装配式建筑中的石材和混凝土覆盖层（案例） / 开普饭

案例一：现浇钢筋混凝土核心筒-重木框架体系，薄壁轻钢复合幕墙体系

这是一栋现浇钢筋混凝土核心筒-重木框架体系，薄壁轻钢复合幕墙的混合结构高层建筑（图1-1）。

图1-1

该项目正式名称叫：BrockCommons学生公寓，楼高53米，18层全木结构，能够提供404个住宿房间。

外围护墙体系统采用了（EIFS，即“外墙外保温”系统）152毫米厚冷轧轻钢框架结构复合外墙，玻璃纤维填充，热阻达到R-16级别（或三明治外墙，同时具备结构、保温和美学三大功能）。

全部工厂预制好现场吊装（图1-2，图1-3）。

图1-2

‍图图图图图1-1图1-2图1-2图图图图1

图1-3

虽然主体结构大部分为木材，但是建筑整体还是混合采用了不同结构形式以达到经济上的最优化。包括屋顶部分采用了钢结构，一层大堂为混凝土结构，核心筒为混凝土结构，所有外墙和内隔墙采用了轻钢结构（图1-4）。

图1-4

下面是一些最新的项目图片（图1-5~图1-8）。

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‍图1-5

‍图1-6

‍图1-7

‍图1-8

案例二：西雅图大学法学院

从概念到现实

项目：西雅图，华盛顿，西雅图大学法学院

建筑师：奥尔森·森德伯格·坤迪·艾伦建筑师

合伙建筑师：约斯特·格鲁伯·霍尔建筑师

结构工程师：帕特南·柯林斯·斯科特合伙人

当西雅图大学创办它的新法学院时，它委任了奥尔森·森德伯格坤迪·艾伦建筑师来设计计划中的新房子。大学希望的校园里的建筑会提升学校声望，既能融入校园内现有的砌块结构，也能反映出新制定计划的时代特征。

作为回应，建筑师选择的建筑物覆盖系统结合了砖块饰面和铝幕墙——平衡了老的和新的材料。同样，他们也力求在设计和详图中，以所采用的饰面设计来表达这个覆盖系统的现代表皮质量。砖块板被安排成水平带式布局，明显支撑在结构钢材槽形构件上。集成的外部钢材遮阳会加强系统的带状特性。

当建筑师已经设计出饰面的结构钢材槽形构件支撑时，一个重要的决定出现。第一个可选的方法是把砖块支撑在隐藏在饰面后面的钢材角钢架上，然后增加一个明显的能够表达承重功能，而实际上在结构角色上却没有实际的作用的槽形构件。第二个选择是把钢材槽形构件设计成真正意义上的饰面支撑，允许槽形构件执行建筑和结构双重角色。

二个选择都有争议。第一个选择依赖更加传统的施工方法，首先是容易和建造者沟通。另外，由于槽形构件不是承重构件，可以用更加轻的材料预制，并且可以接受更加广泛的装修选项，例如采用薄金属成型来模仿结构槽形构件。另一方面，结构槽形构件有着比较重的，以及更加真实的外观。从项目中拿掉被视为没有必要的装饰，当作预算削减措施是没有风险的。对于建筑师来说，这似乎是一个更加可靠的表达饰面重量的方法和它所代表的支撑方式。

图2-1

西雅图大学法学院

图2-2

装配式顺序研究

图2-3

施工图安装详图

图2-4

饰面和槽钢的照片细节

如果考虑第二个选项，建筑师需要确认这个非传统的饰面支撑方法。与结构工程师一道来设计槽形构件，并且研究如何把它固定到建筑物骨架上的方法（见图2-2）。仔细查看装配顺序，核实各种建筑系统，包括结构骨架、钢材柱子支撑、覆盖物、外部围合材料，以及饰面等，能够合乎逻辑的安装。这些研究说服建筑师结构槽形构件是可以使用的，并且做出决定，采用这个选项。最终的施工图纸显示结构钢材槽形构件掩盖了连接板的螺栓，接下来就是焊接结构钢材骨架（见图2-3）。

果不其然，就建筑师而言，还需要额外的努力，去找出施工期间发生的问题。一个问题是关于装配顺序问题。在设计状态期间，研究各种选项，建筑师完成的设计和详图是基于假设一边砌砖，一边安装支撑槽形构件，并不等到支撑钢材柱子和覆盖物都已经就位。承包商是根据他们安装结构槽形构件的施工进度，稍微提前一点安装结构钢材骨架。虽然二种方法都可行，但为了协调这个变化对外墙组装其他方面的影响，采用这个顺序，则需要建筑师修改施工文件上的各种其他部件。

第二个困难涉及保证结构槽形构件的安装公差。槽形构件支撑需要精确定位，需要由砖瓦匠根据实际施工来提供准确尺寸。值得注意的是，放置结构钢材柱子的公差大于槽形构件自身所能够允许的公差，在柱子和槽形构件之间已经设计了附件，允许在这些构件之间调整。尽管有这些准备，但是在有些案例里，现场没有对齐柱子，还是会超出设计连接的调整限制。

这个问题混杂了槽形构件自身不曾预料到的，无规律的问题。槽形构件已经明确为热浸镀锌，采用重锌镀层流程，给钢材提供保护，以防腐蚀。在热浸镀锌流程期间，加热的槽形构件已经产生隐隐约约地翘曲。尽管还没有让这个槽形构件到不能用的地步，这种额外的扭曲使得更加难以按照要求的精度把槽形构件安装到柱子上。为了解决这个问题，就需要修改连接设计，允许把原来的螺栓连接改为焊接，因而，允许更大的调整。

最终解决了施工难度，成功的完成砖块饰面，并且最终的墙系统在客户和建筑师那里，获得了建筑功能和建筑美学双赢。这个项目让设计的可施工性扮演了重要角色，项目可以顺利和成功脱颖而出，达到了项目的设计目标。

案例三：模块化EIFS（即“外墙外保温”系统）样板墙

多高层住宅应用的预制外墙体系的主要技术特征应该，但不局限于以下几条：

■预制（实现住宅产业化的必要条件）；

■轻质（预制装配式建筑的充分条件）；

■保温（节能、环保、绿色的充分条件）；

■美观（建筑美学的充分条件）；

■便宜（市场推广的充分条件）；

■安全（施工和使用的基本条件）。

目前预制混凝土，即所谓混凝大板系统只能满足预制、保温2个条件；无法满足轻质、美观、便宜、安全等4个条件。

只有把EIFS技术与轻钢龙骨骨架系统结合起来，制造模块化EIFS（即“外墙外保温”系统）样板墙，才能同时达到上述预制外墙体系的六大技术特征。

（一）建筑设计