全國首例！“嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系” 解決傳統裝配式建筑“三板問題”

5月17日，全國首例“嵌入式模塊化建筑”交付暨湖南農業大學神農英才公寓入住儀式舉行。

作為全國首例"嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系"永久性建筑項目的建成在國內模塊建筑發展領域具有里程碑意義。項目是國內第一座獲得建設行政審批通過的嵌入式模塊建筑，目前已申請/授權國家專利20余項，獲評2022年湖南省裝配式建筑行業示范項目。代表了當前國內建筑工業化的最高水平。

項目概況

項目位于長沙市芙蓉區，南臨濱河路，西靠致遠路?？偨ㄖ娣e3853.73㎡，高度為23.94m，其中計容建筑面積：3824.08㎡，層數為地上8層，共計388個單元模塊。項目自2020年10月中標，2021年3月正式開始動工建設，2021年7月第一批箱體出廠，2021年12月完成第388個箱體吊裝。在行政審批、設計圖審、生產制造及標準、現場驗收標準、安裝吊裝工法等環節均為業內首例，既是一次科研成果轉換的探索，也為該體系技術走向成熟積累了過程經驗。

項目是全國首例50年使用壽命的嵌入式鋼結構模塊單元房建筑，同時是新體系下國內建筑高度最高的永久性模塊化建筑。“嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系”，主要由“鋼框架+單元箱體”組成。采用汽車吊，由北往南，由東往西，鋼框架和箱體依次推進吊裝依次推進，進行流水作業，2個月完成8層吊裝。該技術體系采用bim正向設計，以標準化、集成化和可擴展化為理念，通過模塊化建筑的方式解決傳統鋼結構裝配式住宅存在的“三板”問題。

內部裝修

嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系

嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系主要包括單元房箱體和鋼框架結構兩個部分，可全部在工廠預制完成，現場連接工藝簡單、安裝便捷、質量可靠、無濕作業、建筑垃圾少，且便于拆卸、異地重建，對比傳統鋼筋混凝土建筑，每平米質量減輕80%，施工現場無濕作業，建筑垃圾減少70%，節能降耗60%，最終實現材料使用最優、人工使用最省。

“嵌入式”&“疊箱式”

當前在模塊建筑領域，主要有“疊箱式”與“嵌入式”兩種建造模式。

“疊箱式”顧名思義，像壘箱子一樣，即在建造過程中將一個個模塊化的建筑單元壘砌在一起；“嵌入式”則是先將建筑的整體框架設計建成，然后再將建筑單元填充進去。

兩種建造模式有著不同的應用場景。“疊箱式”的建造方式多用于中低層建筑，而“嵌入式”則可使用在中高層建筑當中。

實現了“五個一”的突破

全國首例50年使用壽命的嵌入式鋼結構模塊化單元房建筑；

國內建筑高度最高的永久性模塊化建筑；

國內第一座獲得建設行政審批通過的嵌入式模塊建筑，在行政審批、設計圖審、生產制造及標準、現場驗收標準、安裝吊裝工法等環節均為業內首例；

國內首個開展線上施工圖審查的嵌入式鋼結構單元體模塊化建筑；

湖南省首次使用節能變更審查的嵌入式鋼結構單元體模塊化建筑。

“技術亮點”

通過鋼框架單元箱體系連接節點實驗驗證，減少水平荷載下的箱體抗剪滑移。通過單元箱體系樓板靜載實驗，驗證了新型結構體系樓板承載力滿足設計需求；
通過研究建筑節點防水建筑構造做法及單元箱室內三板體系墻、地、頂拼縫處做法工藝，有效解決了單元箱室內三板體系墻、地、頂拼縫處美觀問題，并解決了單元箱體系水平、垂直拼縫處漏水，內墻面及頂棚開裂、外墻面滲水及開裂等問題；

通過完善鋼框架單元箱體的跨箱體拼裝縫隙控制措施以及增加箱體限位裝置，保障了吊裝嵌入精度同時減少了水平跨箱體縫隙；

通過多規格單元箱體的整體吊架設計，統一吊架完成不同規格尺寸箱體的吊裝，防止吊車直接吊起箱體角件引起的局部受力不均衡；

通過單元箱體系樓板動載實驗，針對性的進行結構補強，提升建筑舒適性，完成鋼框架單元箱體系的陰極保護防腐驗證，并通過鎂合金犧牲陽極改善鋼結構整體防腐性能；

單元箱體物理中心和質量中心不一致的吊裝平衡控制方法，解決了鋼框架單元箱體吊裝嵌入的精度和整體平衡控制問題；

完成節能、隔音、防火、防水、防腐等性能分析共計41項，并與材料選型系統，各類計算及試驗指標全部合格；

解決傳統裝配式建筑“三板問題”
項目采用了嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系，解決了傳統裝配式建筑“三板問題”，依托傳統鋼結構受力計算理論方法，結合bim技術強大的過程管理功能，以實際項目應用為載體，完成新體系在永久建筑的研究與實踐。

通過對實際項目的框架結構、連接節點、模塊單元、樓板的受力性能分析實驗，材料性能、焊接工藝、吊裝方案的全面論證，將新體系建筑全方位與永久建筑對標，形成完善自洽合規的技術體系，實現獨有的適用于永久建筑的嵌入式鋼結構模塊單元建筑體系。