装配整体式混凝土建筑（精选9篇）
装配整体式混凝土建筑 篇1
0 引言
装配整体式混凝土建筑是由预制混凝土构件通过钢筋、连接件等加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的建筑,属于住宅工业化、住宅产业化范畴。这种建筑具有建造速度快、受气候条件制约小、节约劳动力等优点,且符合绿色建筑的要求,近年来,在国内大范围地推广[1]。我国人多地少的基本国情,决定了发展装配式建筑只能以高层建筑为主,无法照搬国外现成模式,只能坚持预制与现浇有机结合的装配整体式技术路线。
建筑防水工程是建筑施工中非常重要的一个环节,建筑防水效果的好坏,直接影响今后建筑物的使用功能是否完善,对建筑物的质量起着至关重要的作用,因此应予以重视[2]。本文以天津双青新家园20号地8号楼为研究对象,介绍了该工程的设计与施工,尤其是防水部分,包括预制混凝土夹芯保温外墙板、混凝土叠合楼板、门窗、屋面以及相关节点的防水技术。
1 工程概况
双青新家园项目位于天津北辰区,是天津最大的保障房项目。该项目中20号地8号楼采用装配整体式混凝土结构形式,地上18层,首层及顶层采用现浇方式建造,2~17层采用装配式建造,装配率达70%以上,建筑面积为5 032 m2。
该工程预制构件包括预制楼板、预制梁、预制墙板(内墙、外墙)、预制楼梯、预制阳台等。该工程的结构形式为装配整体式混凝土剪力墙结构,装配整体式剪力墙结构体系设计以等同现浇为基本原则,预制墙板之间的水平连接通过墙体现浇段完成,竖向连接通过灌浆套筒完成;预制混凝土梁、板通过上部叠合层现浇混凝土形成整体受弯构件。预制夹芯保温外墙板由200 mm厚钢筋混凝土内叶墙板、90 mm厚挤塑板夹芯保温层、50 mm厚钢筋混凝土外叶墙板组成(图1),内外叶墙板通过不锈钢连接件进行连接。预制内墙为200 mm厚钢筋混凝土剪力墙。叠合楼板采用60 mm厚预制层与70 mm厚现浇层相结合的方式进行组合。
2 防水设计
为了保证该项目能顺利实施,正式开工前,在武清区建材基地建造了一栋相同结构形式的3层实验楼,标准层设计与实际工程相同(图2)。
与常规的现浇混凝土建筑不同,装配式建筑是将工厂预制的构件在现场拼装,这会留下大量的拼装接缝,这些接缝很容易成为水流渗透的通道,造成渗漏隐患。因此要保证装配式建筑的防水效果,需要重点关注预制外墙板接缝的密封防水。施工过程中发现,由于构件加工精度及施工质量的问题,存在着外墙板缝上宽下窄、填塞的发泡聚乙烯棒密封不实等问题(图3);有机材料和无机材料直接接触,造成保温板与混凝土板之间的接缝存在较多粘接不实的问题等(图4)。通过对实验楼的防水设计进行分析总结,完善了8号楼的设计和施工方案。
2.1 预制夹芯保温外墙板防水技术
1)垂直缝
预制夹芯保温外墙板接缝应根据工程特点和自然条件确定防水设防要求,进行防水设计。垂直缝选用结构防水与材料防水相结合的防水设计(图5)。材料选用的是发泡聚乙烯棒与耐候密封胶。结构防水则通过内叶墙板之间的混凝土现浇段来实现。该现浇段不但能将墙板结构连为整体,也是一道很好的外墙防水屏障。
2)水平缝
预制夹芯保温外墙板水平缝采用构造防水与材料防水相结合的防水设计(图6),板缝设计宽度为20mm,可保证在各种正常误差情况下,不会出现过大或过小的缝宽尺寸。材料防水做法与垂直缝略有不同,除采用发泡聚乙烯棒填充,并用密封胶密封外,在上下墙板的保温层中间还设置了一道止水胶条(发泡膨胀胶条),见图7。设置胶条一方面能起到保温作用,避免水平接缝出现冷桥,另一方面能起到较好的防水效果。构造防水则通过将外叶墙板设计成内高外低的企口来实现,根据水流受重力作用自然垂流原理,可以有效地防止雨水渗入。
2.2 保温板与混凝土结合缝防水技术
为解决保温板与混凝土板接缝间存在的缝隙现象,施工时对该缝隙进行处理,先在缝隙处填充座浆料,再向墙板底部灌注高强灌浆料进行密闭(图8),可以达到很好的止水效果。
2.3 叠合楼板防水技术
叠合楼板采用预制板与上部现浇混凝土相结合的结构形式(图9),楼板与楼板、楼板与墙体之间的接缝采用混凝土后浇带处理,以保证结构的整体性和完整性。叠合楼板的防水设计,要重点考虑卫生间和厨房的防水措施,采取以防为主,防排结合的方式进行。地面防水层设置在找坡层的上面,并延伸至墙面边角。另外,还要特别注意地漏、管道、洁具等节点的细部防水。设计时,应提前对卫生间和厨房的给排水立管、线盒等进行周全考虑,在预制工厂进行提前留置。施工时,对预留的立管、线盒进行必要的保护,通过现浇混凝土组合成统一整体,可大大降低渗漏机率[3]。准确的预留定位及合理的施工精度是叠合楼板防水的基本保证。
2.4 门窗防水技术
在门窗节点设计中,附框预埋在内叶墙板外侧,内外叶墙板之间设断热桥接缝,接缝设在窗框下部,通过耐候密封胶封闭以达到良好的防水效果。该做法兼顾了立面的美观和节能对热桥的保温要求(图10)。
2.5 屋面防水技术
屋面采用防水卷材与防水涂料相结合的设计,防水构造见图11。
3 施工
该工程的施工工艺流程为:现场放线→预制墙板吊装→上下墙板的保温层之间铺设止水胶条→墙板底部灌注灌浆料→墙板之间现浇混凝土→预制楼板吊装→水暖电线管铺设→叠合板混凝土浇筑→预制楼梯安装→二次结构施工→外墙板接缝防水处理→屋面防水施工→涂料饰面层施工。
具体操作要点如下:
1)预制外墙板作为影响整栋建筑防水质量的关键部位,必须严格控制其加工精度及施工质量。应在楼板上弹出墙体边线及控制线,墙板上标注轴线及高程控制线。因此,在墙板安装就位前,提前在楼面设置垫铁,使其安装满足标高要求。根据轴线、构件边线、测量控制线将墙板基本就位后,利用可调式钢管斜支撑与楼面临时固定,确保竖向构件稳定后摘除吊钩。
2)墙板底部灌注灌浆料。墙板校正完成后,使用座浆料将墙板其他三面与楼面间的缝隙填嵌密实,套筒灌浆采取压浆法从下口灌注,持压30 s后封堵,见图12。
3)预制外墙板与叠合楼板的现浇混凝土施工,作为外墙板垂直缝结构防水和叠合板整体性防水的重要组成部分,其质量必须严格控制。因此,预制构件在生产过程中要求预留粗糙面,以便能与现浇混凝土很好地结合成为整体。现场浇筑混凝土对骨料及流动度都有严格要求。施工时,要严格控制振捣质量及表面平整度,不能出现任何质量缺陷。现浇段的钢筋绑扎、模板安装和混凝土浇筑分别见图13—15。
4)外墙板接缝防水施工。外墙板的防水施工主要包括塞入发泡聚乙烯棒及用耐候建筑密封胶填缝(图16)。
注意:耐候密封胶的施工应严格按照产品要求的操作步骤进行,并进行严格的质量控制及验收。
摘要：对天津首例装配整体式混凝土建筑工程——双青新家园20号地8号楼的防水工程进行了介绍。外墙板的垂直缝和水平缝采用结构防水与材料防水相结合的防水做法,上下墙板的保温层中间设置止水胶条,有效地保证了工程防水效果。利用座浆料和灌浆料解决了保温板与混凝土板之间存在缝隙的问题。此外,还介绍了叠合楼板、窗洞口、主要细部节点等处的防水技术。
关键词：装配整体式混凝土建筑,防水,施工
参考文献
[1]陈凤祥.建筑防水工程的施工方法探讨[J].现代物业,2012(10):70-72.
[2]马跃强,何飞等.预制装配式建筑防水技术研究及工程应用[J].中国建筑防水,2016(5):26-29.
[3]王滨.关于加强建筑防水工程施工质量控制[J].中国新技术产品,2012(05):188-190.
