预制装配住宅

预制装配住宅（共9篇）

预制装配住宅 篇1

1 预制装配式高层住宅施工技术特点

预制装配式高层建筑的安装模块主要包含墙板、楼面板、卫生间以及预制柱等结构形式, 这些预制结构的规格尺寸为标准化适用性更强, 能够实现更为准确的安装连接, 整体刚度与稳定性的得到了保障。

在具体结构材质方面:预制装配式建筑墙板为空心结构, 两侧为混凝土结构层, 内部为保温材料层, 使用干法连接墙板与结构梁;楼面板氛围空心板、平板组合楼板等;卫生间一体化成型, 根据相应建筑设计方案, 预制为盒子结构, 嵌入整体框架;预制柱分段制作, 一体化连接, 采用注锚加固等连接形式, 单段预制桩在端面处预留钢筋预埋部分, 作为两端连接结构。

预制与装配是预制装配式高层住宅施工技术的两个关键环节, 将建筑整体结构划分为具有可复制性的功能模块, 通过模块的生产加工实现建筑质量控制, 通过安装环节实现结构体系控制。预制装配式混凝土构件制备主要包含制模、浇筑振捣、成型以及养护。这部分施工过程与传统混凝土预制件制备相类似, 但在具体的原材料参数指标上有着明显的提高, 实际是为了适应高层建筑轴向与横向载荷稳定性的需求。同时, 其预制件执行的检测标准也更为严格, 养护技术多为蒸汽养护, 具有突出的成型有异性。预制装配式构建的安装需要大施工机械的辅助应用, 在局部安装过程中需要依托与特定类型的安装工具。这部分施工过程主要包括吊装、组合以及连接等环节, 同时涉及检测与精度修正等步骤, 是较为复杂的施工过程。

2 预制装配式高层住宅施工新技术应用中的关键环节研究

2.1 预制装配式混凝土构件制备

预制装配式高层住宅的构件其生产过程更为标准化、规模化, 固定尺寸参数与材料配比的指导下, 制备效率有了很大程度提升。在当前的预制件生产过程中, 主要应用定型模具进行构件成型。由于高层建筑整体载荷水平较高, 因此需要模型能够在构件在成型过程中给予足够的刚度与强度的支撑, 保证整体一致性与稳定性。同时, 模具的成型面应具有较高的光洁度水平, 确保构件成型后的表明平整性, 易于安装连接。模板主要由底模、外侧模和内侧模构成, 该模具组合能够确保构件的贴合度。在模板翻转操作环节, 应使用专业夹具, 翻转角度为90°正向位放置。在进行混凝土的浇筑与振捣前, 应对构件材料体系进行仔细的检查, 如钢筋骨架、支架和预埋件等部分符合施工设计标准后方可施工。浇筑振捣过程应持续进行, 避免中途暂停形成的材料塑性问题。养护环节中, 使用蒸汽养护, 降低外界不良条件对于混凝土材料成型造成的影响, 维持材料的一致性。

2.2 预制装配式混凝土构件的安装施工

预制装配式混凝土构件安装的首要环节是现场吊装, 在进行吊装时首先应确保起重机械选择的正确性, 避免因机械选择不当导致的无法吊装到位甚至倾覆等严重问题。预制件吊装过程中, 应结合具体预埋吊件的实际情况选择起吊点, 保证吊装过程中预制件的水平度与平稳性。在吊装过程中应充分规划施工空间区域, 轻起轻放, 避免因用力不均造成的歪斜或磕碰问题。在吊装的过程中, 应不断进行精度调整, 在定位初期应使用相应的测量仪器进行控制。当前主要的预制件吊装定位仪器为三向式调节设备, 能够确保吊装定位的准确性。作为预制件安装过程中的关键部分, 连接点施工是极易出现质量问题的环节, 同时也是预制装配式高层住宅建筑施工的重点。现阶段, 此部分连接施工主要分为干式连接和湿式连接两种形式。其中, 干式连接仅通过预制件的拼接与紧固, 借助连接固件完成结构成型, 节省了施工现场节点处混凝土浇筑施工步骤。与此相对应, 湿式连接指的是在吊装与定位完成后, 施工人员在节点位置进行混凝土浇筑, 通过砼材料的成型聚合完成建筑结构体系成型。在实际施工环节中, 上述两种方式应有针对性的选择应用。

2.3 施工质量控制及验收

根据预制装配式高层住宅的施工特点, 分别对预制装配式混凝土构件的工厂化生产、运输和堆放、安装和施工等进行质量控制及验收。具体控制验收指标参考《混凝土结构工程施工质量验收规范 (2013 年征求意见稿) 》 (GB50204-2002) (2011年修订版) 和《混凝土结构工程施工规范》 (GB50666-2011) 。

3 预制装配式高层住宅施工新技术应用中的注意事项

(1) 预制装配式高层住宅施工技术的应用应严格遵照相应的指导规范进行, 在当前的施工标准体系下, 为了保证工程质量水平, 可适当提高检验与审核标准。在相应的设计、施工以及审核过程中, 应全面参考现有成功范例, 建设出高品质的建筑。

(2) 预制件的制备应严格标准化, 通过新型生产技术与设备的应用, 提升构件质量。在砼材料配比与应用环节, 施工人员应参考国内外先进方案, 结合本地区实际情况, 兼顾经济性与技术性的双重指标, 通过不断的尝试实践提升预制件生产质量。

(3) 施工现场的成品种类繁多, 保护难度加大;预制构件的现场安装和精度要求高, 尤其是节点处理等细节问题施工难度大, 对设计、施工人员都提出了很高的要求。因此需要根据预制装配式混凝土施工规范要求, 培养合格产业化工人, 从而保证预制装配式混凝土结构施工质量和效率。

(4) 预制装配式高层住宅浇筑施工工序和施工技术流程的安排更为严密, 这就对现场施工组织提出了更高的要求, 同时现场施工过程己经不同于现浇施工, 安全保障措施还需要根据实际情况进行完善。在工程管理层面, 施工企业应对现有施工体系进行有机的整合, 将施工责任落实到人, 组织具有一定专业背景的施工人员参与指导监督, 确保预制装配施工的顺利进行。

结语

综上所述, 随着城市住宅的建设规模迅速扩大, 保障房和商品房的大规模建设, 住宅产业化将成为必由之路。预制装配整体式框架结构适用于多层、小高层住宅体系建设, 具有良好的应用前景, 是推动住宅产业化的新型结构体系。本文阐述了预制装配式高层住宅施工技术特点, 分析了预制装配式高层住宅施工要点环节, 提出了相应的注意事项, 具有一定借鉴价值与参考意义。

参考文献

[1]吴敦军, 李宁, 汪杰, 许小俊.高层预制装配整体式框架-现浇剪力墙结构设计[J].建筑结构, 2015, 12:54-57+33.

[2]石建光, 林树枝.预制装配式混凝土建筑的结构体系和生产方式[J].厦门科技, 2014, 01:43-46.

[3]郭正兴.新型预制装配混凝土结构规模推广应用的思考[J].施工技术, 2014, 01:17-22.

[4]管宇, 周天华, 吴函恒.多高层钢框架-预制混凝土抗侧力墙装配式结构竖向受力性能研究[J].建筑结构, 2014, 13:64-71+28.

预制装配住宅 篇2

预制装配式建筑结构体系架构相对来说使用上比较简单单，在运输过程中质量较轻。在施工中得到了广泛的应用。尤其在一些高层建筑上尤其在一些高层建筑上，符合建筑发展的趋势。首先，结构整体应该保证平整和规则体应该保证平整和规则，对于内部支撑体系具有很好的强度和韧性和韧性，从而更好地满足结构良好承载力的要求。同时，不同梁柱的中轴线应该维持在同一个水平上梁柱的中轴线应该维持在同一个水平上。其次，应该对于钢接点和柱间的交接部位进行有效的处理接点和柱间的交接部位进行有效的`处理，使框架的基础能够满足强度和稳定性的要求满足强度和稳定性的要求，保证使用混凝土的强度。最后，应该在内部构件之间选择更加科学合理的焊接方式该在内部构件之间选择更加科学合理的焊接方式，保证构件所处环境和承载力所处环境和承载力，优化施焊方式。

3.2剪力墙结构体系

在设计剪力墙的时候应该做好以下几个方面的工作在设计剪力墙的时候应该做好以下几个方面的工作。首先先，应该注重结合具体的使用环境和条件，优化纵横墙结构的选择选择，充分考虑到各种影响因素，从而满足正常的需求。其次次，应该在布置横墙的时候，合理安置承重墙板。最后，在确定剪力墙间的连接部分的时候定剪力墙间的连接部分的时候，应该注重结合承受点的特点进行构造设计进行构造设计。

4预制装配式建筑结构发展的分析

预制装配式建筑结构作为建筑行业发展的重要内容预制装配式建筑结构作为建筑行业发展的重要内容，在设计的过程中应该注重对于不同施工区域抗震烈度进行考量量，使其可以更好地满足建筑节能的需求，开发更强使用性的预制装配式结构预制装配式结构。在提升预制率的时候，应该注重不断提升工程的建设质量和水平工程的建设质量和水平，保证其专业化发展水平。只有逐步推动其构件的发展推动其构件的发展，使其各方面的特点得到更加有效的发挥，才能够实现提高施工技术水平才能够实现提高施工技术水平，改变传统建设方法的目的。在完善设计理念的过程中在完善设计理念的过程中，应该注重实现预制构件的自动化生产生产。

5结语

综上所述综上所述，当前，预制装配式建筑结构是建筑行业发展的主要趋势主要趋势，也是更好地满足人们需求的一种方法，对于提高建筑工程整体的质量和水平有着重要的作用筑工程整体的质量和水平有着重要的作用。但是，在实际的发展过程中发展过程中，还存在着一些不够完善的地方，需要对其设计进行不断优化和完善行不断优化和完善。在具体的实施过程中，应该注重鼓励不同的建设单位能够积极地运用该体系同的建设单位能够积极地运用该体系，才能够使其不断发展，从而更好地服务于建筑行业从而更好地服务于建筑行业，为保证人们的生活质量，提高人们的生活水平奠定良好的基础们的生活水平奠定良好的基础。

参考文献：

[1]陈秋实.预制装配式建筑结构体系与设计[J].江西建材,,((2):50+53.

[2]刘永霞.预制装配式钢结构建筑设计要点及经济性研究[J].中国新技术新产品,2016(21):167~168.

