格與普通磚混結(jié)構(gòu)住宅基本持平。缺點(diǎn)：柱、梁露明，使用不便。

(4) 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)是指用鋼筋混凝土墻板代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱結(jié)構(gòu)，并能承擔(dān)荷載引起的內(nèi)力和有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。鋼筋混凝土墻板不但能承受豎向和水平力，它的空間整體性好，同時(shí)也有較好的抗震性能，不足的是它的結(jié)構(gòu)自重較大。房間內(nèi)可以做到不外露梁、柱的棱角，并且預(yù)應(yīng)力的剪力墻結(jié)構(gòu)還可以做出大空間的住宅布局，方便使用。目前，剪力墻的結(jié)構(gòu)形式是高層住宅所采用的非常廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。房間內(nèi)的分隔墻和預(yù)應(yīng)力廚房衛(wèi)生間等空間的分隔墻，可以采用預(yù)制輕質(zhì)隔墻來(lái)分隔其內(nèi)部空間，這種分隔方式使裝修和改造更為方便。

(5) 框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)，亦稱框剪結(jié)構(gòu)，它在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量剪力墻，從而構(gòu)成靈活自由的使用空間，并能滿足不同建筑功能的使用需求，又有足夠的剪力墻形成相當(dāng)大的剛度，框剪結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)組成不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)形成的新的受力形式，它的框架也不同于純框架結(jié)構(gòu)體系中的框架，剪力墻也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的剪力墻。這是因?yàn)橄虏繕菍樱袅Φ奈灰戚^小，它約束著框架按照彎曲型曲線變形，剪力墻承受大部分的水平力，而上部樓層恰恰相反，剪力墻的位移會(huì)越來(lái)越大，并有外側(cè)的趨勢(shì)，而框架有內(nèi)收的趨勢(shì)，框架約束剪力墻按照剪切型曲線變形，框架除了要承擔(dān)荷載產(chǎn)生的水平力外，還負(fù)擔(dān)了把剪力拉回的附加水平力，而剪力墻不但不能承擔(dān)荷載產(chǎn)生的水平力，還因?yàn)榻o框架一個(gè)附加的水平力而承擔(dān)一個(gè)負(fù)剪力。因此，上部樓層中即使由外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小，框架中也會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的剪力?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)房屋兼有框架結(jié)構(gòu)體系和剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)，抗震性能好，空間布置靈活，所以它是現(xiàn)在小高層住宅采用比較多的一種結(jié)構(gòu)形式。

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