装配整体式混凝土建筑 篇2
北美地区的预制建筑被长期推广，相关标准已经十分完善，装配式混凝土建筑到处可见。由于地震影响，近年来对于装配式混凝土建筑的重视程度不断提高，行业仍然有广阔的发展前景。
2.2 欧洲装配式混凝土建筑的发展状况
预制建筑最早就是在欧洲出现的。在这个欧洲，推动建筑工业的步伐一直都没有停止，各种形式的装配式混凝土建筑都得到了充分的实验和发展，整体的发展情况比较良好，形成了各种标准化的预制构件生产线。
2.3 日本装配式混凝土建筑的发展状况
装配整体式混凝土建筑 篇3
当前我国新型建筑工业化和住宅产业现代化进入了重要发展机遇期, 预制装配式建筑技术已经成为了建筑业关注的热点, 但在发展过程中也遇到一些瓶颈问题。为适应我国建筑工业化的发展, 指导和帮助建筑设计、生产、施工企业了解和掌握装配式混凝土结构的设计、构件生产与现场施工技术, 进一步提高预制建筑施工质量及效率, 推进建筑工业化的发展, 2015中国建筑施工学术年会聚焦“装配整体式混凝土结构技术与发展”。会议邀请了政府主管部门、中国建筑学会等领导出席会议邀请了装配整体式建筑研究、设计、施工、构件生产等业内专家介绍相关政策和发展趋势、分享经验, 共同研讨如何改变传统设计习惯、施工方式适应建筑工业化的发展, 大会共安排13位专家做主题报告或技术交流报告。
2015中国建筑施工学术年会是本年度建筑工业化的一次行业盛会。住房和城乡建设部住宅产业化促进中心处长叶明、中国建筑学会副秘书长顾勇新、江苏省住房和城乡建设厅副厅长纪迅、海门市副市长施渠平、南通市城乡建设局副局长/建筑工程管理局局长沈卫星、合肥市政府住房管理局住宅产业化中心主任张大传等领导出席会议并致辞或发表演讲。
中国建筑学会建筑施工分会理事长、中国建筑工程总公司总工毛志兵, 中国建筑学会建筑施工分会常务副理事长、中国建筑科学研究院副院长黄强, 中国建筑学会建筑施工分会副理事长兼秘书长、中国建研院建筑机械化研究分院副院长刘子金, 上海建工集团股份有限公司总工程师龚剑, 北京住总集团有限公司总工程师杨健康、北京城建集团有限责任公司副总工程师王甦, 龙信建设集团有限公司董事长陈祖新, 江苏中南建设集团有限公司副总裁侯海泉, 河南土木建筑学会副理事长兼秘书长王新泉, 中国建筑股份有限公司副总工叶浩文, 中建三局总工程师张琨, 中建四局总工程师令狐延, 中建七局总工程师焦安亮, 及国内主要建筑施工企业技术人员等230余业内精英出席了会议。
中国建筑学会建筑施工分会副理事长兼秘书长刘子金在“积极发挥学会作用助推建筑产业现代化”为题的建筑施工分会2015年会工作报告中指出“预制装配整体式混凝土结构建筑是新型建筑工业化的重要结构形式之一, 是当今世界建筑业发展之潮流。住建部和各级政府纷纷出台文件和支持鼓励政策, 使预制装配式建筑已经成为了当前建筑行业关注的热点。据不完全统计, 目前全国先后批准了11个产业化试点城市、56个国家住宅产业化基地, 全国新建预制构件厂近60家, 至今实施预制装配整体式施工的建筑面积已达数千万平方米。但在发展过程中也遇到一些瓶颈问题, 如预制构件生产企业任务不足, 建筑成本偏高, 技术标准体系不完善、设计施工一体化问题、预制构件生产与市场销售的监管问题、现场预制与装配施工质量控制问题等”。
本次会议总结发展经验, 直视存在问题, 深入交流了国内外预制装配整体式混凝土结构前沿技术和研究成果, 总结了装配化施工关键技术、构配件生产技术与设备研究成果, 对推动适合国情的预制装配整体式混凝土结构成套技术, 提升建筑工业现代化技术水平具有积极的现实意义。
推广先进适用技术是分会工作职责
中国建筑学会建筑施工分会理事长、中国建筑工程总公司总工程师毛志兵
建筑业企业的转型升级是新常态下建筑业关注的共同话题, 如何创新发展才能实现建筑业企业的提质增速?国际建筑业的发展趋势告诉我们, 中国已到了加快推进建筑工业化的重要历史时期。建筑工业化是克服传统生产方式缺陷、促进建筑业又好又快发展的主要途径。新型建筑工业化是建筑业传统模式和生产方式的深刻变革, 是建筑工业化与信息化的深度融合, 是建筑行业提升质量和效益的有效途径。2014年以来, 住房和城乡建设部以及北京、上海、河北、江苏、浙江、安徽、山东、深圳、沈阳等30多个省、市纷纷出台鼓励性政策, 大力推动建筑产业现代化。
中国建筑学会建筑施工分会理事长、中国建筑工程总公司总工程师毛志兵在2015中国建筑施工学术年会开幕致辞中指出:对于装配式建筑, 特别是装配式混凝土建筑相关技术的研究和发展, 我们国家过去几近停滞了二十年。近三年, 特别是去年以来, 装配式混凝土建筑在全国的发展形势非常火爆, 大有席卷全国之势。好的一面是, 这股热潮大大地推进了工业化建造技术的研发投入, 促进了预制构件厂建设, 为进一步发展工业化提供了基础, 也促进了我们对目前设计与施工分离的体制弊端的反思, 加快了建筑业改革步伐。
大力推进新型建筑工业化的目的我们永远不要动摇, 这不仅是政府的号召, 而实实在在是提升我国建筑业发展质量, 实现转型升级的必然途径。新型建筑工业化不等同于装配式建筑, 更不等同于装配式混凝土建筑。“像造汽车一样造房子”、“像搭积木一样造房子”的全装配式建筑是工业化建造的“极致”和“特例”。装配式建筑技术的研发和应用能够有效地推进工业化建造技术整体水平的提升。但我们同样要注意, 对不同类型建筑, 施工技术和手段的适用性是一个非常关键和重要的问题。我们“不能为了装配而装配, 不能为了工业化而工业化”。在装配式建筑研发和示范方面我们要勇攀高峰, 提供各种可能的技术手段和解决方案;在工程应用上, 我们要慎重选择, 要采用符合工程实际, 适用、好用的技术组合, 实现业主、企业和社会的共赢。
同时, 我们也要清醒地认识到建筑业的客观发展规律, 我们必须清楚地看到, 目前我国装配式建筑相关技术研究储备不足, 研发和工程经验还需要一个积累的过程。部分地区发展过热, 出现了一些问题。有片面追求装配率等错误指导思想;很多装配式项目存在造价过高, 工期长, 质量没有保证等种种问题。与发达国家相比有较大差距, 急需开发符合工业化建造思想的各类新型高效的工业化建筑体系, 并系统解决其设计与规模化工程应用中存在的关键技术问题。有需求就有创新, 群策群力, 协调创新, 解决建筑领域中的技术问题, 推广先进适用技术是中国建筑学会工作的职责。新型建筑工业化的大力发展为我们建筑施工领域的科技工作者提供了广阔的舞台。
新型建筑工业化推进路径
住房和城乡建设部住宅产业化促进中心处长叶明在“建筑工业化现状及发展趋势”的报告中, 分析了建筑产业现代化背景与状况、建筑产业现代化内涵与特征、建筑产业现代化的技术创新、管理创新、现阶段发展面临问题
与对策。住房和城乡建设部住宅产业化促进中心处长叶明
叶明认为, 建筑工业化不等于装配化, 也不等于传统生产方式+装配化, 用传统的施工管理模式进行装配化施工不是建筑工业化。新型建筑工业化需要创新发展模式, 整合优化整个产业链上的资源, 解决设计、制作、施工一体化问题, 使其发挥最大化的效率和效益。在建筑工业化发展的初期阶段, 多种发展模式并存, 目前有以下几种模式:以房地产开发为龙头的资源整合模式;以设计、开发、制造、施工、装修一体化建造模式;以施工总承包为龙头的施工代建模式;以工程总承包 (EPC) 为龙头的全产业链发展模式。建筑工业化更提倡EPC即工程总承包模式。
装配化施工中的核心在施工技术和施工管理两个层面, 特别是管理层面, 工业化运行模式有别于传统形式。相对于目前层层分包的模式, 建筑工业化更提倡“EPC”模式, 即工程总承包模式, 确切地说, 这是建筑工业化初级阶段主要倡导的一种模式。作为一体化模式, EPC实现了设计、生产、施工的一体化, 使项目设计更加优化, 利于实现建造过程的资源整合、技术集成, 以及效益最大化, 才能在建筑产业化过程中保证生产方式的转变。通过EPC模式, 能真正把技术固化下来, 进而形成集成技术, 实现全过程的资源优化。
新型建筑工业化推进路径:要处理好全面推进与重点发展的关系。目标不仅是建设数量, 而重点是培育企业能力。要从实际出发, 采取以点带面的方式, 逐步推进, 协同发展的路径。
点:要建立一支专业化的、协作化的建筑工业化的工程总承包队伍。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。
面:通过建立这支专业化队伍的探索和实践, 来影响和带动全集团乃至全行业的发展。
现阶段建筑产业现代化发展面临的问题与对策:
第一, 做好顶层设计。建筑产业现代化工作是一项系统工程, 要理念一致、目标一致、步骤一致, 要从全局的视角出发, 对各个层次、各种要素、各种参与力量进行统筹考虑。国家层面要进行总体架构设计, 做好总体规划, 不是简单喊一个口号, 应出台指导意见。各地政府应在制定推进政策、措施的同时, 要结合市场条件, 适度引导企业合理布局, 循序渐进, 不可盲目跃进, 一哄而上。