预制装配住宅 篇3

1预制装配式住宅的意义

在对装配式住宅进行预制构件施工的时候,要深刻认识到这种施工的重要意义,可以有效的提升住宅的整体价值,不仅可以达到预应力的平衡效果,还可以令住宅的整体结构更加的安全稳定,全方位的发挥预制构件的积极错用。同时,在装配式住宅中预制构件的分布十分规律,并且住宅本身的设施也相对齐全,因此所,加强装配式住宅中预制构件的应用十分重要。

2装配式建筑中预制构件施工特点

2.1施工过程所应用的预制构件都是在工程内进行产业化生产,之后在运输到建筑工程施工现场进行安装,这样一来不仅方便快捷,还可以更好的做到环境保护和能源的节约。

2.2在工程中对预制构件采取机械化生产技术,能够有效的控制构件的精确度,最终保证住宅工程的整体质量。

2.3、由于预制构件生产机械化程度较高,因此才一定程度上就降低了劳动用工成本,减少了施工人员的劳动量。

2.4可以加强材料的符合一体化生产,比如,将外墙装修与结构材料进行复合,可以减少施工工序,降低劳动成本,并且还能够提高工程的整体质量;还可以将保温材料与结构材料进行复合,能够很好的减少消防隐患,做到节能保温。

3装配式住宅中预制构件施工分析

预制构件吊装,面对施工要求不同、施工机械不同的情况,可以结合施工中的具体情况以及具体要求,对预制构件吊装选择不同的吊装系统。通常情况下,在进行系统构建的时候需要注意一下两个方面的问题:(1)湿式系统。一般在湿式系统的墙板中都是以滑动型的力学模式为主,其施工工序相对复杂,不仅包括放样、吊装还包括现浇结构工程的施工、机电的安装、楼板的建筑等等。湿式系统的安装方式主要是在浇铸层内插入锚筋,并在顶板的上部预留出锚筋的位置。在对顶板上部进行施工的时候要注意浇筑时要与混凝土进行科学的结合,同时在对顶板下部进行施工的时候应该用铁件进行连接,以保证顶板下部具有一定的活动空间,在地震发生时部件可以随之晃动。(2)干式系统。干式系统的吊装通常和湿式系统的相近,不同之处是在对楼板浇灌完成后要进行结构体和外墙的吊装。并且还要对混凝土养护工作采取全方位监督管理,为了避免温度影响而产生的收缩裂缝,要在混凝土表面进行保护膜的铺设。于此同时,为了能后使干式系统处于一种平衡的状态,在预制构件完成以后还要进行力的平衡。

构体的连接,在对预制构件进行连接的时候,有多种方法,现在使用比较多的是机械式与现浇之,这两种方法各有各的特点,要根据实际情况进行选择:

(1)机械式。运用连续的套筒气对构件的灌浆式进行连接指构建连接的主要防止,为了能够保证构建的高效连接性,还应该运用高强度、收缩性小的水泥,但是这种方法对钢筋的强度又有较高的要求。采用机械式连接方法具有稳定性强的特点,并且在构件连接过程中的连接缝隙十分细小。(2)现浇式:在构件中连接狭窄的部分,可以采用现浇式方法进行混凝土施工,在对混凝土进行具体浇筑的时候,铸模需要同外部构件进行紧密连接,并且一定要在混凝土强度达标以后才可以进行脱模。

混凝土浇筑,在对混凝土进行浇筑之前,需要加强对混凝土构件的严格检查,保证构件的质量,保证模具可以符合相关标砖规定,并且为了保证混凝土浇筑工作的均匀性,还要对构建内部的元件进行系统的检查,检查合格后涂上隔离剂才可以进行浇筑工作。在混凝土插入内部部件和钢筋的过程中,要严格控制构建的浇筑过程中是否发生了形变,一旦有形变问题发生就要第一时间进行处理和解决。最终在构建完成后要保证其表面的平整性和光滑性,之后在进行刮毛保养。

构件的运输,构件运输是构件施工中一个重要的步骤,在对构件进行运输的过程中要加强对运输车辆的合理选择,同时还要构建进行科学的固定和捆绑,在装卸过程中确保构建的安全和完整;在对构件进行运输的时要利用一些缓冲材料,这要即使在运输的过程中遇到了急刹车的情况,也可以最大限度的减少对构建的损伤。

构件的存放,构件的存放方式有横向放置和竖向放置两种。一般采取对墙柱、楼板和顶面构件采取竖向放置的方式,对于梁构件一般采取横向放置的方式;为了避免沉降情况对构件造成一点的影响和破坏,必须做好构件放置地面的压实处理。同时为了保证构件运输中不会出现滑动的现场,要用较为粗糙的混凝土对地面进行填补,并且不可以对构件直接进行横向放置,需要在放置位置底部采用垫木。

4结语

总之,在装配式住宅中应用预制构件施工技术十分重要。在整个施工过程中,要加强对其基础结构的了解,之后对模板、钢筋笼、预埋件的制作安装进行严格控制,然后对混凝土浇筑进行科学管理,最后做好预制构件的运输和存放,这一系列构件的施工过程连接的浑然天成,为提高构件的整体质量奠定了基础。

参考文献

[1]李云太.混凝土装配式住宅施工技术讨论[J].商业故事,2015,(8).

预制装配住宅 篇4

——推进住宅建设工业化

目前，我国住宅建筑行业所面临的主要问题是，生产效率低，资源浪费严重，标准化程度不高，质量难以有效控制。解决上述问题的有效途径之一就是改革现有住宅生产模式，走住宅生产产业化的道路。

住宅产业化的核心是住宅生产工业化，住宅生产工业化的本质是：住宅生产标准化，生产过程机械化，建设管理规范化，建设过程集成化，技术生产科研一体化。住宅生产工业化在美国、日本和新加坡等工业发达国家已有近50 年的发展历史，其住宅建设工业化的程度也达到了相当高的水平，一栋住宅有一半用预制构件组装完成，预制构件率最高达到80%以上。我国的住宅工业化研究起步比较晚，到现在不过十年左右的时间，但由于受整个社会经济发展水平的限制和市场不成熟，企业不成熟、没有形成规模，产业集中度不高等方面因素的影响，一直以来成效不太大。

随着城市化进程的推进，整个房地产行业面临着住宅需求量大、建筑质量有待提高、劳动力成本日益昂贵以及粗放型的生产方式亟需转变的现实。高品质住房需求和落后的生产方式的矛盾还十分突出，传统的住宅建造方式对住宅产业化的制约和影响日益突显。因而，改革住宅建造方式，推进住宅建设工业化，进而实现住宅产业化是非常必要的。

住宅产业化包含三个方面，一是住宅建筑的标准化，二是住宅建造的工业化，三是住宅生产与经营的商品化。住宅建造的工业化是住宅产业化的核心，而发展装配式住宅又是实现住宅工业化的关键。住宅作为最终的建筑产品主要由主体结构、建筑装修、建筑设备三大部分构成。建筑装修、建筑设备一定要依附于主体结构，脱离主体结构都只能视为单项技术和产品。我们现在的生产方式是粗放的，其根本原因还是主体结构技术。所以，住宅产业核心技术在于主体结构。不从住宅生产方式入手，不研究解决主体结构技术，住宅工业化就难以实现。沈阳卫德住宅工业化科技有限公司具有高度的战略眼光和社会责任感，一直致力于住宅产业化的推进。

住宅工业化关系到全社会住宅产业乃至建筑行业的生产方式改变的问题，政策的导向作用毋庸置疑。要充分发挥政府的指导作用，研究、建立或完善有关技术经济政策；针对装配式工业化建筑的特点，建立推广装配式建筑体系的构配件工业化生产、专业化施工安装的管理体系；建立设计研究、构配件生产、安装施工队伍的培训体系。要在全行业、全社会推广住宅工业化，最根本的动力还在于为数众多的中小型企业。房地产行业是资金密集型行业，一般情况下作为一个具备技术实力、方向对路、从建筑业起家的中小型企业，难免捉襟见肘，面临诸多困境。政府首先应给予优惠的土地租售政策；其次，提供银行贷款的便利；再次，适当地税费优惠；最后，给予更多的鼓励扶持，包括金融制度创新，管理方法创新，传统监管办法、审批程序的调整等。当前，我国正在大规模地推进保障性住房建设，保障性住房主要是政府投资建设，具有户型面积小、建筑设计简单的特点，非常易于标准化和工业化生产。利用这个时机，在保障性住房建设中大力推行住宅建筑工业化，不仅能够保证住房质量，提高效率，降低成本，节能降耗，而且会加快促进我国住宅建筑工业化的发展和住宅产业化目标的实现。要以企业为中心，形成一套完整的建筑产业链，建立“研究—设计—预制—施工”一体化的专业化房屋工厂模式，带动一批传统建筑企业向专业化房屋工厂企业的转型，长期从事住宅工业化的设计与施工业务，进而推动我国住宅产业化整体水平的提升。

预制装配住宅 篇5

据悉在上海一个建筑面积达5万m2, 由6栋PC高层住宅组成的街坊正式动工兴建。采用预制装配技术建造如此规模PC高层住宅街坊, 这在上海还是首次。

该块PC项目占地面积2.45万m2, 由3栋18层住宅楼、一栋17层住宅楼、一栋14层住宅楼、一栋13层住宅楼, 一栋社区服务用房及一个独立地下汽车库组成, 地上建筑面积50 690m2。上海建工将在该项目上应用“长效保温建筑预制围护体系”、“预制混凝土剪力墙体系”等新技术, 并依托BIM技术提高构件预制加工与现场精准定位安装的水平, 打造全市“PC住宅品牌示范项目”。该集团旗下各公司分别参与PC住宅投资开发、科技研发、工程设计、预制构件加工和现场总承包施工, 展现了建筑全产业链一体化的优势。

PC住宅俗称“拼装房”, 就是将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成, 然后运输到施工现场, 通过可靠的连接方式组装而建成的住宅。在欧美及日本, PC住宅被称作产业化住宅或工业化住宅, 被喻为“像造汽车一样造房子”。由于施工现场还有现浇的柱、梁等和预制构件紧密相依, 所以不影响建筑的抗震性能和安全使用功能。

预制装配住宅 篇6

当今,我国国民经济持续、平稳、快速发展,城镇化步伐逐年加快,固定资产投资规模不断扩大,为建筑业发展提供了良好的市场环境,建筑业在国民经济中的支柱地位不断加强。但是,建筑业发展很大程度上仍依赖于高速增长的固定资产投资,发展模式粗放,存在着工业化、标准化水平低,建造资源耗费量大、碳排放量突出,环境污染问题有待于进一步解决,劳动力短缺、一线作业人员技术水平参差不齐等问题。面对新形势,住房和城乡建设部制定了《建筑业“十二五”发展规划》,发展规划中提出:坚持节能减排与科技创新相结合,发展绿色建筑,加强工程建设全过程的节能减排,实现低耗、环保、高效生产;积极推动建筑工业化,提高建筑构配件的工业化制造水平,促进结构构件集成化、模块化生产,鼓励建设工程制造、装配技术发展。对于建筑业发展面临的上述问题,建筑工业化是行之有效的解决途径,以工业化为平台,通过工业化实现节能环保、质量稳定和效率提升,并利用规模形成的优势,最终有效降低建造成本。

2 工程概况

南京某住宅楼工程,位于南京市江宁区上坊镇东麒路与纬七路交汇处,该工程地下1层,地上15层,采用了全预制装配整体式框架加钢支撑结构体系,其中地下室和底层架空层为现浇钢筋混凝土结构,建筑面积10 380 m2,建筑高度46.43 m。该工程是我国目前预制装配率最高的高层居住建筑,本工程实现了柱、梁(叠合)、板(叠合)、楼梯及阳台、女儿墙等结构构件的全预制装配化,内隔墙为高压轻质加气混凝土填充墙板新型建材(预制NALC板),外墙为预制混凝土陶粒板,同时采用了整体装配式卫生间,实现了建筑预制构配件的高度集成化。该项目的实施对推动建筑工业化,提升施工工效,实现节能减排意义重大。本文结合工程实例主要介绍了全预制装配整体式结构构件的生产和装配施工技术及质量控制,供大家交流探讨。

