随着我国未来人口红利的消失以及环保问题日益严峻，装配式建筑已经成为建筑行业的重要发展方向。而传统装配式建筑在结构上主要以水平叠合板为主，水平叠合板本身存在桁架筋含钢量增加、混凝土厚度增加、杂模多施工不便等问题。即使水平装配式结构技术还在不断改进，但是还是或多或少无法规避类似问题的出现。
与其发展水平装配式结构，其实发展竖向装配式结构更有必要。因为现场竖向结构的绑扎量大、竖向支模难度更高，对品质的要求更高，如果我们竖向做预制，提前在工厂制作好，就更能解决现场的这些问题。
三一筑工在竖向装配式结构技术上，克服传统装配式技术不足，研发出SPCS装配式结构技术。该技术核心特征之一是“空腔墙柱+等效异构”。
所谓空腔墙柱是指采用SPCS空腔墙或SPCS空腔柱，大幅减少了现场绑钢筋、支模板、搭脚手架工作量。空腔墙柱的构件形式详见图1。该构件形式区别于实心墙构件，可以用少量的预制，做出更大尺寸的构件，减少构件自重，降低构件制作成本、构件运输成本和相应塔吊租赁成本。
图1 空腔墙柱示意图
而所谓等效异构是指采用受力性能等同现浇结构的各类连接方式进行结构组合，主要连接方式详见图2。该连接方式解决了传统套筒灌浆对中难、灌浆难、检测难等行业痛点问题，做到节点连接可视，质量更易控制，混凝土整体浇筑，使得结构整体安全不漏水。
图2 等效异构示意图
在上述技术特征的基础上，SPCS结构技术也根据项目业主诉求，不断进行迭代升级，研发出了圆形截面空墙柱成套技术。该技术在2024年年初，由三一筑工承接的湖南师范大学附属星沙云谷实验学校EMPC工程总承包项目上得到大规模应用，取得了令业主满意的效果。
湖南师范大学附属星沙云谷实验学校项目占地面积 6.12 万㎡，总建筑面积 4.69万㎡，其中地上计容面积 3.87 万㎡（架空层），地上不计容面积 0.31 万㎡，地下建筑面积 0.51 万㎡，为混凝土框架结构，由1#中学教学楼与综合、2#小学教学楼、3-1#食堂、风雨操场、3-2#实验楼、4#报告厅、5#南大门、6#垃圾站、连廊、地下车库组成，该项目鸟瞰图详见图3。
图3 项目鸟瞰效果图
本项目在建筑工业化应用方面，采用装配式建筑方式进行建造，1#中学教学楼与综合楼、2#小学教学楼、3-1#食堂、风雨操场、3-2#实验楼、4#报告厅均采用SPCS空腔柱装配式建造体系。该项目一共应用了1089根预制空腔柱，其中截面为圆形的空腔柱220根，其高度均为3m以上。
在设计阶段， 采用三一筑工研发的PKPM+SPCS深化设计软件进行构件设计深化。基于之前所介绍的SPCS技术特征，本项目采用的圆形截面空腔柱设计成如图4所示的构件形式和连接节点形式。本项目空腔柱上下连接采用的是机械连接方式。该连接方式区别于传统套筒灌浆连接技术，可以做到连接可视，质量更易保证，同时可免去固定斜支撑，节省相应临时措施费。
图4 圆形截面空腔柱的构件形式及其连接节点
在生产阶段，圆形截面的空墙柱在项目周边的预制构件厂汨罗工厂进行统一生产，采用离心工艺一次成型。其预制构件成品实景图详见图5。
图5 圆形截面空腔柱预制构件成品实景图
在施工阶段，圆形截面的空腔柱运输到现场后，进行构件进行验收。验收完成后，方可吊装。目前该空腔柱安装速度平均控制在10-15min左右，彻底解决了传统现浇圆形柱支模困难，成型质量差等问题，同时也解决了套筒灌浆对中难、灌浆难、检测难等难题。本项目圆形截面空腔柱的吊装工况实景图详见图6，安装完成后的实景图详见7。
图6 圆形截面空腔柱施工现场吊装工况实景图
图7 圆形截面空腔柱施工现场安装完成后的工况实景图
面向未来，三一筑工的装配式整体解决方案还在不断迭代优化，其方案应用的版图也在不断快速扩张，大量的工程实践已经获得了项目各方人员、行业专家及政府相关领导一致好评，并获得了鲁班奖、詹天佑奖、北京结构长城杯等一系列殊荣。相信在三一筑工及行业人员的共同努力下， 三一筑工必将打造成世界一流的智能建造硬科技公司，真正实现“让大众化建筑结构安全成本优，低碳智慧好快省”的伟大愿景，为中国乃至世界建筑业高质量发展贡献出更好的三一方案、更多的三一智慧和更强的三一力量！
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