第二, 建立协调机制。建筑产业现代化涉及多个行业以及科研、设计、开发、生产、施工等各个环节, 是系统性工程, 覆盖建筑的全产业链、全过程, 产业链长, 系统性强, 不是一个部门所能及, 更不是有的部门抓“住宅产业现代化”, 有的部门抓“建筑产业现代化”。建议要加强宏观指导和协调, 建立工作协调机制, 优化配置政策资源, 统一调动各方面力量, 统筹推进, 协调、有序发展。
第三, 重视管理创新。建筑产业现代化有两个核心要素, 一个是技术创新, 另一个是管理创新。在推进过程中往往我们更多地注重了技术创新, 忽视了管理创新, 甚至有的企业投入大量的人力、财力开展技术创新并取得一定成果, 然而在工程实践中运用新的技术成果仍然采用传统、粗放式管理模式, 导致工程项目总体质量及效益达不到预期效果。现阶段管理创新要比技术创新更难、更重要, 应摆在更高的位置。
第四, 培育企业能力。企业是主体, 没有现代化企业支撑就无法实现建筑产业现代化。当前, 建筑产业现代化处在发展的初期阶段, 企业的专业化技术体系尚未成熟, 现代化管理模式尚未建立, 社会化程度还很低, 专业化分工还没有形成, 企业在设计、生产、施工、管理各环节缺技术、缺人才、缺专业化队伍仍具有普遍性, 市场的信心和能力尚未建立。因此, 能力建设显得尤为重要, 能力建设的重点是培育企业的能力, 包括设计能力、生产能力、施工能力和管理能力。
第五, 树立革命精神。建筑产业现代化的核心是生产方式变革。这种生产方式的变革必将对现行的传统发展模式带来冲击, 整个行业也将带来一系列变化, 可以说建筑产业现代化是建筑业的一场革命, 整个建筑行业将面临新一轮的改革发展。因此, 我们必须要拿出革命精神和勇气去面对改革发展和由此带来的一系列挑战。
总之, 推进建筑产业现代化, 任重而道远。需要各方面支持与配合, 需要调动各方面的积极性和主动性。必须要在技术集成能力上取得新突破, 在创新管理模式上取得新突破, 在转变生产方式上取得新突破, 在企业能力建设上取得新突破, 在政府体制机制上取得新突破。
江苏推动产业现代化的关键措施
江苏省住房和城乡建设厅副厅长纪迅
江苏省住房和城乡建设厅副厅长纪迅在会议发言中介绍了“江苏建筑产业现代化的思考与实践”。2014年5月住建部明确把江苏省、辽宁省作为建筑产业现代化的试点省。2014年11月, 江苏省政府专门出台了《关于推动建筑产业现代化促进建筑业转型升级的意见》, 明确了实现建筑产业现代化的战略、目标、任务及政策扶持。江苏推动产业现代化的关键措施包括: (1) 总体设计、分步实施、有序推进; (2) 推动建筑产业现代化与绿色建筑、住宅产业现代化联动发展; (3) 推动建筑产业化和信息化的融合发展; (4) 充分发挥企业在建筑产业现代化中的主力军作用; (5) 整合力量、加大扶持建筑产业现代化发展力度; (6) 建设主管部门加强对建筑产业现代化引导作用。
纪迅副厅长说, 2015年, 住建部陈政高部长提出要实现产业现代化的新跨越, 作为建设部的试点省, 我们必须针对存在的问题用新思维、新举措推动产业现代化上新台阶。当前影响建筑产业现代化迅速发展、实现新跨越的原因有以下几点。
1) 理解不到位。有些地区对建筑产业现代化认识比较狭隘, 认为建筑产业现代化就是建筑工业化。实际上, 建筑产业现代化包括管理信息化、生产工厂化、设计施工标准化、员工职业化、企业国际化。有些地区只注重工厂化生产、装配式施工, 只注重建筑工业化机械式建设, 而忽视了其他几化建设, 这对推动建筑产业现代化全面发展有阻碍作用, 必须克服。
2) 行动不统一。建筑产业现代化涉及多个行业以及科研、设计、开发、生产、施工等各个环节, 覆盖建筑全产业链、全过程, 产业链长, 系统性强, 不是一个部门所能及。现在江苏省成立了省长牵头的领导小组, 协调发改委、经信委、财政厅、科技厅、质监局等相关部门共同推动, 住宅产业化和新型建筑工业化, 三位一体, 联动发展, 但很多市还是部门分割, 有的抓“住宅产业化”, 有的抓“绿色建筑”, 有的抓“建筑工业化”, 各吹各的号, 各唱各的调, 缺乏统一工作协调机制。需要整合资源, 调动各方力量, 统筹推进建筑产业现代化发展。
3) 改革不配套。现行建筑业管理体制还是改革开放之初制定的, 经过30年的实践, 已发现有许多脱节的地方。一是建筑施工与设计脱节。整个建筑过程分成两半, 前半期是设计, 设计之后再施工总承包招投标, 不利于设计的深化和科技创新。二是建筑工人和建筑企业脱离。建筑工人大部分在劳务企业是农民工, 没有享受到建筑工人应有的待遇, 也不利于形成一支现代化的产业工人队伍。现在要加强顶层设计, 以改革创新精神, 重新对工程建设领域的勘察设计、招投标、质量安全监管、建筑企业资质、监理以及竣工验收备案重新设计。
4) 企业参与度不高。建筑企业是建筑产业现代化发展的主力军。由于认识上的偏差和一些企业受经济下行压力影响, 很多企业对建筑业转型升级认识不足, 对推动建筑产业现代化持观望态度。我们必须要加大宣传力度, 加快树立典型, 推动绝大部分企业投身到建筑产业现代化之中。近期我们准备召开全省建筑产业现代化宣传会, 树典型, 促转型, 推动建筑产业现代化再上新台阶。
中建建筑工业化的思考与实施
中国建筑股份有限公司副总工叶浩文
中国建筑股份有限公司副总工叶浩文做了“中建建筑工业化的思考与实施”的精彩报告。叶浩文副总工在报告中分析了我国建筑工业化发展中存在的核心问题是没有推行和采用设计、生产、施工的EPC工程总承包的管理模式;没有形成预制构件设计的技术产品体系及其工法, 而是将传统现浇建筑“拆分”成构件来生产加工。上述问题造成设计、生产、施工环节严重脱节, 工期、成本增加, 资源浪费严重, 而解决问题的关键是实施设计-生产-施工一体化、主体-装修一体化、EPC一体化发展, 提高全产业链的整体生产效率和协同性。“预制+现浇的混合结构不是发展方向”、“发展装配式建筑不要卖构件, 而应卖产品。”中国建筑股份有限公司副工程师叶浩文表示, 政府是当前建筑工业化的最大推动者, 理应建立适应建筑工业化发展的管理机制, 发挥生产线规模化、施工装配机械化大生产的优势。
为适应新形势下中国建筑业的发展, 中国建筑成立了中建科技集团, 作为“中国建筑”科技创新发展的产业平台、技术研发平台和投资平台, 中建科技开展研发设计、生产加工、装配建造、信息化管理、新型建材、产业联盟、顾问咨询和投资, 进行建筑工业化的研发设计和产业化发展。
叶浩文作为中建科技集团董事长, 在广泛调研国内外建筑工业化发展基础上, 提出中建建筑工业化的发展战略:依托中国建筑品牌、资金、技术以及人才等丰富资源, 通过设计先导, 技术引领;合理布局, 系统联动;产业平台, 区域经营;EPC五化一体 (设计标准化、生产工厂化、现场装配化、主体装饰机电一体化、全过程管理信息化) 发展。在EPC五化一体发展的模式下, 建立以BIM模式为基础的互联网+建筑的信息平台, 集成FRID、移动终端、云服务、大数据、3D打印等信息化创新技术, 实现建筑在设计、生产、运输、建造以及运维全生命周期的信息交互和共享, 提高全产业链的效率和管理水平, 全过程信息化管理, 确立智慧建筑的信息数据基础。集成新型建筑部品和建材产品, 门窗、厨卫等部品采用模块化设计、工厂化制作及现场化装配一体化装修, 提高建筑工业化整体建造水平。
中建科技与中建系统工程局、设计院及专业公司合作, 以“资本、技术”形成纽带关系, 充分发挥中建系统各单位的总包渠道优势、地缘优势和专业优势, 建立建筑工业化的区域公司和专业公司 (厂) 。
2015年组建中建科技成都、武汉、郑州、合肥、上海区域公司, 在北京、成都、郑州、武汉、福州、长沙等6个城市建厂。其中中建三局武汉绿色建筑产业园PC (预制混凝土) 构件厂已揭牌并正式投产。
2016年继续组建中建科技区域公司, 包括华南、长沙区域公司等, 在上海、天津、合肥、广州、南京、杭州、深圳、济南、厦门、南宁等10个省会级发达城市建厂约10个。
2017年在东南沿海之外的主要城市建厂约6个。
2018~2020年, 顺势陆续组建中建科技区域公司, 在二三线省会城市每年约建2个厂, 十三五期间计划在全国建设约28个厂。
中建科技各区域公司主要经营模式为EPC工程总承包模式。EPC五化一体发展, 确定设计-生产-施工一体化的商业模式, 推动通过EPC工程总承包模式, 应用BIM信息化技术打通设计与生产、生产与施工、主体与部品部件及装修的各个技术和管理环节, 推动建筑工业化全产业链的稳健发展。
龙信建设预制装配结构体系研究实践