3 工程特点及社会效益

全预制装配式结构体系在房屋建筑施工中的应用,与传统建筑施工相比,有以下主要特点:

1)预制装配式结构构件的制作工业化程度高,预制构件全部采用在工厂流水加工制作,预制构件实现了标准化、系列化,质量稳定可靠,从而有效地克服了因现场工人技术水平参差不齐造成的施工误差及质量通病。2)工业化节能降耗成效显著,机械化程度高、劳动强度低,劳动力资源投入相对减少,提高了劳动生产率,缩短了施工周期;成型模具和生产设备一次性投入后可重复使用,耗材少,节约资源与费用;可回收材料增加,材料损耗大大减少,降低了成本和能耗。3)构件生产的工厂化,房屋建造的装配化,使得建筑垃圾大大减少,从而使得建筑废弃物、扬尘、噪声污染等得到有效控制,可避免或减轻施工对周边环境的影响。4)促进房屋建造的低碳低能耗,绿色施工得以实现。

4 预制构件的生产制作及装配施工

4.1 预制构件的生产制作及质量控制

本工程预制结构构件主要包括预应力叠合梁、预应力叠合板、预制柱、预制阳台及楼梯等,预制构件全部采用在工厂流水加工制作,预制构件实现了标准化、系列化。柱、梁、阳台及楼梯等结构构件生产线均采用截面可调整的定制钢模具,根据不同构件形状,模具分为底模、内外侧模、吊模四个部分,均为可拆卸、可移动的螺栓连接方式,具有足够的刚度和精度,模板组装定位准确,操作方便,其中梁、柱生产线详见图1,图2。预制叠合板采用长78 m、宽2.5 m整块钢板制作成型的模板,其间无伸缩缝,预制板尺寸不受模数限制,可按设计要求随意分割,灵活性大,适用性强,特别是对形状规则方正的板,其生产成本较为经济;根据板线排版中每块板的尺寸,用锁筋板(挡头钢模)与分割条(橡胶条)进行长度与宽度分割;混凝土浇筑采用机械化的播料机,它集搅拌、均匀播料、振动成型功能于一身,它播料均匀、振动密实,节省了人工、提高了效率;在混凝土达到终凝时,及时撤除锁筋板,并对锁筋板附近的混凝土进行清理、修整及压光,预制叠合板工厂生产的实例详见图3。预制构件质量控制的关键点主要为预应力筋的张拉及放张、构件加工的精度、混凝土的养护、预埋件及连接件埋设位置的准确及牢固度、预留外露锚固钢筋位置的精确控制、叠合梁板新老混凝土交接面的工艺处理,每道工序都应由固定的熟练工人进行操作实施。

4.1.1 预制构件生产制作的工艺流程

本工程预制结构构件分为预应力结构构件和非预应力结构构件两种,具体的生产工艺流程如下:

模具调整清理、刷脱模剂→构件钢筋绑扎、入模就位→预应力构件钢绞线就位→预埋件、连接件、插筋等安装固定→合模→预应力构件钢绞线张拉→调整固定模具→浇筑混凝土→盖篷布蒸汽养护→预应力筋放张→拆模→清理、标识、转运堆放。

4.1.2 预制构件生产制作的质量控制要点

1)叠合板、叠合梁预应力筋张拉与放张的质量控制。叠合板钢丝、叠合梁钢绞线张拉应力控制值为σcom=0.8fptk,采用先张法、一次超张拉工艺,张拉应力允许偏差控制在±5%以内。混凝土强度达到起模放张强度后,开始放张释放应力。叠合板放张时应进行钢丝回缩率检测,以验证混凝土强度和钢丝的锚固情况;放张时先拔出锚栓,然后启动张拉机进行应力释放;剪筋时应从张拉端开始逐一向锚固端进行。叠合梁放张时转动张拉端锚具台座转轮,进行应力释放;应力释放时应两边同时转动,缓慢均匀释放,避免应力释放过快,局部应力集中而导致梁端部开裂;应力释放到位后,采用切割机切断梁的钢绞线,对于框架梁端部的钢绞线应预留220 mm长度,然后进行折弯。

2)预制构件加工精度的质量控制。柱、梁、阳台及楼梯等结构构件生产线均采用截面可调整的定制钢模具,均为可拆卸、可移动的螺栓连接方式,具有足够的刚度和精度。模具组装应按先内后外、先底后面再吊模顺序组装;模具拆卸应先拆吊模,再按先内后外、先面后底顺序拆卸。模具组装定位应准确,叠合板长宽、板厚、对角线及叠合梁尺寸允许偏差值控制在±5 mm以内。

3)预制构件混凝土养护的质量控制。本工程混凝土均采用C35以上的早强细石混凝土。在混凝土浇筑前应对模具进行预热,温度上升曲线应缓慢均匀,模具预热温度达到控制温度(一般为35℃~40℃)时,方可浇筑混凝土,以防止蒸养前后温差过大,造成混凝土构件开裂。

混凝土构件采用低压蒸汽养护时,为保证构件在养护覆盖物内得到均匀的温度,应设置适量的蒸汽输入点。养护过程中,不允许蒸汽射流冲击构件、试件或模具的任何部位,不允许蒸汽管道与模具接触,以免造成构件局部过热开裂。为保证养护罩内温度均衡,罩的顶部及四周离钢模表面应有15 cm~20 cm距离,使蒸汽在罩内循环流通。

混凝土的蒸汽养护,应按每小时均匀升温10℃~15℃进行控制,80℃恒温养护至起模强度,在预制构件强度达到起模强度(设计未明确的为75%混凝土设计强度)后,停止供汽(温控器开关设置为“0”),使混凝土构件缓慢降温,避免因温度突变而产生裂缝。

预制构件成型转运堆放后应适时地进行浇水养护,浇水养护有益于构件起拱度的平复。

4)预制构件钢筋、预埋件及连接套筒位置准确及牢固度的质量控制。为保证钢筋位置的准确,特别是梁、柱钢筋笼在穿拉安放过程中不变形,在梁、柱钢筋笼绑扎完成后增配适量的8钢筋(L=500 mm~700 mm)与钢筋笼斜向点焊固定,对钢筋笼起斜向固定作用,同时,应在叠合梁上口另配2根12的临时架立筋。另外,梁、柱、楼梯、阳台的纵向钢筋与箍筋、横向分布钢筋之间均应采用满扎的方式。预埋件及连接套筒按设计要求定位后,采用钢筋支架进行固定,钢筋支架与预埋件、连接套筒及构件钢筋进行点焊固定。

对于预制柱上部的预留插筋及其下部的连接套筒施工还应满足如下要求:插筋预留于柱每根主筋附近,确保结构受力一致,柱内长度不小于绑扎搭接长度,且与主筋点焊固定;插筋在柱外口固定于特制的定型钢模上,再通过螺栓与整体钢模板连接固定,定位偏差应控制在±3 mm以内,预制柱插筋定位详见图4。连接套筒安放于每段预制柱的下部,在柱内焊接于主筋上,外口通过特制的定型钢模进行定位,使其位置与预制柱上部预留插筋的位置相对应,正负误差不得大于3 mm,确保吊装时下段柱的插筋能准确插入,预制柱连接套筒定位详见图5。

5)叠合梁、叠合板、阳台及楼梯新老混凝土交接面的工艺处理。叠合梁键槽处混凝土浇筑施工应谨防空鼓、孔洞,梁上口混凝土表面应平整,预留叠合层高度应准确。叠合梁、板在混凝土初凝前应采用划痕梭对其叠合面进行划痕,划痕深度不得低于4 mm,以满足新老混凝土的粘结性。对于阳台、楼梯外露钢筋处的混凝土面应进行毛化处理,以增强与现浇结构的结合度。

6)预制构件结构及构造的特殊要求。本工程边柱及角柱位置的梁顶支座钢筋锚固方式采用穿孔塞锚板的方式,钢筋端锚参见GB 50010-2010混凝土结构设计规范条文8.3.1~8.3.4条的相关规定,梁柱节点钢筋端锚样式及实例详见图6,图7。

在吊钩、孔洞周边以及构件端部用冷轧带肋钢筋进行加固,以防构件局部开裂。

4.2 预制构件的装配施工及质量控制

4.2.1 预制构件装配施工的工艺流程

预制构件吊装的总体顺序是:预制构件检验编号→预制构件进场、弹控制线→结构弹线→预制柱吊装到位→搭设临时固定措施→搭设梁板支撑→吊装叠合梁→吊装叠合板→吊装预制楼梯、阳台及栏板等→水电布管及叠合层钢筋绑扎→模板安装→隐蔽验收→浇筑叠合层混凝土→柱底连接套筒灌浆→拆除支撑。吊装采取整体推进式吊装顺序,吊装预制梁时应先吊边梁,确保框架的安全性。

4.2.2 预制构件装配施工的质量控制要点

1)预制构件编号及吊装精度的控制:构件进场前根据构件标号和吊装顺序编制出序号,并在图纸上标出序号的位置,这样可直观表示出构件位置,便于吊装和指挥操作,减少误吊几率。构件吊装精度的质量控制是装配整体式结构工程施工的重点环节及核心内容,为达到构件整体拼装的严密性,避免因累计误差超过允许偏差值而使后续构件无法正常吊装就位等问题的出现,吊装前必须对所有的吊装控制线进行认真复核。

2)预制构件轴线、标高、垂直度的控制:吊装前必须在相关预制构件上将各个截面的控制线提前放好,可节省吊装、调整时间并利于质量控制。预制梁板吊装前下部支撑体系必须完成,吊装前必须测量并修正柱顶标高,确保与梁底标高一致,便于预制梁就位。预制梁、板的标高通过速接支撑体系的顶丝来调节。预制柱吊装时应在其底部中间处放置金属垫块,以利于预制柱垂直度的校正,柱底四角采用钢板垫片进行找平,金属垫块及垫片高度为20 mm左右,柱精确就位后通过可调斜拉杆斜撑固定。

3)预制柱吊装质量控制的关键点。预制柱柱顶钢筋预留及其套板定位的质量控制:预制柱柱顶主筋需出上层楼面8D+20 mm(D为主筋直径),保证满足伸入上一层预制柱底连接套筒的长度。柱顶锚固钢筋采用预制套板进行定位,钢筋的定位套板在工厂进行加工,使用5 mm厚钢板制作,钢板通过精密的设备开孔。套板尺寸、开孔数量及孔径严格按照图纸进行确定,例如,500×500的柱子套板加工尺寸为600×600。套板定位时按照设计图纸在其表面印刻好轴线以及轴线编号,安放时将套板表面纵横轴线与楼面的控制轴线相对应,从而保证套板定位准确性,具体如图8所示。

套板通过螺杆与叠合梁钢筋焊接在一起进行固定,具体的施工方法是将全丝螺杆焊接到梁主筋上,全丝螺杆长度为300 mm,上部钢套板用螺母固定,在混凝土浇筑过程中跟踪复测,及时调整。