龙信建设集团有限公司董事长陈祖新
龙信建设集团有限公司董事长陈祖新在“预制装配式混凝土剪力墙结构体系研究实践”的报告中介绍了龙信集团建筑产业化发展历程、案例介绍和龙信集团未来产业化发展模式的探索。从上世纪90年代以来, 龙信集团建筑产业化历程经历了三个阶段:1994年~2012年“全装修住宅的探索和实践”;2008年~2015年“CSI住宅体系的研究和实践”;2010年至今“预制装配式建筑的研究和实践”。龙信集团与日本鹿岛合作进行预制装配式主体结构的研究, 并形成住宅和公建两种装配式结构体系:住宅中采用预制装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构体系、公共建筑中采用预制装配整体式钢筋混凝土框架结构体系。
陈祖新董事长通过龙馨家园老年公寓、龙信广场5号楼、南通政务中心停车综合楼等案例项目, 阐述龙信产业化的技术体系和发展历程, 提出龙信集团产业化发展“三步走”战略, 即从自娱自乐到走进南通, 面向南京, 再到走出南京, 面向全国。龙信集团实行以海门为本部、上海为管理中心、南京为产业化中心, 沿长江经济带向龙腰武汉 (荆州) 、龙尾成都、重庆方向延伸发展的产业化战略布局, 将形成以长江经济带为中心, 以京津冀和珠三角为两翼联动发展, 辅之以前景广阔的海外市场, 建立龙信建筑产业现代化发展模式, 实现从“传统建筑承包商”向“建筑产业现代化整体服务商”的华丽转身。
会议期间组织参观的龙馨家园老年公寓为全预制装配整体式框架剪力墙结构体系, 是CSI体系进行内装修的预制装配式公共建筑, 地上25层, 建筑高度88m, 其结构施工已经完成。正在施工的龙信广场5号楼为装配式剪力墙结构, 地上30层, 地下1层, 建筑高度87.15m, 该工程通过结构体系与施工技术整合创新, 实现无外脚手架、无现场砌筑、无抹灰的绿色施工。主体结构中内外墙、阳台、楼梯均为预制装配构件, 楼面预制叠合板。与会专家现场观摩了预制构件的现场吊装、装配施工。
中南建设NPC核心技术体系
江苏中南建筑产业集团有限责任公司副总裁董年才
江苏中南建筑产业集团有限责任公司副总裁董年才介绍了中南建设建筑产业现代化推进历程与NPC核心技术体系。中南NPC技术核心就是上下层预制剪力墙、柱竖向钢筋的浆锚连接。即下层预制构件的竖向钢筋通过插入上层预制构件预埋的金属波纹管内, 并通过在金属波纹管内灌注高强无收缩灌浆料形成锚固, 达到上下层竖向钢筋之间的搭接。水平向则采用叠合梁板技术通过现浇层混凝土形成结构的整体性。墙柱等预制构件的水平方向连接则通过在竖向设置现浇节点实现整体性连接。采用NPC技术建造的项目, 与传统施工方式相比, 缩短工期近1/3, 每平方米耗水量比传统施工方法减少63%, 木模板使用量减少87%, 建筑垃圾产生量减少91%。此外, 还具有降音、降噪、防尘等特点, 这项技术为国内建筑转型提供了一种全新的模式。
2013年中南NPC技术体系真正走向市场, 先后承接了苏州花样年项目 (75%装配率) 、上海青浦泰禾项目 (45%装配率) 、沈阳万科春和里等一批外部业务, 在中南自己开发的海门中南世纪城、南通花城等项目中也有多栋采用了装配整体式建筑结构, 目前中南建筑工业化累计施工面积110万m2。会议期间与会代表参观了在建的中南集团总部员工宿舍楼, 该工程采用NPC技术建造, 预制率80%以上, 其建筑高度99.2m, 30层。
分析目前预制装配整体结构发展中的瓶颈, 董年才总工认为主要原因是:第一, 现阶段预制构件较现浇成本增量35%, 每平米指标造价增加20%;第二, 预制构件赋税重叠征收, 出厂要征收17%增值税, 到工地后再征收3.48%建筑税;第三, 由于各地产开发商设计的多样性, 很难实现设计的统一性, 预制构件标准化设计还没有形成, 非标准化构件种类过多, 导致工厂加工边模等周转材料耗费过高;第四, 市场刚刚起步, 恶意竞争的局面却已经形成, 导致整体质量得不到提升。
发展缓慢不单单是成本问题, 还存在研发费用问题, 凭企业一己之力无法带动整个市场走入健康循环, 由于外部房地产企业追求的是“过低成本”, 且由于国内设计惯例, 钢筋越细越密, 受力越合理, 户型选择是为满足营销需求, 往往忽略建筑工程全寿命周期成本, 这对NPC推广影响极为严重。
迎接建筑工业化新的机遇与挑战
上海建工五建集团公司总工李琰
上海建工五建集团公司总工李琰代表上海建工介绍了上海建工装配整体式混凝土结构施工技术应用、预制装配式建筑体系及施工工艺、建造关键技术等。2014年6月17日, 上海发布《上海市绿色建筑发展三年行动计划 (2014-2016) 》, 要求各区县政府在本区域供地面积总量中落实的装配式建筑的建筑面积比例, 2014年不少于25%;2015年不少于50%;2016年, 外环线以内符合条件的新建民用建筑原则上全部采用装配式建筑, 装配式建筑比例进一步提高。
2015中国建筑施工学术年会的精彩报告还有:同济大学教授、同济大学现代预应力/预制结构研究室主任薛伟辰“新型整体装配式混凝土结构体系研究”, 北京市建筑工程研究院总工程师李晨光“预制装配式混凝土结构技术与发展”, 中国建筑设计研究院居住建筑事业部总工程师张守峰“设计施工一体化是建筑产业现代化的必然趋势”, 中冶建筑研究总院有限公司/北京思达建茂科技发展有限公司总经理郝志强“装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆连接技术要点”, 河北新大地机电制造有限公司副总经理韩彦军“混凝土预制构件工厂规划及设备选型”, 廊坊凯博建设机械科技有限公司副总经理王振丰“预制整体式混凝土构件钢筋加工技术与设备”。这些报告分别从结构体系研究、设计、施工、构件生产、生产设备等方面多角度、多视角解析了整体装配式混凝土结构的热点问题, 给与会代表带来丰富的最新研究成果。
结语
目前建筑产业现代化、装配式建筑在顶层设计、技术标准、全产业链打造、关键技术等方面仍存缺陷, 这是全行业必须正视的客观现实。大力创建我国新型建筑工业化的建筑通用体系与部品技术, 发展装配式建筑, 突破传统生产建设模式、促进建筑产业技术升级换代, 应当成为当前我国建设行业发展方式转变的科技攻关目标。
全国有许多省市出台了推进住宅产业化的政策, 在各项政策中, 面积或容积率奖励最为直接, 各地基本为按装配式建筑面积奖励开发商3%的容积率。虽然多个省市出台了类似政策, 但目前3%奖励真正落地的寥寥无几。政策不完善的另一个方面, 是所有奖励均给予开发商, 对设计、施工等缺乏考虑。鼓励政策应能吸引更多的企业进入装配式建筑行业, 而不仅仅是开发商。
推动新型建筑工业化发展, 是中国建筑业新常态下一项重要的新型城镇化建设的战略部署。国家相关部委将推动建筑工业化作为一项重要内容, 各地方政府积极出台相关鼓励政策支持发展建筑工业化;早期一批企业积累了相当有益的经验;随着市场环境不断改善, 相关技术标准和规范的陆续出台, 发展建筑工业化已是大势所趋。
让我们抓住机遇、与时俱进, 奋力开创建筑产业现代化工作的新局面。O
装配整体式混凝土建筑 篇4
——装配式混凝土建筑（PC）生产与施工技术交流大会圆满结束
2014年3月20，新型建筑工业化——装配式混凝土建筑（PC）生产与施工技术交流大会在安徽世纪金
和施工企业工程技术人员，有关构件加工工厂、构件生产设备公司等业内人士共千余人参加了此次会议，场面空前盛大。
图1交流大会现场
开场，合肥市委常委、副市长周善武和安徽省住房和城乡建设厅总工程师稍作精炼致辞，住房和城乡建设部与产业中心文林峰主任发表《建筑产业现代化发展现状、趋势与建议》演讲，正式拉开交流大会的序幕。
图2“千人大会”现场坐无虚席
当前,我国新型建筑工业化已进入了重要的发展机遇期,为了大力促进新型建筑工业化,加快推进建筑产业现代化,本届交流会以“建筑工业化生产方式”为主题，以“装配式混凝土结构建筑生产与施工技术”为主要内容，通过《预制构件工厂的规划建设与工艺设备》、《预制构件配套附件和施工相关材料、技术》二个专题进行全面、系统的专题讲座和互动交流。从我国新型建筑工业化面临的形势和任务、内涵与发展模式，从装配式混凝土结构技术体系、技术规程、施工技术与管理、预制构件生产管理与质量控制等方面进行了全系统、全方位的大会交流，对于指导和帮助有关开发、设计和施工企业全面掌握工业化生产方式——装配式混凝土结构建筑（PC）生产和施工技术起到重要作用，搭建了技术交流平台。
专题一：预制构件工厂的规划建设与工艺设备【预制构件生产的工厂规划与设备】
会议历时两天，与会代表的演讲与发言对目前我国建筑企业的转型发展有着重要的指导意义，同时也为全国各省市积极推广建筑工业化拉开了序幕。
装配整体式混凝土建筑 篇5