预制柱的斜撑固定:预制柱的可调支撑采用钢板固定,斜撑上下固定点由14 mm厚钢板焊接而成,具体详见图9,图10。

预制柱水泥灌浆套筒连接的质量控制:灌浆套筒内腔直径为钢筋最大外径+10 mm,允许最大不同心度为5 mm。预制柱吊装前应检查连接套筒内有无杂物,另外,在连接套筒灌浆前应对柱底连通腔四周进行封堵,使柱底形成密闭的灌浆腔,并采用吹入压缩空气的方式检查灌浆、排浆孔是否通畅。根据本工程实际情况,对柱底四周进行封堵的方案有两种,方案一:采用有一定弹性、厚度及宽度的密封条封堵好柱底灌浆腔四周后,再用模具将密封条夹紧,保证其在灌浆压力下(最大约1 MPa)密封有效,模具采用钢板或角钢制作,模具之间通过钢制的螺杆和螺母进行连接及紧固;方案二:用适当宽度现场搅拌制成的高强水泥基座浆材料提前封堵好柱底灌浆腔四周,形成柱底的密闭灌浆腔,试验确认其在灌浆压力下(最大约1 MPa)密封有效后,可不再用模具做四周约束,此方案施工简易,故在施工时选用此方案。

本工程选用了CGMJM-VI型泵送钢筋接头灌浆料,该灌浆料在现场进行拌制,拌制容器采用专用的金属筒,搅拌工具为可调速的大功率电钻及可搅拌到容器地角的搅拌头,拌制方法严格按其产品说明进行,已拌制好的灌浆料应在30 min内用完。灌浆设备采用北京建茂RB-5型专用电动灌浆泵,灌浆时将泵管端部对准预制柱的一个灌浆孔(通常选柱某面中部的灌浆孔),然后开泵灌浆,当灌浆孔、排浆孔流出浆液后,立即采用定制的胶塞封堵,直至所有的灌浆孔、排浆孔都流出浆液并封堵后,即可停止灌浆,并转入下一个预制柱的灌浆作业。

4)预制梁、板、梯吊装的质量控制要点:梁板支撑采用速接支撑体系,梁用立杆支撑,板用线支撑(顶撑上加100×100的方木)。预制梁板标高通过速接架的顶丝来调节,梁板吊装前必须将其支撑体系标高调整到位。本工程为避免预制梁、梯在吊装过程中受外力产生破坏,用铁扁担进行吊装,其中,吊索应有足够的长度以保证吊索和扁担梁之间的角度不小于60°。梁初步就位后,两侧人借助柱头上的梁定位线和撬棍将梁精确校正,在梁精确就位、调平的同时将下部可调支撑上紧,这时方可松去吊钩,梁要按柱两侧对称进行吊装。预制板吊装就位、调平后应及时上紧下部可调支撑,当一跨板吊装结束后,要对板进行整体校正,以确保其平整度。预制楼梯吊装前应做好相关的超平放线工作,吊装时须对轴线、标高及预制段斜向长度进行校核,及时做好搭接面安装前的坐浆及安装后的灌缝工作,从而防止预制楼梯安装后出现搭接处高低不符合要求、支承不良及干摆等质量问题。

5)叠合层钢筋混凝土施工的质量控制要点:键槽钢筋绑扎时,为确保U形钢筋位置的准确,在钢筋上口附加两根6的Ⅲ级钢筋(卡在键槽当中)作为键槽钢筋的分布筋。梁柱节点及键槽处混凝土浇筑时应采用小型振动棒进行振捣,且柱根部的混凝土要略高于叠合板面的高度,在终凝前将其刮除。在梁柱节点及键槽处混凝土浇筑完成后,方可进行预埋管线的铺设、板叠合面钢筋的绑扎及叠浇层混凝土的浇筑。本工程梁柱节点采用预制的组合模板,该模板尺寸标准、周转率高,能确保节点处现浇混凝土的成型质量,梁柱节点支模水平剖面详见图11。

5 结语

本工程是我国目前预制装配率最高的高层居住建筑,采用的全预制装配整体式框架加钢支撑结构体系工业化程度高,用工明显降低,功效提升,技术先进,质量稳定,安全耐久。达到了控制扬尘、降低噪声、绿色环保等节能减排的效果,取得了显著的经济和社会效益。通过对本工程施工经验及成果的总结,为今后类似工程的施工起到较好的示范和指导作用,进而推动我国住宅产业化的进程逐步向前发展。

摘要：通过对某住宅楼工程结构预制构件的生产及装配技术的研究与实施,形成了相应的综合施工技术,解决了整体预制率低、生产以及装配技术滞后等问题,使该工程建设达到了技术先进、质量稳定、安全耐久和节能环保的效果,进而推动了住宅产业化的进程。

关键词：住宅产业化,预制构件,生产制作,装配施工,质量控制

参考文献

[1]DG/TJ08-2069-2010,装配整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收规程[S].

[2]JGJ224-2010,预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程[S].

[3]苏G11-2003,预应力混凝土叠合板[S].

[4]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].

[5]JGJ107-2010,钢筋机械连接技术规程[S].

[6]Q/HDJMJ014-2010,JM钢筋灌浆直螺纹连接接头[S].

[7]Q/HDJMJ015-2010,钢筋灌浆直螺纹连接套筒[S].

预制装配住宅 篇7

上海市于2010年要求居住建筑达到65%节能要求。在提倡节能减排的背景下,“节能省地型住宅”成为住宅建设的指导方针,发展装配式住宅是重要的实施手段。“十二五”期间,上海市将大力推进装配式住宅体系的应用。作为装配式住宅体系的一个重要组成部分,预制夹芯保温复合外墙不仅能满足65%保温节能要求,而且由于墙体、窗框、外墙瓷砖和保温材料可以一体式生产,传统建筑常有的窗框漏水、保温性能不佳等弊病也能迎刃而解。同时,由于工业化生产将大量高噪声、高污染的"湿作业"都搬进了工厂,施工现场的建筑垃圾、污水、噪音、有害气体及粉尘则大大减少,从而有利于实现节能环保,最大限度地减少建筑施工对周边环境的影响。

在研究预制夹芯保温复合墙体节能、环保的同时,必须考虑墙体内部的冷凝问题。围护结构内外两侧空气都含有一定量的水蒸气,空气中含水蒸气的量,可用水蒸气分压力来表示。当围护结构的两侧存在水蒸气分压力差时,水蒸气就会从分压力高的一侧向分压力低的一侧渗透扩散。若围护结构内部某处温度较低时,水蒸气的饱和水蒸气分压力也较低,当该部位的实际水蒸气分压力较高时,水蒸气就会在该部位冷凝。如果墙体内部出现冷凝,不但会使保温材料含水率增加,导致保温效果急剧下降,而且冷凝水如受冻产生的体积膨胀会造成保温层材料强度和结构的破坏,严重影响墙体结构的耐久性。因此,当进行围护结构设计时,应避免围护结构内部可能产生的冷凝现象或控制其影响的程度。本文将选用泡沫混凝土保温板和改性酚醛保温板分别作为装配式住宅预制夹芯保温复合墙体中的夹芯保温层,对其进行内部冷凝验算,以便为结构设计提供理论依据。

1 围护结构内部冷凝的分析判断方法及验算依据

1.1 围护结构内部冷凝的分析判断方法

在进行围护结构内部冷凝验算时,首先计算各个材料界面处的饱和水蒸气分压力值Ps和实际水蒸气分压力值Pm,然后绘制Ps和Pm曲线进行判断。当Ps曲线处于Pm曲线上方时,表示该区域饱和水蒸气分压力大于实际水蒸气分压力,则该区域不会出现冷凝;当Ps曲线与Pm曲线相交,表示该部位开始出现冷凝。当Ps曲线位于Pm曲线下方时,表示该区域实际水蒸气分压力大于饱和水蒸气分压力,则该区域存在冷凝现象。当围护结构内部存在冷凝现象时,应继续再验算内部冷凝水造成保温材料重量湿度的增量是否在允许范围内。如果保温材料的重量湿度超出了允许范围,则要在保温层内设置隔气层或采取其他措施避免保温材料层中冷凝水的产生;如果保温材料的重量湿度在允许范围内,说明保温材料内部所产生的冷凝水数量不会对结构造成损害,可以不采取其他措施。

1.2 围护结构内部冷凝验算依据

根据GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》对围护结构内部冷凝受潮验算的规定,对围护结构进行冷凝验算。通过计算结构内部各处的饱和水蒸气分压力值和实际水蒸气分压力值,从而对是否会产生冷凝进行判断。由于传湿过程比传热过程复杂,而目前对通过围护结构的传湿过程的分析研究也比较粗略,在围护结构内部冷凝验算时,只考虑稳定条件下单纯的水蒸气渗透过程,将室内外空气的水蒸气分压力取为定值,而不考虑围护结构内部液态水分的转移,不考虑热湿交换过程之间的相互影响。冷凝验算时取上海地区冬季的室内设计温度为18℃,平均相对湿度为60%;采暖期室外平均温度为3.7℃,平均相对湿度为76%。

2 预制夹芯保温复合外墙内部冷凝验算

泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体构造为:C35钢筋混凝土60mm+泡沫混凝土保温板70mm+C35钢筋混凝土60mm,总厚度190mm;改性酚醛保温板夹芯复合墙体构造为:C35钢筋混凝土60mm+改性酚醛保温板40mm+C35钢筋混凝土60mm,总厚度160mm。这两种保温夹芯复合外墙的传热系数理论计算值(见表1)均达到建筑65%节能对墙体传热系数的要求。

2.1 泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体内部冷凝验算

计算泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体的各界面处温度和水蒸气分压力值时,可将界面情况由内到外划分为4个界面:室内和内层钢筋混凝土界面(界面1)、内层钢筋混凝土和泡沫混凝土保温板界面(界面2)、泡沫混凝土保温板和外层钢筋混凝土界面(界面3)、外层钢筋混凝土界面和外部空气界面(界面4)。部分冷凝计算参数见表2。

泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体的各界面处饱和水蒸气分压力值Ps和实际水蒸气分压力值Pm计算结果见表3。

利用表3中数据绘制Ps和Pm曲线,见图1。分析Ps和Pm曲线可知,由室内向室外方向,在界面2和界面3之间的某处,即在泡沫混凝土内部,Ps和Pm曲线相交,表明该部位开始出现冷凝现象;Ps和Pm曲线相交之后,Pm曲线位于Ps曲线上方,并一直延续到外层钢筋混凝土内部某个位置时再一次与Ps曲线相交,该区域范围内Pm大于Ps,表明该区域存在冷凝现象;在Pm与Ps曲线第二次相交之后,Pm曲线位于Ps曲线下方,冷凝现象消失。

由于界面3处Ps和Pm值相差很小,说明泡沫混凝土与外层钢筋混凝土内部存在冷凝现象的区域较小,需根据GB 50176—93第6.1.3条进行内部冷凝受潮验算,判断泡沫混凝土保温层因内部冷凝受潮而增加的重量湿度增量是否在允许范围之内。