关键词：装配整体式,预制剪力墙板,叠合楼板,吊装工艺,效益分析
引言
改革开放以来, 我国在经济建设上取得了举世瞩目的成就, 建筑业功不可没。然而传统建筑施工模式存在极大的资源消耗与环境污染问题, 因此党和国家领导人强调建筑业必须走绿色发展的道路。2013年, 国家从政策层面落实了建筑业走产业化发展道路。所谓建筑产业化, 就是采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工和信息化管理为主要特征的生产方式, 实现房屋建造工业化、集约化、社会化, 是实现“绿色建筑”的核心通道。
装配整体式混凝土结构是建筑产业化的重要内容之一, 本文将结合西安建工第四建筑有限责任公司职工住宅楼项目, 围绕预制装配式剪力墙和叠合楼板施工技术在项目中的应用进行探讨。
1 工程概况
本项目位于西安市大兴新区永兴路145号, 1#~4#楼为现浇剪力墙结构, 5#楼为装配式结构。5#楼总建筑面积3400m2, 地下2层, 地上6层, 装配整体式混凝土剪力墙结构, 层高2.95m, 总高度18m。预制构件包括剪力墙、叠合楼板、楼梯、空调板, 预制率达到53%。
2 起重机械选择及注意事项
装配式建筑施工时, 起重机械的选择至关重要:①根据建筑物高度、场地条件考虑选择塔式起重机或者汽车吊;②根据预制混凝土构件的重量, 包括预制构件的最大重量及吊装距离最远的构件的重量, 选择起重机械型号;此外, 要考虑预制构件堆场及是否便于施工等因素。选择塔式起重机时, 塔吊附墙的安装位置应经设计院力学计算确定。
3 预制构件保护措施与进场验收
3.1 预制构件运输
(1) 预制构件体量和重量都很大, 宜用低平板车运输;叠合楼板平放, 剪力墙板竖向倾斜放置, 均采用运输架运输;预制构件边缘及链索部位用柔性材料加以保护, 构件之间用方木隔开;预制构件及运输架要有可靠稳定措施, 避免晃动损伤构件。
(2) 施工现场道路要坚实平整, 尽量设置循环道路。
3.2 预制构件存放
(1) 施工现场场地宽松时, 应规划好预制构件堆放场所。
(2) 叠合楼板水平叠层放置不超过5层, 层间用方木隔开, 方木距离板端500~800mm为宜;剪力墙板斜靠在专用存放架上, 倾斜角度80°为宜, 底部垫好方木, 上部加木楔隔开, 墙板面朝向外侧。
3.3 预制构件进场验收
预制构件进场必须经过建设单位、监理单位和施工单位联合验收, 检查预制构件的尺寸、平整度、外观, 同时查验进场资料并核对构件的编号, 做好验收记录。
4 预制剪力墙板吊装工艺
4.1 吊装工艺流程
测量放线→预留连接钢筋定位及垂直度检测→放置垫块→墙板吊装→安装斜支撑及垂直度校正→墙板底部水平缝四周封堵→灌浆连接→暗柱钢筋绑扎及支模。
4.2 吊装前施工准备
(1) 测量放线:轴线投测采用内控法, 四点控制;在楼面上弹出轴线、剪力墙和暗柱的边线、20控制线;一层以上各层控制点必须从一层用垂准仪引测到各楼层;剪力墙和暗柱编号用红色油漆标注。
(2) 预留连接钢筋校正:预留钢筋位置是否准确直接影响到墙板安装, 因此每次吊装前都必须检测预留钢筋位置。为便于检测, 我们研究并采用了一种模具定位检测法, 提高了检测效率, 确保钢筋位置准确。
(3) 剪力墙板底标高控制:本工程预制剪力墙板安装的底部标高为:楼面标高+20mm。吊装前, 先确定剪力墙两端放置垫块的位置, 用水准仪测出两处实际标高与楼面设计标高的偏差值, 再加20mm标注到对应位置, 这个数值就是需要放置垫块的厚度。本工程选用2mm、5mm、10mm三种厚度类型的垫块。
4.3 吊装顺序
剪力墙板吊装应遵循“由远到近、先外墙后内墙”的原则。
4.4 预制墙板吊装
(1) 上层墙板与下层墙板的连接:预制墙板纵筋伸出墙板顶部作为连接钢筋, 底部预埋套筒与墙板纵筋连接;吊装时, 上层墙板底部套筒对准下层墙板顶部预留连接钢筋, 连接钢筋窜进套筒使上下墙板纵筋连接起来 (见图2) 。
(2) 支撑固定:墙板吊装好后用专用可调节螺杆支撑固定, 每块墙板用两个螺杆支撑, 外墙板用双肢螺杆, 内墙板用单肢螺杆 (见图3) 。
(3) 垂直度检查调整:垂直度检查用有支架的吊线锤;需要调整时, 通过伸缩支撑螺杆中部的螺旋套筒结构实现, 两个螺杆应同时进行。
4.5 灌浆连接
(1) 灌浆前, 用CGMJM-Z型座浆料把墙板底部水平缝四周封堵, 封堵部位应洒水进行湿润。
(2) 灌浆使用JRD45型灌浆泵, 灌浆料选择CGMJM-V型高强灌浆料。
(3) 灌浆作业时, 从墙板下部下排孔中选择一个作为注浆孔, 注浆开始直到其它孔出浆封堵为止;注浆作业必须保持连续。
4.6 与现浇结构连接
(1) 预制墙板端部预留环形箍筋与现浇暗柱纵筋绑扎连接。
(2) 预制墙板通过穿墙螺杆与暗柱模板体系的围檩系统相连。墙板生产前, 与设计单位和构件厂协商, 按照加固需要在预制墙板一端预留螺栓孔。
5 叠合楼板吊装工艺
5.1 工艺流程
施工准备→支撑架搭设→叠合楼板吊装→叠合楼板拼缝封堵→水电管线预埋→钢筋绑扎→浇筑混凝土。
5.2 施工准备
(1) 在剪力墙上弹出1000mm水平控制线, 然后依据此线在墙板上弹一条距离叠合板底部标高100mm的水平线, 用来控制叠合板安装标高及水平平整度。
(2) 搭设叠合楼板支撑架:本工程采用插扣架, 立杆间距1.2m;由于叠合板在支座处 (梁或剪力墙) 支承15mm, 立杆距离墙或梁的距离为200~500mm;叠合板支撑形式为托梁支撑, 托梁材料为50×100木方, 托梁方向垂直于叠合板桁架筋布置方向。
(3) 用水准仪对剪力墙顶部标高和两侧模板顶标高进行复查, 必要时进行修整, 剪力墙预留钢筋不正不直应进行修整, 以免影响叠合板就位。
5.3 叠合板吊装
(1) 为避免叠合板吊装时受损, 每块板吊装至少4个吊点, 保持板面水平, 吊点距离板端500~800mm;本工程吊装时使用型钢吊梁, 具备一定通用性。
(2) 叠合板拼缝处理:处理叠合板拼缝时, 先用水湿润拼缝部位, 然后涂刷PA-C型高分子益胶泥, 涂刷要均匀饱满;然后在拼缝上部绑扎一道抗裂钢筋网片, 避免形成收缩裂缝而造成楼板渗漏水。
6 质量控制
本工程施工前, 项目部组织技术人员编制了详实的施工方案, 制定出详细的质量控制措施和安装精度标准, 使得施工能够顺利进行, 确保工程质量。
6.1 预制构件保护
本工程预制构件在堆放、运输、吊装等过程中, 采取了较好的成品保护措施:运输时使用运输架并用柔性材料保护边角;堆放时墙板用靠放架, 叠合板叠层平方并限制层数;起吊时按照力学分析结果, 对不同构件采用适宜吊装方式。
6.2 施工方面
施工过程中, 项目部多次组织专项技术培训, 提高施工人员技能和理念;班前进行严格的技术交底, 并设专人进行实时监督和检测, 保证施工能够按预先的方案执行, 提高施工质量。
7 效益分析
7.1 社会效益分析
装配式结构实现了混凝土构件由现场生产转向工厂生产, 生产方式由粗放分散向精细集约转型, 有效实现资源整合, 大幅降低资源和能源的消耗, 实现节能减排目标, 减小施工对环境造成的污染;有利于提高工程质量, 降低工程质量方面的风险;提高了机械化程度, 劳动强度降低, 同时有效改善作业环境。
7.2 经济效益分析
(1) 相较于现浇结构, 装配式结构施工成本增减因素分析:
①预制构件自身成本, 包括人工费、模具费、蒸养费、材料费、管理费、成品保护费、运输费。目前我国装配式混凝土结构在工程上应用还很少, 构件厂机械和模具运转使用率低, 而建厂投资费用很大, 导致预制构件价格偏高。
②措施成本, 包括起重机械费用、道路场地、灌浆泵与支撑螺杆等购置。由于预制构件的重量大, 施工时起重机械型号选用比现浇施工时要大, 费用随之更高。
③施工耗材, 包括灌浆料、座浆料、益胶泥、膨胀螺栓等。
④模板施工人工及材料费用降低80%以上。
⑤工期缩短达到20%, 使管理及部分机械、物资租赁等费用降低20%。
⑥节约了全部修补打磨的费用。
(2) 综合上述因素, 以本工程为例, 装配式施工相较于传统现浇施工, 其单位成本要高出约300元/m2。主要增量因素在于预制构件价格, 随着构件厂生产量增加, 其价格必然降低。
8 结语
作为世界上最大的发展中国家, 我国的现代化建设还有很长的路, 装配式建筑的发展有着重要意义。在资源方面, 它可以在一定程度上降低材料浪费;在环境方面, 能减小粉尘污染和施工噪音、建筑垃圾与污水排放等。因此, 装配式混凝土建筑必将成为建筑产业化发展的重要内容。
装配式建筑的发展, 技术创新是关键, 着力点在于加强结构节点连接的研究, 保证连接的可靠性, 又便于施工;同时, 研究建筑构件的可替换性和循环利用的可能性, 完善并提高装配式施工技术, 推进建筑产业化发展!
参考文献
装配整体式混凝土建筑 篇6
目前广泛应用于大跨度、大开间的现浇混凝土空心楼盖是按一定规则放置埋入式内模后, 经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖, 其内模有筒芯、筒体、箱体、块体四种。该楼盖虽然具有自重轻、节省材料、可适用于大跨度与大开间等优点, 但由于内模制作和运输困难、易破损, 施工中内模需抗浮, 楼面板钢筋需现场绑扎, 故整体施工难度大、产业化水平低, 且现浇楼面板较薄, 易产生混凝土温度及收缩裂缝, 影响结构的正常使用。
为解决现浇混凝土空心楼盖存在的问题, 近年来国内一些学者针对空心楼盖的形式做了很多改进, 取得了较好的效果。本文提出的由预制钢筋混凝土空心箱体 (预制空心箱体) 与现浇钢筋混凝土密肋组合而成的新型空心楼盖形式, 不仅具有传统现浇混凝土空心楼盖的优点, 而且省去了制作、运输难以及造价高的内模, 由于楼面板采用预制板, 施工时只需现浇密肋, 施工简便、进度快, 减小了楼面板混凝土收缩量, 解决了现浇楼面板易开裂的问题。
本文首先对预制空心箱体进行设计, 通过试验测定盖板、底板承载力。进行了一个9m×9m角点支承新型空心楼盖的室外足尺模型试验, 得到了其荷载-挠度曲线。提出了预制空心箱体与密肋共同工作的楼盖刚度计算方法及跨中最大挠度计算公式。通过ANSYS9.0模拟计算, 剖析了该新型空心楼盖的挠度, 为深入研究预制空心箱体与密肋共同工作的楼盖结构性能提供了依据。
2、预制空心箱体
2.1 预制空心箱体设计
预制空心箱体尺寸为800×800×350mm, 由盖板 (预制楼面板) 、支撑框和底板 (预制天棚板) 在施工现场拼装而成。盖板厚50mm, 按6@200构造配筋, 底板厚30mm, 按b4@200构造配筋, 支撑框壁厚25mm, 盖板、底板、支撑框均采用C30混凝土预制。空心箱体立面图、剖面图分别如图1、图2所示。
2.2 预制空心箱体承载力
为测得预制空心箱体承载力, 预留4个空心箱体, 用千斤顶将盖板、底板分别进行加载试压, 在千斤顶与盖板、底板之间加一个C30混凝土立方体试块 (150mm×150mm×150mm) 。试验测得盖板、底板破坏时千斤顶压力值如表1所示。由于试验测得的是盖板、底板局部集中荷载, 本文根据文献[5]所给公式将试验中千斤顶压力值等效转换成均布荷载, 结果如表1所示。取自然干燥状态的支撑框侧立放置在平板上, 用100cm2的压板放置在侧壁任意位置, 在压板上加载至800N, 静置10min后卸载, 均无裂纹、破损现象。 (见表1)
注:盖板尺寸为800×800×50, 底板尺寸为800×800×30单位mm
3、室外足尺模型试验
3.1 试验模型设计
试验模型为角点支承单跨楼盖, 平面尺寸为9m×9m, 四角为柱支承。密肋将试验模型划分为8×8方形区格, 方形区格尺寸为800mm×800mm, 与预制空心箱体平面尺寸相同, 楼盖厚350m m, 与空心箱体高度相同。边肋截面尺寸为600mm×350mm, 中间肋截面尺寸为200mm×350mm, 肋与肋之间采用预制空心箱体进行填充, 柱截面尺寸均为500mm×500mm。
楼面按活荷载2K N/m2设计。采用热轧钢筋配筋。边肋跨中下部配820, 端部支座上部配716+218, 中间肋下部配220, 上部配216, 边肋与中间肋箍筋取8@200。混凝土强度设计值为C30, 实际强度为30.5Mpa。20钢筋屈服强度为369Mpa, 极限强度为534Mpa;18钢筋屈服强度为350Mpa, 极限强度为512Mpa;16钢筋屈服强度为355Mpa, 极限强度为523Mpa;12钢筋屈服强度为335Mpa, 极限强度为503Mpa。试验楼盖尺寸、配筋详细情况如图3所示。
3.2 试验装置与测点布置
由于采用足尺模型楼盖进行静水加载试验, 实验室内难以完成, 故整个试验过程在室外完成 (图4) 。为测量楼盖的变形, 在图3的1、2、3点处各安装有一个位移计。密肋内钢筋表面贴有钢筋应变片, 并在试验模型肋顶面和底面贴混凝土应变片, 应变片的布置与位移计的布置基本相同, 主要布置在1/4板格。在试验模型上用砖墙砌筑一个高500mm的水池, 用静水加载, 如图5所示。整个加载过程分为九级进行, 每次加完荷载后, 持荷5~10分钟, 待楼盖变形基本稳定后, 读取各测点挠度、应变值。 (见图4、5)
4、试验结果
拆模时测得试验楼盖测点2、3的挠度值为7.16m m。静水加载分9次进行, 累积水深450m m, 加上试验楼盖自重7.5K N/m2, 实际加载为12K N/m2, 测得跨中2、3点挠度为16.427mm。拆模后部分密肋梁底跨中出现微小裂缝, 但裂缝开展随荷载增加十分缓慢, 可见该新型空心楼盖是带裂缝工作的。静水荷载加载到3.5kN/m2, 中点裂缝约0.1mm, 肋梁交接处裂缝约0.08mm, 边梁跨中出现多条平行裂缝, 宽度约0.04mm;静水荷载加载到4.5kN/m2时, 楼盖中点裂缝约0.12mm。表2和图6列出了各级荷载下测点挠度实测值及其变化情况。由表2和图6可见, 跨中荷载-挠度曲线接近于二次抛物线分布。从静水加载开始, 楼盖刚度降幅增大, 变形曲线略微转折, 但该新型楼盖整体性好, 裂缝发展随荷载增加发展缓慢, 刚度降低缓慢。
5、楼盖挠度计算方法
5.1 楼盖跨中最大挠度计算公式
(见表2、图6)
(mm)
注:表中2、3挠度结果取二者平均值
由于角点支承混凝土双向密肋空心楼盖跨中最大挠度值取决于肋梁截面刚度以及楼盖整体抗弯刚度, 所以要很准确的计算楼盖挠度最大值是十分困难的, 为此国内外学者进行了一系列理论及试验研究。Hashim M.S.Abdul-Wahab等人对集中荷载作用下周边简支钢筋混凝土肋形楼盖进行了试验研究, 提出了一种预测刚度的近似方法;文献[7]对钢筋混凝土井字梁和双向密肋楼盖在弹性阶段的变形给出了计算公式及相应的表格, 查用这些表格和公式, 可以很快计算出其变形值。井字梁和双向密肋楼盖在裂缝出现后, 刚度的降低导致变形增长速度加快, 文献[8-10]各自试验中均已体现。文献[7]根据对国内外工程的调查, 建议在结构进入弹塑性阶段后, 设计变形值按弹性方法计算变形乘以3考虑, 该方法比较简单, 但存在较大的误差。为了较为准确地计算钢筋混凝土双向密肋楼盖的变形, 沈蒲生等[10]进行了四角支承连续双向密肋楼盖的试验研究, 提出了跨中最大挠度与荷载约呈二次抛物线关系。本文通过针对预制空心箱体与密肋共同工作特性的楼盖试验研究, 提出了相应的挠度计算方法。
为了简化起见, 新型空心楼盖的最大挠度采用弹性计算公式计算, 楼盖静水加载开始, 通过引入刚度折减系数, 用实际刚度代替初始刚度。文献[7]已将双向密肋楼盖的最大弹性计算挠度列出表格。本文借用这些表格, 提出角点支承新型空心楼盖跨中最大挠度按下列公式计算:
式中：系数按文献[7]表3~8查用;a为密肋楼盖正方形网格长度, m;q为单位面积上的荷载设计值, KN/m2;B为按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响的刚度, 按《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 的公式 (8.2.2) 计算, 其中:Bs=αfB0;
B 0为截面初始抗弯刚度 (K N.cm2) , B0=EcI, Ec为混凝土弹性模量, I截面惯性矩;αf为考虑荷载短期作用下非线性等因素影响的刚度折减系数, 本文根据试验结果, 取αf=1/ (0.038q+0.92) 。
5.2 楼盖刚度计算方法
文献[11]指出:对于带有填充材料的双向密肋楼盖应考虑填充材料与肋的共同作用。为研究该新型空心楼盖预制空心箱体刚度对楼盖刚度的贡献, 分别取肋梁截面为矩形梁、T形梁、I形梁计算, 计算结果与实测值比较如表3所示。可见, 该新型空心楼盖的挠度可按公式 (1) 计算, 肋梁刚度可按工字形截面计算。
(mm)
6、有限元分析
6.1 建立新型空心楼盖有限元模型
为模拟试验楼盖, 首先假定: (1) 将支撑框记入肋梁宽度内, 采用solid65单元模拟肋梁、边梁, 并考虑其非线性; (2) 采用solid45单元模拟预制空心箱体盖板、底板, 不考虑盖板和底板的开裂, 但为其材料定义失效准则 (failure criteria) , 即当拉应力大于混凝土极限拉应力时材料破坏; (3) 有限元模型以试验楼盖尺寸为基准。有限元模型中solid65单元定义了混凝土材料的W-W破坏准则 (tb, concrete) 和混凝土应力应变曲线, 采用文献[12]的建议, 关掉压碎选项, 张开裂缝的剪切传递系数取为0.5, 并放宽收敛精度至5%。由于试验模型结构和荷载均对称, 为节省机时, 肋梁和边梁内钢筋采用整体式模型建模, 直接定义solid65中实常数, 输入肋梁和边梁中各个方向的配筋率模拟钢筋, 钢筋材料为线性, 取有限元模型1/4跨进行计算, 在跨中截面输入正对称边界条件。
利用有限元分析软件ANSYS9.0, 对以试验楼盖尺寸为基准建立的混凝土双向密肋空心楼盖模型 (图7) 、实心平板无梁楼盖模型 (图8) 、去掉空心箱体底板的密肋楼盖模型 (图9) 以及去掉空心箱体底板与盖板的交叉梁楼盖模型 (图10) 进行了对比分析。
6.2 有限元分析结果
图11、12、13、14给出了各有限元模型挠度计算结果, 通过与混凝土双向密肋空心楼盖试验结果曲线对比 (图15) , 可以看出:混凝土双向密肋空心楼盖模型的荷载-挠度曲线与试验曲线最为接近, 前者跨中点挠度计算结果为17.67mm, 和试验结果16.427mm吻合较好, 其刚度比实心平板无梁楼盖略小;如果忽略底板的作用, 密肋楼盖模型跨中挠度计算值为28.578mm, 超过楼盖跨中挠度实验值74%;如果不考虑盖板和底板, 交叉梁楼盖模型跨中挠度计算值为35.13, 超过楼盖跨中挠度试验值114%。由此可知, 预制空心箱体与现浇密肋能很好的共同工作, 在计算该新型空心楼盖时, 若不考虑预制空心箱体的作用, 将大大低估楼盖的刚度。
7、结论
本文通过一个9m×9m角点支承新型空心楼盖室外足尺模型的试验研究与有限元分析对比, 得到如下结论:
(1) 本文提出的由预制空心箱体与密肋组成的新型空心楼盖整体性能较好。
(2) 通过分析预制空心箱体对楼盖刚度的贡献, 指出肋截面可按工字形截面计算;通过引入刚度折减系数, 提出一种计算新型空心楼盖挠度的方法, 并与试验结果对比验证了该方法的准确性。
注:以上图中挠度值的单位均为mm, 因挠度方向为z轴负方向, 所以挠度值为负值
(3) 通过有限元ANSYS9.0计算, 得到了基于试验楼盖尺寸的混凝土双向密肋空心楼盖模型、实心平板无梁楼盖模型、去掉空心箱体底板的密肋楼盖模型以及去掉空心箱体底板和盖板交叉梁模型的挠度等值线。通过分析得出结论:在进行四角柱支承新型空心楼盖跨中最大挠度计算时, 应考虑预制空心箱体对楼盖刚度的贡献。
(4) 由于计算结果与试验结果吻合良好, 为进一步研究该新型空心楼盖的结构性能提供了依据。
参考文献
[1]沈蒲生, 朱建华.四边简支钢筋混凝土双向密肋楼盖极限荷载与挠度计算方法的理论与试验研究[J].土木工程学报, 2003, 36 (8) :7-11
[2]倪江波, 马克俭, 张华刚.现浇轻质填芯钢筋混凝土板板柱结构试验研究[J].建筑结构学报, 2003, 24 (2) :70-75
[3]吴方伯, 汪幼林, 周绪红, 王显都.混凝土密肋空心楼盖试验研究[J].建筑科学与工程学报, 2006, 23 (1) :59-62
[4]马克俭, 张华刚, 肖建春, 成复秀, 卢亚琴.新型建筑结构体系的开拓与发展[J].贵州工业大学学报:自然科学版, 2008, 37 (4) :13-27
[5]汪幼林.装配式密肋空心楼盖的研究与应用[D].长沙:湖南大学, 2006:12-13
[6]HashimMS, ABDUL-WAHAB, MOHAMMADHK.Rigidity and strength of orthotropic reinforced concrete waffle slabs[J].Journal of Structural Engineering.2000, 126 (2) :219-227.