查GB 50176—93表6.1.2,采暖期间泡沫混凝土重量湿度的允许增量[△w]为4%。根据公式H0,i=(Pi-Psc)/[10ρ0δi(△w)/24Z+(Psc-Pe)/H0,e],计算得到冷凝计算界面内侧所需的蒸汽渗透阻H0,i为712.80m2·h·Pa/g。经验算,本外墙冷凝计算界面内侧实际蒸汽渗透阻为44281.0m2·h·Pa/g。实际蒸汽渗透阻已远大于计算所需的蒸汽渗透阻,这表明在整个采暖期内,泡沫混凝土保温板的湿度增量不会超过允许增量4%。从墙体内部冷凝的角度上讲,尽管泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体内部存在冷凝现象,但所形成冷凝水的数量在允许范围之内,因此泡沫混凝土保温板夹芯复合外墙在上海地区使用是安全的。

2.2 改性酚醛保温板夹芯复合墙体内部冷凝验算

计算改性酚醛保温板夹芯复合墙体的各界面处温度和水蒸气分压力值时,可将界面情况由内到外划分为4个界面:室内和内层钢筋混凝土界面(界面1)、内层钢筋混凝土和改性酚醛保温板界面(界面2)、改性酚醛保温板和外层钢筋混凝土界面(界面3)、外层钢筋混凝土界面和外部空气界面(界面4)。部分冷凝计算参数见表4。

改性酚醛保温板夹芯复合墙体的各界面处饱和水蒸气分压力值Ps和实际水蒸气分压力值Pm计算结果见表5。

利用表5中数据绘制Ps和Pm曲线,见图2。分析Ps和Pm曲线可知,Ps分布曲线和Pm分布曲线不相交,在改性酚醛保温板夹芯复合墙体内各个部位,Ps值均大于Pm值,因此改性酚醛保温板夹芯复合墙体内部不会产生冷凝现象。

3 结语

根据GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》和上海地区气候环境,对装配式住宅预制夹芯保温复合外墙内部进行冷凝受潮验算。当采用改性酚醛保温板作为夹芯保温外墙体的保温层时,墙体系统内部不会出现冷凝问题;当采用泡沫混凝土保温板作为夹芯保温外墙体的保温层时,夹芯复合墙体内部存在冷凝现象,但所形成冷凝水的数量在允许范围之内,因此,泡沫混凝土保温板夹芯复合外墙在上海地区使用也是安全的。这些对于保持夹芯保温墙体热工性能和延长其使用寿命,保证装配式住宅预制夹芯保温复合墙体系统使用安全具有十分重要的作用。

参考文献

[1]李宗明、王三智、曹保平.装配式住宅与住宅工业化[J].山西建筑,2011(4):10-11.

预制装配住宅 篇8

关键词：装配整体式剪力墙结构,复合夹芯保温外墙,水泥灌浆钢筋连接,施工控制

装配式混凝土结构是当前我国工业化建筑的最主要形式之一。欧美、日本等发达国家经验表明,通过转变住宅建造方式,能全面提高性能质量、显著提升建造效率、实现产业升级,同时具有明显的节能环保效益。我国自20世纪50～60年代起,开始研究并引入装配式混凝土建筑,到20世纪80年代发展到顶峰,不仅形成了全套的装配式混凝土建筑设计、预制、施工规范标准体系,在各地还建立了完整的装配式混凝土建筑产业供应链,建造完成一大批装配式混凝土建筑。然而到20世纪九十年代中期,装配式混凝土建筑行业未能跟上社会发展和建筑需求,日趋衰落,装配式大板建筑被全现浇建筑体系快速取代。

近年来,在节能减排、产业调整的大背景下,装配式混凝土建筑迎来了一个新的发展时期。自2007年起,北京万科公司联合构件预制企业、设计、施工、和科研机构,开始自发的进行装配式混凝土建筑的研究和实施,在充分总结吸取大板装配式建筑经验教训的基础上,研发并形成了具有中国特色的新型装配式混凝土剪力墙技术体系,完成了配套的材料部品开发,并建设了一批试点项目,同时也促进了行业标准的修订,取得了系列成果。

1 万科装配整体式剪力墙结构技术路线

1)依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153)及《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)的原则,符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50110)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)、《混凝土结构工程施工规范》及其它国家现行有关标准规范的规定。

2)主要推广范围:具有高抗震设防烈度、高容积率、三步节能、冬季施工等住宅建设特点的地区。

3)符合《建筑模数统一协调标准》(GBJ 2—86)、《住宅建筑模数协调标准》(GB/T 50100)及厨房、卫生间等相关专项模数协调标准的规定;采用基本模数或扩大模数的设计方法实现建筑构配件与建筑平立面的模数协调;符合少规格、多组合的标准化设计原则。做到基本单元、连接构造、建筑构配件的标准化与系列化,在土建装修一体化的基础上为部品集成创造条件。

4)采用预制装配式承重墙板和现浇混凝土墙板的灵活组合方式,实现部分或全部装配式剪力墙结构。通过节点部位的后浇混凝土形成的具有可靠传力机制,满足大震下承载力和变形要求。

以中粮万科假日风景D1号、D8号住宅楼工程为例,装配式技术实际应用情况介绍如下。

2 工程概况

中粮万科假日风景D1号、D8号住宅楼工程位于北京市丰台区小屯西路,地上15层,地下分别为1、2层,总建筑面积33 000 m2,抗震设防烈度为8度(0.2g)。两楼主体结构于2010年封顶,目前正进行装修施工,计划于2011年底精装修交付。见图1～图2。

D1号、D8号楼采用装配整体式剪力墙结构体系,两楼的南北外墙、飘窗、楼梯、阳台、楼板为预制,山墙、内墙及节点连接部位现浇,同时,两楼的立面分隔板、装饰构件也在工厂预制完成。标准层平面布置图如图3。

其中承重预制墙板两侧竖缝节点通过后浇方式进行连接,水平缝采用新型水泥灌浆钢筋连接技术实现连接;阳台、楼板采用单向叠合方式,即预制6 cm,上部现浇6 cm,总厚度同传统现浇方式。

3 D1号、D8号楼主要新型预制装配技术特点

通过模数化的设计、合理的构件划分来尽量实现标准化和满足建筑功能需求,并采用节点现浇保证结构刚度和整体性。结合北京地区住宅建设特点,立足于解决工程实际问题,取长补短不单纯追求预制化率。应用的主要装配式结构技术特点如下:

3.1 预制复合夹芯保温外墙技术

预制复合外墙是集承重、保温、围护或装饰为一体的保温墙体形式,该墙体由保温材料层、内外层混凝土板组成,内侧是受力的混凝土结构层,中间为保温层,最外侧是保护层,类似于三明治结构,通过阻热性能非常好的玻璃纤维连接件把三层连成一个整体,三层在预制构件厂一次性制作生产,然后运输至施工现场进行安装使用。

与传统保温墙体相比,预制复合外墙具有诸多优势:1)节能保温效果显著。预制复合外墙采用断热型FRP连接件代替传统金属连接件,有效减小连接件部位产生冷(热)桥,增加了墙体的整体保温效果;2)系统有效地保护了保温材料。保温材料被夹在内外两层混凝土板之间,同时在窗口周边等外露部位采用防火措施包封,尽量减少保温材料外露,避免直接接触火源,从而有效的防止火灾对保温材料的破坏,使得预制外墙板具有良好的防火性能;3)避免保温层处于冻融循环,耐久性能好,以保证保温层与结构同寿命;4)总体效率提升明显。保温层、饰面层一次性在工厂预制完成,保护层可在工厂做成清水混凝土、涂料、瓷砖、石材等多种效果,大大减少了现场后贴保温、装修饰面层时间。此外,在工厂预制不受施工现场条件制约,生产效率高,适于大规模生产,对项目建设总体效率提升明显。

同时,在复合墙板两侧竖缝节点现浇部位,根据现浇段尺寸大小,复合外墙在工厂预制时提前将该部位对应的保温、保护饰面层一次性外伸做好(如图4～图5所示),同时具有两方面作用,一是外伸部位可以当现浇部位施工的外模板使用,施工时只需在内侧进行单侧支模,通过在预制墙板内侧预埋相应埋件即可实现,操作简便,并且节省了模板材料;二是节点现浇完成后,外侧的保温、饰面层已全部完成,只需进行简单的拼缝处理即可,不仅保证了立面效果一致性,外立面施工工期大大节省。

1-挤塑保温层保护饰面层;2-预制墙板;3-现浇部分;4-预制墙板;5-挤塑保温层保护饰面层

1-挤塑保温层保护饰面层;2-预制墙板;3-现浇部分;4-预制墙板;5-挤塑保温层保护饰面层

3.2 新型水泥灌浆钢筋连接技术

水平缝钢筋连接是装配整体式结构体系的关键技术,国外普遍采用球墨铸铁灌浆套筒进行连接,但在国内的应用属空白,此外由于国内外规范标准不一致,完全依靠进口既不能完成满足国内需求,成本也较高。北京万科联合中冶集团建筑研究总院,依据国内规范标准特点,共同研发完成具有自主知识产权的新型水泥灌浆钢筋连接技术,通过了系列检验认证程序,并在工程中推广应用。见图6。

新型水泥灌浆钢筋连接接头是一端剥肋滚轧直螺纹连接,另一端采用水泥灌浆连接,从而实现上下预制墙体的钢筋连接。墙板在工厂预制时,将套筒及上层连接钢筋直螺纹连接后预埋在上层预制墙板底部,下层连接钢筋预埋在下层预制墙板的顶部,本层楼板混凝土浇筑完成后安装上层墙板,将下层连接钢筋插入上层墙底部的套筒内,然后对连接套筒通过灌浆孔进行灌浆处理,完成上下墙板内钢筋的连接。见图7。

与其它国家和地区同类产品相比,国产新型水泥灌浆钢筋连接技术具有以下特点:

1)套筒尺寸小,适合于剪力墙结构。日本、中国台湾等使用球墨铸铁灌浆套筒壁厚较大,主要用于框架结构中大直径钢筋的连接,而剪力墙结构墙体尺寸较小,对套筒尺寸要求高,新型套筒采用圆钢母材机加工而成,截面尺寸较同类球墨铸铁套筒明显减小,适用于剪力墙结构。

1-下层连接钢筋;2-硬质橡胶条;3-二次灌浆层;4-上层连接钢筋;5-上层预制墙板;6-水平现浇层7-叠合楼板;8-下层预制墙板

2)灌浆长度小,节省灌浆料。球墨铸铁灌浆套筒为两端灌浆,而国产新型套筒为一端螺纹、一端灌浆,钢材及灌浆料用量大大减少,节省成本并提高施工效率。

3)便于构件加工。日本、中国台湾地区的预制混凝土柱一般采用立打成型工艺,由于铸铁套筒两端开口,为防止水泥浆进入腔体,预制时上部要用特制的橡胶圈进行封堵,国产套筒上端为螺纹,完成避免了水泥浆渗入,同时也便于套筒的临时固定,避免跑位,非常适合预制墙板的平打生产工艺。

4)便于钢筋对位、施工操作简便。为减少截面尺寸,新型套筒下部开口允许连接钢筋定位偏差为±5 mm,为便于钢筋对位,下部开口处采取了特殊的斜台构造,方便连接钢筋插入,施工操作相当简便。

综上,国产新型水泥灌浆钢筋连接技术在尺寸、施工操作、成本等方面均具有显著优势,在装配式混凝土结构中具有广阔的应用前景。

4 施工难点及措施

装配整体式剪力墙结构在国内的研究和应用还处在起步阶段,施工操作方面也没有现成的经验可参考,同时,由于预制构件吊装与主体结构同步,具有安装精度要求高、吊装难度大、成品保护要求高的特点。为此,参建各方群策群力,共同研究制定了装配式施工专项技术方案,并针对工程特点难点采取了专项控制措施,在确保结构施工安全的前提下,提高工程质量、提升施工工效。

4.1 预制墙板安装及定位控制

预制墙板安装及定位控制是装配式剪力墙结构施工的重点,由于套筒内连接钢筋定位允许偏差±5 mm,为保证钢筋定位准确,根据连接钢筋位置制作了专用定位卡具。在本层楼板钢筋绑扎时,在下层连接钢筋上安放定位卡具调整、固定连接钢筋位置,保证楼板混凝土浇筑后连接钢筋定位准确,定位卡具在楼板施工完成后拆除。见图8。

安装预制墙板前,首先将楼面清理干净,并再次复核、校正下部连接钢筋位置,在作业层楼板及预制墙板上弹设控制线以便安装就位,包括:墙体及门窗洞口边线、墙体50 cm水平位置控制线。预制墙板垂直方向标高通过在楼面做灰饼控制,考虑到施工误差,同时为保证墙板与楼板接触面的抗剪承载力,预制墙板与楼面预留2 cm缝隙,墙板安装完成后,此缝隙采用高强灌浆料填充,并与墙板内套筒灌浆一次性完成。见图9。

预制墙板临时固定及调整采用可调节斜支撑,包括可调节支撑螺杆和支撑托板,每组斜支撑为一长、一短各一根,可调节长度为±100 mm,即可受拉也可受压。支撑托板的位置通过计算确定,并在墙板预制及楼板施工时分别预埋对应埋件。安装时,先将支撑托板安装在预制墙板上及楼板上,吊装就位后将斜支撑螺杆拉接在墙板和楼面的支撑托板上,之后通过调节斜支撑调整预制墙板垂直方向、水平方向的位置直至满足要求,完成墙板安装。见图10。

4.2 钢筋连接灌浆操作工艺

新型水泥灌浆钢筋连接技术采用配套的C85高强灌浆料,具有流动度大、强度高、无收缩的特点,预制墙板与楼面间的缝隙也采用此灌浆料填充,毫无疑问,灌浆施工质量是保证装配施工及主体结构质量的关键,为此,施工时制定了专项的施工操作方案,并采取了定人、定量、定时、定工艺的控制原则。

1)定人:灌浆施工安排专人操作,明确分工,经过严格交底培训后方可上岗。

2)定量:根据每一施工段灌浆料理论用量,考虑一定损耗后配置灌浆料,严格按照加水比例称取灌浆料和加水量。

3)定时:灌浆料加水后采用电动搅拌机充分搅拌,转速不低于100 r/min,一般要求搅拌不少于5 min,搅拌完毕后最好静置3 min,以排除灌浆料内的气泡。搅拌完的拌合物,随着停放时间的延长,其流动性降低,要求在30 min内用完,以保证灌浆密实,这也要求一次搅拌量不宜过多。

4)定工艺:采用灌浆枪注浆(或用漏斗重力注浆),由注浆口逐渐充填,浆料先填充至底座,再从排浆口溢出,每个套筒都需单独灌浆,直至每个排浆口都溢出浆料为止,灌浆完毕每个套筒用橡胶塞封堵排浆口及注入口,灌浆完毕后立即用水清洗灌浆料的搅拌和灌注设备。

施工过程中,严格执行定人、定量、定时、定工艺的灌浆操作原则,做好过程监控和记录,保证了灌浆施工质量。

4总结

预制装配住宅 篇9

目前, 境外大部分都采用了预制装配式混凝土建筑技术发展住宅产业。在日本高层集合住宅中的85%使用PCa工法, 约占住宅总量的50%;瑞典新建工业化住宅中75%~80%采用了PCa技术;在瑞士, PCa技术生产住宅的量达到16%;2002年美国预制化生产住宅的产量为8万套, 比20世纪90年代初期多了2万套, 占工业化生产的比例也由20世纪90年代早期的16%增加为2002年的35%。法国从20世纪50年代开始发展PCa技术, 目前己形成成熟的技术和行业平台;2007年我国香港特别行政区己有65%的住宅项目采用了PCa技术;新加坡自1981年开始推广工业化建筑以后, 其技术发展迅速, 目前采用PCa技术的组屋已经达到总建设量的79%[2]。

钢筋混凝土工程在我国多层建筑中依然占主导地位, 与其他结构相比, 其历史悠久、技术成熟、耐久性好、结构刚度大而且造价相对低廉, 是现阶段发展住宅产业化的首选。其次, 预制装配式混凝土建筑具有标准化、部品化、生产工业化等特点, 与住宅产业化的内涵及我国住宅产业化的要求一致, 因此是我国推进住宅产业化理想的住宅建筑体系。

1 概述

1.1 预制混凝土建筑的特点

预制装配式混凝土建筑与现浇钢筋混凝土建筑的区别在于不同的设计、生产和施工方式, 由于需现场拼接, 所以带来了构件和节点的设计方法、施工方式的变化。

预制装配式混凝土建筑与传统现浇工艺相比, 最大特点是生产方式的转变, 主要体现在五化上:建筑设计标准化、部品生产工厂化、现场施工装配化、结构装修一体化和建造过程信息化。其主要优势体现在提升工程建设效率、提升工程建设品质、保障施工安全、提升经济效益以及低碳低能耗、节约资源、实现可持续发展等方面[3]。

1.2 预制装配式混凝土建筑的分类

预制装配式混凝土建筑的预制构件主要有:预制外墙、预制梁、预制柱、预制剪力墙、预制楼板、预制楼梯、预制露台等。按照预制构件的预制部位不同可以分为全预制装配式混凝土结构体系和预制装配整体式混凝土结构体系。

1.2.1 全预制装配式结构

全预制装配式结构是指所有结构构件均由工厂内生产, 运至现场进行装配。全预制装配式结构通常采用柔性连接技术, 所谓柔性连接是指连接部位抗弯能力比预制构件低, 因此, 地震作用下弹塑性变形通常发生在连接处, 而梁柱构件本身不会破坏, 变形在弹性范围内, 因此结构恢复性能好, 震后只需对连接部位进行修复即可继续使用, 具有较好的经济性能。

1.2.2 预制装配整体式结构

预制装配整体式结构是指部分结构构件均由工厂内生产, 如:预制外墙、预制内隔墙、半预制露台、半预制楼板, 半预制梁、预制楼梯等预制构件运至现场后, 与主要竖向承重构件 (预制或现浇梁柱、剪力墙等) 通过叠合层现浇楼板浇筑成整体的结构体系。

预制装配整体式结构通常采用强连接节点, 由于强连接的装配式结构在地震中依靠构件截面的非弹性变形耗能能力, 因此能够达到与现浇混凝土现浇结构相同或相近的抗震能力, 具有良好的整体性能, 具有足够的强度、刚度和延性, 能安全抵抗地震力且具有良好的经济性。

2 国外预制混凝土建筑发展状况

发达国家和地区装配式住宅发展大致经历了三个阶段: (1) 初期阶段, 解决的重点是建立工业化生产 (建造) 体系; (2) 发展阶段, 解决的重点是提高产品 (住宅) 的质量和性价比; (3) 成熟期, 解决的重点是进一步降低住宅的物耗和对环境负荷, 发展绿色住宅并解决多样化、个性化、低碳环保等问题。各国按照各自的特点, 选择了不同的装配式住宅发展道路和方式[4]。

目前, 美国、日本、新西兰等国均有相应的装配式混凝土结构技术规程。美国联邦政府和城市发展部颁布了美国工业化住宅建设和安全标准HUD标准。发达国家的预制装配式混凝土结构在建筑中已占很大比例, 美国约为35%, 欧洲占35%~40%, 日本则超过50%。

2.1 日本

日本预制装配式混凝土建筑的发展可分为4个阶段。

2.1.1 第一阶段 (1955—1965年) :预制住宅技术的开发期

该时期日本大中城市对房屋需求剧增, 日本国内建筑行业技术人员和操作人员匮乏。为缩短建设周期、减少施工人员、提高建筑效率, 日本开始实施大规模、批量化的建设房屋。1956年日本开发了2层的建筑壁式预制住宅, 即预制大板式住宅。1960年开始中层集合住宅研究, 1961年采用纯剪力墙Tilt Up工法建设4层集合住宅取得成功。在经济高速成长期, 5层以下预制大板式住宅被大量建设。1964年住宅公团设立大批量生产试验场, 开发使用水平钢模板、蒸汽养护的工厂制作技术, 自此, PCa工法迅猛发展。

2.1.2 第二阶段 (1965—1975年) :预制住宅的最盛期

这个时期也是日本住宅产业化发展的成熟期。大企业联合组建进入住宅产业化业, 在技术上生产了盒子住宅、单位住宅等多种住宅形式。政府为完善住宅产业化, 设立了工业化住宅质量管理优良工程认证制度。1970年, 住宅公团HPC (预制混凝土高层结构) 工法被应用到14层的高层住宅开发。但是, 1973年的第一次石油危机以后, 由于土地不足, 导致住宅小区小型化, 同时由于需求的多样化、高级化, 预制混凝土工法建造的住宅急速减少。1967—1974年进行了一系列足尺结构试验, 充分考证了PCa结构体系的抗震性能, 经过几十年, 这种PCa结构体系经历了数次大地震, 没有出现因结构问题而损坏建筑的报告。

2.1.3 第三阶段 (1975—2000年) :预制住宅的再度发展期

1975年开始实施钢筋混凝土构造的PCa化, 即从现浇混凝土向预制混凝土转变。在此期间, 预制混凝土框架结构 (RPC) 施工工法被开发实施, 预制大板式工法也向RPC工法转化, 而且RPC工法也逐渐从多层向高层、超高层的应用发展。为了解决超高层建筑预制柱断面过大的问题, 高强混凝土及高强钢筋开始被应用到实际工程。1980年代以后的PCa工法较之70年代以前工法, 从目的到方法都有了较大变化。到20世纪90年代, 采用工业化、产业化生产方式生产的住宅占总住宅竣工面积的25%~28%。

2.1.4 第四阶段 (2000年以后) :预制住宅的质量提升期

2000年后, 日本开始注重长寿命住宅的建设, 提出了百年住屋计划;并针对住宅产业化导致房屋设计形式单一的问题, 提出还套内设计决策权给居住者。这一时期的预制混凝土结构发展更多是为了解决高层和超高层住宅的抗震问题。它除了满足更快速的建造、更高品质的住宅性能, 更注重结合每个项目各自的地形特点和功能需求采用不同的工法, 并进行柱、梁和楼板、预制墙板的单独设计和组织工厂对项目批量生产。同时采用预制与现浇相结合的方法来保证建筑的整体性, 该时期的另一特点即预制组装体系又出现了钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

现在, 在日本的预制组装结构中, 建筑技术水平和工业化程度都达到十分高的水平。构件与构件之间再无须连接钢筋或钢材, 只通过钢索施加的预应力来保证建筑物的强度和整体性。