[7]李培林, 吴学敏.混凝土密肋及井式楼盖设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1994
[8]Ajdukiewicz A B, Klisczewicz A T.Experimental analysis of limit states in a six-panel waffle flat-plate structure[J].ACI Journal, 1986, 6 (83) :909-915
[9]欧进萍, 陈敬生, 熊丹安.角点支承双向密肋大楼板全过程分析的混合矩形积层单元法与试验研究[J].建筑结构学报, 1985 (1) :18-30
[10]沈蒲生, 刘哲锋.角点支承钢筋混凝土双向密肋楼盖的挠度计算方法[J].湖南大学学报 (自然科学版) , 2002, 29 (6) :106-111
[11]余安东.升板结构设计原理[M].上海:上海科学技术出版社, 1979
整体装配式建筑结构研究分析 篇7
20世纪80年代我国掀起过一次“预制装配式住宅”热[1],将大量的墙板、楼板在工厂预制,运到现场安装,由于当时的材料技术、装备水平、经济水平等条件不成熟,这类建筑普遍存在抗震性能差,隔热、隔音、防水性能不好等缺陷,在90年代实行房改后,由于经济水平的提高,出于对房屋性能的追求,又重回到现浇作业方向,再加上由于住房供求关系的不平衡,急于求得住房的“量”,来不及对住宅建筑的新型结构体系进行深入全面的研究。
随着建筑工业产业化的发展,装配式钢筋混凝土结构重新被人们认识,特别是整体预应力装配式板柱结构技术规程(CECS 52∶2010)的实施,必定加快我国建筑工业化的发展。与现浇施工相比,整体装配式结构有利于绿色施工,因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求,降低对环境的负面影响,包括降低噪声、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源,遵循可持续发展的原则。而且,装配式结构可以连续地按顺序完成工程的多个或全部工序,从而减少进场的工程机械种类和数量,消除工序衔接的停歇时间,实现立体交叉作业,减少施工人员,从而提高工效、降低物料消耗、减少环境污染,为绿色施工提供保障。另外,装配式结构在较大程度上减少建筑垃圾(约占城市垃圾总量的30%～40%),如废钢筋、废铁丝、废竹木材、废弃混凝土等。
国内外学者对该结构进行了大量的研究工作。Priestley[2]对部分粘结预应力拼接节点进行了理论研究,他指出由于预应力筋在节点内和节点两边一定范围内不与混凝土发生粘结,因此在节点产生较大变形时预应力筋仍可保持弹性。这种节点在大变形后强度和刚度的衰减及残余变形都较小,节点复原能力强;由于预应力的夹持约束作用,对节点区抗剪有利,可以减少节点区箍筋用量。柳炳康等[3]进行了两榀预压装配式预应力混凝土框架梁柱组合体的低周反复加载试验。李振宝等[4]进行了6个混合连接装配混凝土框架内节点试件在低周反复荷载下的加载试验。除了对预制节点进行研究外,许多学者也对整体结构性能进行了研究,柳炳康等[5]对两榀两跨预压装配式预应力混凝土框架进行低周反复荷载作用下的试验研究。韩建强等[6]对一榀预应力装配式框架进行水平低周反复荷载作用下的试验。吕西林等对一个单层、单跨、三榀,采用橡胶垫螺栓连接梁柱节点的装配式预制混凝土框架结构1/2缩尺模型进行拟动力试验[7]。以上研究主要针对预制构件或小型框架结构,不能完全反映整体装配式建筑结构的性能,本文将从整体装配式建筑的特点出发,研究其结构设计思路,并采用ANSYS软件建立整体装配式建筑结构的有限元模型,研究其在正常使用状态下的受力情况。
1 整体装配式建筑特点
整体装配式建筑是装配式建筑的一种,也称为盒子建筑[8]。最大的特点就是在工厂内完成墙体、楼板等主体工程,还能在工厂内完成大部分管道工程和装修工程,能够把现场工作量差事降到最低限度,并且工业化程度相当高。整体装配式建筑多用于住宅、旅馆、医院、学校、办公楼等民用建筑[9,10]。这是因为,这些建筑中相同的房间多,大空间的房间少,用整体装配式建造时可以大大减少构件的类型与规格,这为工厂化生产提供了有利的条件。随着城市交通、工业化、信息化的发展,城市用地也将越来越频繁,建筑物的拆迁也将成为一个很重要的问题,但是采用整体装配式构件建造的建筑,其固有的拆装方便,转运迅速等优点则表现得更充分。
整体装配式建筑在工厂内完成了主体工程,在施工现场只需进行安装。图1就是整体装配式建筑的安装过程。当然整体装配式建筑不仅能向一个方向扩展,也可以向多个方向扩展,见图2。向一个方向扩展的体系,灵活性较小;沿两个方向扩展的体系灵活性较大。
2 整体装配式建筑结构设计思路
结构设计是整体装配式建筑结构设计的重要环节,结构设计思想是按下列原则考虑的:每个整体装配式连接成整体是凸凹槽连接和螺栓连接共同完成的,凸凹槽连接是保证整体装配式上下墙体连接的整体性,用螺栓连接不仅实现了整体装配式的水平连接也实现了竖向连接,见图3,图4。
空间整体装配式结构整体刚度对单间整体装配式来讲,由墙体和楼板整浇而形成的,对于建筑物结构的整体刚度来说,整体装配式建筑每片墙体都提供刚度,但考虑到整体性能,每片墙体在整体刚度中的比例并不是完全的,盒形结构从整体受力形式上看,与一般剪力墙结构相似[11]。而且上下间的整体装配式的竖向连接采用预应力钢筋锁住。因此,在对整体装配式建筑的结构设计时我们设想按一般剪力墙体系进行计算和设计[12]。
但是整体装配式建筑不同于纯剪力墙结构,其上下墙体不是完全的刚性连接,连接方式如上面所述。考虑其连接部分的非刚性作用,参考其他整体装配式研究的数据,我们在此对其刚度进行一个相应的折减,折减系数为0.75[13]。与此同时,要考虑剪力墙翼缘、连梁和墙肢的整体作用,因此要对结构进行等效刚度计算。
3 整体装配式建筑有限元分析
3.1 有限元模型
本文采用通用有限元软件ANSYS建立整体装配式建筑结构的三维有限元建模,具体结构构件选用的单元类型和实常数设置见表1,材料参数见表2。并考虑到盒子之间的实际连接方式进行内力计算,分析盒子结构在地震作用下的位移及墙体受力情况,模型轴测图见图5。
钢筋混凝土有限元模型采用的是实体单元模型。混凝土中的普通钢筋均按2%的配筋率给出。由于上下层的盒子是用预应力钢筋锁住的,而且在盒子与盒子的接触面上需要建立接触单元,因此建模过程中盒子的墙与板均选用实体单元模型。
其中Targe170目标单元和Conta173接触单元主要用于模拟面面接触问题,共享相同的一个实常数号,从而实现一一对应关系。Targe170是用来表达与接触单元相联系的目标面。Conta173用来表示三维目标面与本单元定义的可变形面(柔性面)之间的接触和滑动,表达的是接触面。当接触单元表面渗透到指定目标面上时,接触就发生。
3.2 反应谱分析
本文的主要目的是分析整体装配式结构在正常使用状态下的内力,因此分析仅限于线弹性范围内。本文对模型进行了反应谱分析,地区设防烈度为7度,场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第一组的反应谱分析,水平地震相应系数最大值αmax=0.08,场地特征周期Tg=0.35 s。通过对其进行反应谱分析,其变形图如图6所示,各墙肢的内力见表3。
从有限元分析过程来看,整个结构在受到水平力作用后,分为两个阶段。第一阶段即盒子之间的填充找平砂浆还未出现裂缝。尽管这些接缝部位的刚度低,但整个盒子结构可近似看作是一个剪力墙。随着荷载的增加,其受力状态有了变化,即进入第二阶段,此时可把盒子的整个结构看成是一个剪力墙的单元。
从墙内力上看,它完全同剪力墙一样,整个结构可视为上端自由,下端固定的悬臂构件。从正截面的强度计算,基本上同剪力墙一样,处于偏心受压状态。完全按剪力墙来算,尚有个别连接部位是薄弱环节,影响了墙体的刚度。因此,需要进行刚度折减,这与结构计算思路中的想法一致。
4 结论与展望
本文从研究整体装配式建筑结构的特点出发,提出了整体装配式结构设计思路:采用强度折减的方式进行整体装配式建筑结构设计。采用ANSYS软件建立整体装配式建筑结构的有限元模型,研究其在正常使用状态下的受力情况,验证了该思路的正确性。