日本装配式住宅以市场需求为导向, 但政府强有力的干预和支持对其健康发展起到积极作用;通过立法确保了装配式混凝土结构的质量;制订了一系列住宅建设工业化的方针、政策, 组织专家研究建立统一的模数标准, 解决了标准化、大批量生产和住宅多样化之间的矛盾。

日本装配式住宅部件主要有装配式外墙板、装配式楼梯、装配式阳台和半装配式叠合楼板。现场用工量在实施建筑工业化之前为20~30人/m2·h, 之后下降到5~8人/m2·h。人均年竣工面积达100 m2左右, 相当于我国3~4倍, 住宅建筑单位面积采暖能耗比我国节能50%的绿色节能标准提高1~2倍。

2.2 美国

美国预制/预应力混凝土协会 (PCI) 长期研究与推广预制建筑, 预制混凝土的相关标准规范也很完善, 所以其装配式混凝土建筑应用非常普遍。美国的预制建筑主要包括建筑预制外墙和结构预制构件两大系列, 预制构件的共同特点是大型化和预应力相结合, 可优化结构配筋和连接构造, 减少制作和安装工作量, 缩短施工工期, 充分体现工业化、标准化和技术经济性特征。

目前, 分布于全国各地的有数千家混凝土制品厂, 所提供的预制构件包括梁、柱、板和桩等八大类53种产品, 其中应用最广的是单T板、双T板、空心板和槽形板。此外, 高度发达的建筑机械化也使一些人工难以完成的复杂装配施工工艺成为可能, 从而促进了预制混凝土结构在美国的发展。美国已将预制混凝土结构成功应用于住宅、工业、文化和体育建筑等各领域[5]。美国住宅市场发育完善, 住宅用构件和产品的标准化、系列化及其专业化、商品化、社会化程度很高, 几乎100%, 各种施工机械、设备、仪器等租赁化非常发达, 混凝土商品化程度达到84%[6]。

用户可自由地从上万种产品组成的目录单中, 选取满足自己需求的产品。由于其构件结构性能好、用途多、适用度广, 更有助于其高效率产品的诞生。由于美国装饰装修材料有齐全的配套施工机具, 基本上不存在现场湿作业的情况。

当前, 美国人选择这种工业化住宅的比例占据1/16。美国住宅建筑用构件需要达到国家要求的“五化”, 即标准化、系列化、专业化、商品化和社会化。现阶段, 美国国内专业面向住宅建筑用构件的公司不少于34家。此外, 针对住宅构建的安全性问题, 主要采用产品构件的认证的形式。由政府去履行其认证的全过程。1976年, 美国国会通过了国家工厂化住宅建造及安全法案, 同年开始由HUD负责出台一系列严格的行业规范标准, 一直沿用到今天。除了注重质量, 现代装配式住宅更加注重提升环保、美观、舒适性及个性化。美国绿色建筑认证体系认证评比的百分制中, 建筑选址占22%, 节水占8%, 能源消耗占20%, 建筑材料使用占27%, 空气质量占23%。装配式住宅大多数都能达到认证级以上标准。

通过多年的发展与探索, 美国与大部分发达国家都已构建起完善的住房构件的认证制度与认证体系。同时, 在住宅构件的性能评测上, 美国相关部门也做出规范, 促使它成为住宅商品化的推动力。从实际来看, 住宅产业化是一个前景十分广阔的市场, 在整个美国市场利润可达到大约十万亿美元。从混凝土构件与制品到其他生产所需构件, 以及其他安装设备, 都有专门的供应商来提供, 并且设备种类丰富。

2.3 法国

1891年, 巴黎Ed.Coigent公司首次在Biarritz的俱乐部建筑中使用装配式混凝土的构件。至今, 装配式混凝土结构在法国已经历了130余年的发展历程。

法国构造体系以装配式混凝土体系为主, 钢、木结构体系为辅。多采用框架或者板柱体系, 向大跨度发展, 焊接、螺栓连接等干法作业流行, 结构构件与设备、装修工程分开, 减少预埋, 生产和施工质量高。主要采用预应力混凝土装配式框架结构体系, 装配率达到80%。据有关资料显示, 与现浇结构相比, 施工模板减少85%, 脚手架用量减少50%, 节能70%, 节水80%, 节约钢材20%, 节地20%, 节时70%, 减少建筑垃圾83%, 节省人工20%~30%, 缩短工期30%~50%等, 符合绿色建筑提出的“四节一环保”等标准要求。

另外, 为促进构造体系的发展应用, 法国混凝土工业联合会和法国混凝土制品研究中心把全国近60个预制厂组织在一起, 由它们提供产品的技术信息和经济信息。经过多年努力, 编制出一套G5软件系统, 该系统可把任何一个建筑设计转变成为用工业化建筑部件进行设计而又不改变原设计的特点, 尤其是建筑艺术方面的特点。最近, 法国一直在推广这个信息处理工具。

2.4 瑞典和丹麦

自20世纪50年代, 在法国的影响下, 瑞典开始由民间企业开发了大型混凝土板的装配式住宅体系, 之后大力发展以通用部件为基础的体系。目前瑞典的新建住宅中, 采用通用部件的住宅占到了80%以上。瑞典的新建住宅单位面积能耗比传统住宅节约2/3以上。

丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家, 国际标准化组织的ISO模数协调标准就是以丹麦标准为蓝本的。丹麦推行建筑工业化的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系, 同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。

2.5 新加坡

新加坡建屋发展局 (简称HDB) 开发的组屋一般为15~30层的单元式高层住宅, 自20世纪90年代初尝试采用装配式住宅, 现已发展得较成熟。其通过平面布置、部件尺寸和安装节点的重复性来实现标准化以设计为核心, 设计和施工过程的工业化, 现场机械化。装配式构件包括梁、柱、剪力墙、楼板 (叠合板) 、楼梯、内隔墙、外墙 (含窗户) 、走廊、女儿墙、设备管井等, 整个工程装配式化率达到70%以上。

3 预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展的关键因素分析

纵观发达国家预制装配式混凝土建筑与住宅产业化的发展历程, 下面几个关键因素起到了决定性的作用。

3.1 国家主导

美国、日本和欧洲住宅工业化具有不同的技术特点, 但政府在推动住宅产业化方面都起到了无法替代的作用。从各国工业化发展的总体情况来说, 基本上是靠政府起主导作用的, 美国先后出台《住宅法》《住宅法案》《住宅与城市发展法案》和《国家工业化住宅建造及安全法案》等推进住宅工业化。日本先后从20世纪50年代开始出台《公营住宅法》《日本住宅公团法》《城市住房计划法》和修正后的《建筑基准法》《住宅品质确保法》等。除此法律层面外, 发达国家还有相当多的行政法规来保证工业化住宅的健康发展。如美国的节能之星住宅性能认定制度、日本的住宅性能保证制度和住宅优良部品管理制度等。日本政府以住宅建设五年计划为框架、以住宅性能认定制度与住宅部品认定制度为基础, 构成了住宅工业化的发展的良性政策体系。法国一系列的工业化标准的出台和法规也都是由政府推动的, 如法国建设部推出的“构造体系”以及后来的“构造逻辑系统”等都是政府行为在作用。

3.2 重视标准

各国工业化发展快速的原因之一主要在工业化技术上较成熟, 基本上都形成了自己的技术体系。1976年的HUD标准是美国住宅工业化发展历程上的里程碑, 规范了工业化住宅的生产与销售。日本的产品设计目录、住宅部件目录以及模数协调规范等都为工业化住宅的推进起到了关键作用, 有效地促进了住宅部品的工业化生产, 确保了住宅成品与部品的质量, 保护了购房者的权益。在1981年, 法国全国就已确定了25种工业化建筑标准体系。

3.3 技术创新

各国对技术创新和应用都非常重视。日本从1965年开始, 由住宅公团研发了一系列PCa工法, 如W-PC工法、R-PC工法、HPC工法等, 以及预应力在预制混凝土结构中的应用研发。自20世纪末, 美国对采用柔性连接节点的预制预应力抗震结构体系进行了研究, 取得了大量研究成果并成功应用到预制装配混凝土建筑工程中。法国编制出一套“构造逻辑系统”G5软件系统。

3.4 规模效益

根据各国发展工业化的实际情况来看, 工业化住宅建设在没有达到一定的规模前, 采用工业化生产方式建造的住宅成本要高于传统方式建造的住宅, 如法国第二次工业化尝试的项目采取工业化方式成本高出16.7%。但是达到一定规模后, 工业化方式建造的成本就要低于传统方式, 欧美及日本等发达国家由于一开始政府就采用工业化建造方式大规模建设住宅, 往往就能体现工业化住宅在成本上的优势。

3.5 大企业联合

住宅产业化的生产企业组织形式对开展工业化住宅建设有着重要作用, 日本在1995年成立了大企业联合组建集团即住宅公团。同样, 法国也建立了类似于日本住宅公团的工业化建筑集团对工业化的全过程管理。而美国的市场化程度比较高, 主要发挥各种大型专业供应商的作用, 不同供应商之间的产品进行融合, 最终通过专门生产建筑公司生产出用户想要的住宅形式。

4 装配式住宅技术发展总体趋势

4.1 从闭锁体系向开放体系发展

西方国家装配式混凝土结构的发展, 已从闭锁体向开放体系转变, 致力于发展标准化的功能块、设计上统一模数, 这样易于统一又富于变化, 方便了生产和施工, 也给设计者更大自由度[7]。

4.2 从湿体系向干体系发展

现在又广泛采用现浇和装配式相结合的体系。湿体系又称法国式。其标准较低, 所需劳力较多, 接头部分大都采用现浇混凝土, 但防渗性能好。干体系又称瑞典式, 其标准较高, 接头部分大都不用现浇混凝土, 但防渗性能稍差。

4.3 从单纯结构装配式向结构装配式和内装系统化集成的方向发展

装配式住宅既是主体结构的可装配化也是内装修部品的可装配化, 两者相辅相成, 互为依托, 片面强调其中任何一个方面均是错误的。

4.4 加强信息化管理

通过信息化技术搭建住宅产业化的咨询、规划、设计、建造和管理各环节中的信息交换平台, 实现全产业链的信息平台支持。以“信息化”促进“构件化”, 是实现住宅全生命周期部件质量责任可追溯管理和满足多样化需求的重要手段。

4.5 结构设计方面更趋多模式发展趋势

例如填充式结构可根据家庭构成和居住者的生活方式的变化, 改变房间布局和内部装修, 这种居住体每10~30年就可更新一次, 具有更新性。该结构具有耐久性更高的构造, 便于维修、更新的公用设备, 可维持100年以上的结构体, 耐久性优异。

5 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展状况

我国住宅产业化发展历程可分为三个阶段。

5.1 第一阶段:20世纪50至80年代的创建和起步期

20世纪50年代我国提出向苏联学习工业化建设经验, 学习设计标准化、工业化、模数化的方针, 在建筑业发展预制构件和预制装配件方面进行了很多关于工业化和标准化的讨论与实践。20世纪五六十年代开始研究装配式混凝土建筑的设计施工技术, 形成了一系列装配式混凝土建筑体系, 较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建筑体系、装配式多层框架建筑体系、装配式大板建筑体系等。六七十年代借鉴国外经验和结合国情, 引进了南斯拉夫的预应力板柱体系, 即后张预应力装配式结构体系, 进一步改进了标准化方法, 在施工工艺、施工速度等方面都有一定的提高。20世纪80年代提出了“三化一改”方针, 即:设计标准化、构配件生产与工厂化、施工机械化和墙体改造, 出现了用大型砌块装配式大板、大模板现浇等住宅建造形式, 但由于当时产品单调、造价偏高和一些关键技术问题未解决, 建筑工业化综合效益不高。这一时期可以说是在计划经济形式下政府所推动, 以住宅结构建造为中心的时期。

5.2 第二阶段:20世纪80年代至2000年的探索期

20世纪80年代开始住房开始实行市场化的供给形式, 住房建设规模空前迅猛, 这个阶段我国工业化方向做了许多积极意义的探索, 例如模数标准与工业化紧密相关, 1987年我国制定了GBJ2—1986《建筑模数协调统一标准》, 主要用于模数的统一和协调。部品与集成化也开始在20世纪90年代的住宅领域中出现, 这个时期相对主体的工业化, 主体结构外的局部工业化较突出, 同时伴随住房体制的改革, 对住宅产业理论进行了相关研究, 主要以小康住宅体系研究为代表, 但是这个时期住宅产业化与房地产建设的发展脱节。

5.3 第三阶段:2000年至今的快速发展期

这个时期关于住宅产业化和工业化的政策和措施相继出台。在政策方面, 2006年原建设部颁布了《国家住宅产业化基地实施大纲》, 2008年开始探索SI住宅技术研发和“中日技术集成示范工程”;在装修方面, 进一步倡导了全装修的推进。近年来, 地方政府关于住宅工业化的政策也相继出台, 其中北京、上海、深圳、沈阳等城市也专门制定了规范。2013年1月国家发改委和住建部联合发布了《绿色建筑行动方案》 (国办发[2013]1号) , 明确将推动建筑工业化作为十大重点任务之一。在大力推动转变经济发展方式, 调整产业结构和大力推动节能减排工作的背景下, 北京、上海、沈阳、深圳、济南、合肥等城市地方政府以保障性住房建设为抓手, 陆续出台支持建筑工业化发展的地方政策。国内的大型房地产开发企业、总承包企业和预制构件生产企业也纷纷行动起来, 加大建筑工业化投入。从全国来看, 以新型预制混凝土装配式结构快速发展为代表的建筑工业化进入了新一轮的高速发展期。这个时期是我国住宅产业真正进入全面推进的时期, 工业化进程也在逐渐加快推进, 但是总体来看与发达国家相比差距还很大。

6 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化存在的问题

我国预制装配式混凝土建筑及住宅产业化尚处于初级阶段, 存在以下几个方面问题。

6.1 技术标准滞后

纵观发达国家的产业化发展历程, 标准对产业的推进起到了关键作用, 确保了住宅成品与部品的质量, 有效地促进了住宅产业化的健康发展, 保护了消费者的权益。我国目前的标准体系尚不完备, 特别是缺乏系列的评价标准。装配式住宅的设计、生产、安装施工、验收评定等技术标准尚未建立, 试点成果无法大规模推广。

6.2 建造成本偏高

目前装配式住宅的建造成本比传统方式成本高500元/m2左右。原因有:未形成大规模生产, 规模效益无法体现;同时, 工业化生产属生产企业, 构件工业化生产产品要交纳17%的增值税, 增加了生产成本;建设管理体制也是造成成本增加的原因之一。

6.3 建筑设计与深化设计脱节

建筑设计一般仍由传统的设计院按非装配式结构进行建筑、结构和设备设计。承建商需要按装配要求进行二次设计, 因原设计基本未考虑装配要求, 其间还需要协调原设计根据装配工艺要求进行协商变更, 浪费大量管理资源和时间, 变更后的设计很难达到最优的效果。

6.4 未形成规模效益

预制装配式混凝土建筑的优势在于工业化大生产, 我国目前现存的结构体系众多, 各个结构体系之间差异大, 构配件无法通用。因此, 若项目体量不大, 很难形成规模效益, 无法发挥社会化大生产的成本优势。

6.5 未形成稳定的专业施工队伍

我国目前采用预制装配式混凝土建筑的工程项目占整个住宅项目比例很小, 专业施工队伍难以为继。例如, 一个预制装配式混凝土住宅项目培养了一批专业施工人员, 这些经过培训的技术人员接到的下一个工程很可能是传统现浇住宅项目;而且人员流动性很大, 同一批经过培训的技术人员很可能分散到不同的项目中, 直接影响了预制装配式混凝土住宅项目的施工质量和施工效率。

6.6 新技术新体系的认证不够规范

我国目前市场应用的预制装配式混凝土结构体系种类繁多, 鱼龙混杂, 有些是引进国外技术消化吸收, 有些是自主或合作研发的新体系或新技术。政府部门或行业机构在鼓励创新的同时, 应该严格把关, 特别是涉及到人民生命和财产安全的关键技术。

6.7 个别地区行政手段过度

个别地区过度使用行政手段, 忽视了市场规律和市场容量。工业化的技术体系和管理模式需要在实践中逐步发展成熟, 不能一哄而上, 更不能急功近利, 这才是健康发展之道。

6.8 个别地区过度追求装配率

采用多少装配率应由建筑综合成本来决定, 过度强调装配率, 或搞一刀切的政策会导致企业积极性不高或表面应付, 不利于住宅产业化的健康发展。

6.9 政策激励不够

企业要在市场中生存, 必须追求利润, 因此, 大多数企业在预制装配式混凝土住宅发展初期往往只看到成本提高因素, 而忽视了通过生产方式转变将带来的长远效益和综合效益。这种思维方式的转变, 需要政府通过政策激励的手段对企业进行适当引导。

7 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展的主要对策

7.1 加大科研投入

突破关键技术绿色装配式住宅要以标准化设计、工业化生产、机械化安装、信息化管理的现代化建造方式。其优点是SQSEE, “S”即Speed (速度) , “Q”即Quality (质量) , “S”即Safety (安全) , “E”即Environment friendly (环境友好) , “E”即Economic (效益) 。

推广装配式住宅须解决下列关键技术: (1) 加强高强度、自保温、阻燃、长寿命、可循环、健康 (吸附污染) 的轻型建材开发; (2) 加快类似于法国G5的设计软件和“绿色”评估软件的开发应用; (3) 加强装配式住宅新型结构研发, 推行混凝土、木材、钢材等多种混合新型结构、装配式绿色建筑、高抗震性能结构的开发, 尤其是开发高强度、抗震、可拆卸的构件标准化连接技术。

7.2 加快项目建设体制改革

加快项目建设体制改革, 创造有利于装配式住宅发展的市场环境。

(1) 要研究解决适应于装配式住宅研发、生产、推广应用的项目管理体制, 鼓励大型企业集团从生产、设计、安装与管理一体化的社会化大生产模式发展。

(2) 加快绿色施工企业营业税改增值税进程, 优化建筑企业结构, 淘汰技术力量薄弱、挂靠、分包小队伍, 促进建筑业结构调整。

(3) 改革现有的以项目公司运作的房地产开发管理体制, 有利于开发企业统筹协调发展。

7.3 扶持和培育大型企业集团和集群

激发市场主体推进装配式住宅的积极性和创造性。装配式住宅发展须实现设计、施工、管理一体化。从项目策划、规划设计、建筑设计、生产加工、运输施工、设备设施安装、装饰装修及运营管理等全过程统筹协调, 形成完整的一体化运行模式。这种“一体化”有三种模式:一是大型集团 (内部化) ;二是以某企业为龙头, 形成构件生产、原材料供应、结构设计、施工建造、家具部品生产和住宅物业管理等企业参与集群 (外部化) ;三是利用因特网建立类似于零库存生产体系, 组织各种协作企业按照生产、运输、存储、施工零库存化、即时化的原则进行物流创新。

8 我国预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展前景

借鉴国外发达国家预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展的成功经验, 结合我国行业基础和现状, 对我国未来预制装配式混凝土建筑与住宅产业化发展前景进行了预测并总结如下[8]。

8.1 形成领军的龙头企业

根据日本的产业化发展经验, 在发展初期, 在社会化程度不高、专业化分工尚未形成的条件下, 只有通过培育龙头企业才能使技术体系和管理模式逐步成熟, 发挥各种大型专业企业的领军作用, 才能带动全行业的发展。

8.2 确立工程总承包的发展模式

预制装配式混凝土建筑从设计、建造到施工的各个环节, 都对从业人员提出了更高的专业技术要求, 因此, 成立一支专业化的、协作化的建筑工业化工程总承包队伍尤为重要。采用工程总承包的发展模式, 在研发设计、构件生产、施工装配、运营管理等环节实行一体化的现代化的企业运营管理模式, 可以最大限度地发挥企业在设计、生产、施工和管理等一体化方面的资源优化配置作用, 实现整体效益的最大化。

8.3 形成成熟的、多样化的技术体系

未来发展的趋势是逐步完善预制装配剪力墙结构体系关键技术, 发展高强混凝土技术和预应力技术, 进一步研发预制/预应力框架结构体系和预制/预应力框架剪力墙结构体系, 形成系列化、多样化的技术体系支撑, 保障整个行业的健康发展。

8.4 形成通用体系

通用体系是采用定型构件的方法, 以部品构件及连接技术的标准化、通用性为基础, 一个构件厂生产的构件能在各种类型的房屋之间互换通用。通用体系适合组织构配件生产的专业化和社会化, 是更有利于高度机械化、自动化的工艺, 是一种完美的工业化形式, 必然是未来发展趋势。

8.5 形成成熟的SI体系

SI体系是将主体结构体系 (skeleton) 与户内装修及设备填充体系 (infi ll) 体系完全分离, 在主体结构体系强调耐久与安全性能的同时, 装修与设备则注重灵活性与更新改造的方便。这种理念是指通过将住宅骨架和基本设备与住户内的装修和设备等明确分离, 从而延长住宅的可使用寿命。因为骨架寿命一般较长, 而装修和住宅用设备老化较快, 如不能改装设备与更新装修, 建筑将不能再继续使用。我国及一些发达国家近年来一直致力于SI体系的研发和推广, 相信在不久的将来, 一定会形成适合预制混凝土结构的成熟的SI体系住宅。

8.6 向公共建筑、工业建筑领域拓展

随着高强混凝土技术和预应力技术的发展, 预制装配式混凝土建筑向大跨、重载的公共建筑和工业建筑领域拓展, 更能充分发挥结构的经济效益, 是未来必然的发展趋势。

8.7 全面应用BIM信息化技术

在预制装配式混凝土建筑“规划-设计-施工-运维”全生命期中的应用BIM技术, 以敏捷供应链理论、精益建造思想为指导, 建立以BIM模型为基础, 集成虚拟建造技术、RFID质量追踪技术、物联网技术、云服务技术、远程监控技术、高端辅助工程设备 (RTK/智能机器人放样/3D打印机/3D扫描等) 等的数字化精益建造管理系统, 实现对整个建筑供应链 (勘察设计/生产/物流/施工/运行维护) 的管理, 是未来发展的必然方向。

参考文献

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