由整体装配式建筑生产工艺简便,适合于中小型构件生产。整体装配式建筑是预制装配程度高、现场作业少、施工速度快和质量好的一种新型建筑体系,因此有很好的发展前景。
然而由于该类型结构的特殊性,并没有完备的国家规范。因此应加强对整体装配式结构的研究,使整体装配式结构计算与实际情况相符合,计算的结果安全可靠,为其工业化生产提供依据,其细部处理有待更进一步的研究。
摘要：介绍了整体装配式建筑结构的特点及设计思路,采用通用有限元软件ANSYS建立了结构有限元模型,并研究了其在正常使用状态下的受力情况,验证了该设计思路的正确性。
装配整体式混凝土建筑 篇8
1 节约资源的优势
相较于发达国家, 我国的建筑行业耗能量更大, 这也已经成为社会公认的事实, 当今我国建造的大多数建筑都不能实现较好的节能减排效果, 同时在具体的建筑结构设计及施工过程中钢材及水泥的使用量也很大, 对不可再生的水泥硅酸的使用量也很大, 造成了自然资源的过多浪费, 同时建筑过程中还排放了大量的有害气体及温室气体, 给自然环境造成了严重的污染。
装配式建筑施工技术可以实现较好的工业化建造, 从而更好的达到环境保护的目的, 其广泛应用可以有效的改变原有的建筑高能耗问题。混凝土装配式住宅建筑中所采用的预制外墙板技术, 可以在大量的减少外墙模板使用数量, 其所应用的叠合板阳台也能够减少木材及钢材的使用量, 并可达到节约40%左右木材使用量的优良效果。同时由于混凝土装配式住宅建筑施工技术节约了建筑材料的使用数量, 直接的降低了施工产生的建筑垃圾量, 减少了废弃物处理费用等, 节约了工程资金。混凝土装配工住宅建筑在实际的施工中所使用的预制件为工厂化加工所得, 耗材使用量相对较少, 同时在建筑施工中现浇混凝土结构强噪音作业时间相比于传统的混凝土施工时间大量减少, 减轻了对建筑地居民的噪声影响, 也使得混凝土施工中产生的废水等有害物质减少, 减少了对自然环境的破坏。
2 缩短工期的优势
传统住宅建筑在主体结构封顶后, 需要用1到2个月的时间去进行窗洞剔凿、防水处理、副框收口等工作, 而装配式建筑施工技术中在预制外墙板时就预留了墙面安装外窗用时要用的木砖, 当主体结构封顶后便可以立即实现外围封闭, 比传统建筑施工外围封闭时间节省了将近2个月, 并且装配式建筑施工技术还为提前插入室内砌筑及建筑装饰工程创造有利的条件;传统建筑施工中, 外墙装修、粘贴保温材料、抹抗裂砂浆等工序约需要2~3个月, 而装配式建筑施工技术在预制外墙和预制飘窗时候就同时预制完成了保温层及装饰层, 使建筑外装修时间整整缩短3个月。
3 降低工程造价的优势
由上我们可以分析出来, 装配式建筑施工技术由于预制构件都是由生产厂家集中预制, 再运到项目工程现场, 所以不管是预制件的生产还是施工工地现场的安装都是流水式可复制的劳动过程, 工人很容易施工, 熟练程度高, 从而可以大大的提高工作效率, 节约成本。在劳动力成本持续上涨的今天, 人力成本的节约可以大大的降低工程造价, 同时, 装配式建筑施工技术本身也节约了工期, 节约了材料。在人工、材料、机械都减少的情况下, 工程造价本身也会具有非常大的优势, 建筑企业的利润也会相对提高。
4 工程质量更有保证
混凝土装配式住宅建筑施工技术在具体的工程施工中通常要进行集中预制, 经过统一的生产后装配精度更高, 施工质量能够更好的得以保障。在预制件中, 混凝土配比及钢筋数量等都能得到较好的控制, 生产精度较高, 装配起来也更为省力。
同时优于传统混凝土工艺的混凝土装配住宅建筑施工技术还体现在, 其结构件模板、钢筋等施工工艺更为方便、简洁, 现场浇筑施工便捷, 使得单个构件的质量较高, 从而提高了整个工程的建造质量。此外, 工厂预制件的尺寸都很标准, 因此在安装时误差很小, 安装缝隙较低, 不易出现漏、渗水等现象, 此外在预制件制造过程中, 还可以对材料的性能进行测定, 及择优选取, 提高了材料的耐火性、防潮性等, 更加有利于高质量量建筑的施工。
5 在使用性能上的优势
装配式房屋建筑的施工技术属于对预制构件的装配结合, 它的结构强度较高, 抗震性也比传统施工技术要好, 使居住者更具有安全感。装配式住宅建筑在构件的制造加工以及装配中都大量的采用保温材料, 封闭性比传统施工方式更加的严丝合缝, 所以装配式住宅很容易达到冬暖夏凉的效果, 节能减排的效果也更加显著。装配式住宅建筑物的主要构件是钢筋混凝土, 在施工联接时通常采用刚柔结合的原则, 整个结构构件对物体的热胀冷缩的适应能力比较强, 可以增加建筑的使用寿命。
6 在保护周边环境上的优势
传统建筑施工方式在建筑材料的运输、装卸、堆放、施工中, 各种扬尘对周围的环境产生了不小的影响, 装配式建筑施工技术的PC构件直接在现场进行装配、连接可有效避免扬尘, 有利于环境保护。装配式建筑施工技术大大减少了土建粉刷的现场作业对施工工人的身心健康的影响。装配式建筑的预制构件外装饰工厂化制作, 可以直接浇捣于混凝土中, 无湿作业, 也不再产生落地灰。装配式建筑施工技术的工厂化预制构件采用吊装装配工艺, 减少了固定泵所产生的施工噪音。装配式建筑施工技术散装物料减少, 废物及废水排放很少, 有利于环境保护。
结束语
综上所述, 作为社会经济结构的重要构成元素, 建筑行业在发展的过程中融入了大量的新型技术, 促进了建筑施工技术的不断改革及创新。混凝土装配式住宅建筑的出现, 推动了整个建筑行业的发展, 虽然到目前为止, 该技术还没有建立较为全面的生产系统, 但是其发展前景是十分可观的。从上文所述的混凝土装配工住宅建筑施工技术的优势可以得出, 该技术更加符合我国可持续发展的相关政策, 科技含量更高, 在实际的工程施工中具有较为广阔的发展空间及发展潜力, 相信其会在日后的建筑行业发展过程中发挥出更大的经济效益和社会效益, 也能更好的为改善人们居住条件而服务。
参考文献
[1]陈彤, 郭惠琴, 马涛, 秦珩.装配整体式剪力墙结构在住宅产业化试点工程中应用[J].建筑结构, 2011 (2) .
[2]王墩, 吕西林.预制混凝土剪力墙结构抗震性能研究进展[J].结构工程师, 2010 (6) .
装配整体式混凝土建筑 篇9
预制装配式混凝土结构实现了建筑住宅从传统的“建造”转变为“制造”, 这是我国建筑、建材业在20世纪的一次“大革命”[1]。预制装配式建筑是指工厂预制装配式混凝土结构构件, 现场吊装就位装配而成住宅整体的结构样式。这种建筑的优点是建造速度快, 受气候条件制约小, 节约劳动力并可提高建筑质量。我国经济发展迅速, 人口众多, 正处于城镇快速发展时期, 解决城镇居民住房问题, 将是一项长期而艰巨的任务。保障性住房中推广预制装配式住宅, 普及装配式建筑是极具现实意义的[2]。
2 装配式建筑发展历程
我国从20世纪50年代开始起步发展预制构件和预制装配式建筑, 预制混凝土构件生产经历了研究、快速发展、使用、发展停滞等阶段。而近年来, 随着国家相继出台了诸多重要的法规政策, 并落实各种实施机制和措施, 住宅领域预制装配式建筑产业化发展迈向一个新的阶段。
2010年年初, 北京市8个部门联合发布了《关于推进本市住宅产业化的指导意见》 (京建发 (2010) 125号) 和《关于产业化住宅项目实施面积奖励等优惠措施的暂行办法》 (京建发 (2010) 141号) [3]。2010-2011年为试点期, 从2012-2013年为住宅产业化推广期, 产业化住宅项目建设面积比例分别提高至7%和10%, 力争在2015年前, 培育4-5家联合体和大型住宅产业团。北京万科中粮假日风景B3#、B4#、D1#楼, 长阳半岛11-4#、11-5#、11-6#等装配式住宅项目陆续投入使用, 装配式住宅的成果初显。沈阳万科春河17#楼采用的是引进日本鹿岛开发技术体系的框架结构体系, 这种结构体系适用于高层商业和高层公寓。我国装配式建筑也在迅速发展, 技术逐渐成熟, 虽然短期内PC住宅的建造仍将增加一定的建造成本, 但从综合效益来看, 采用工业化方式建造住宅能有效改善住宅品质、提高施工效率、节约能源、减少垃圾排放, 是我国创建资源节约型、环境友好型社会的必由之路。
3 预制装配式建筑的分类
根据其装配化的程度可将装配式建筑分为两大类:
3.1 半装配式建筑
这类建筑, 部分结构构件在工厂预制, 预制构件运至现场后, 与主要竖向承重构件 (梁柱、剪力墙) 一起浇筑。它的主要优点是所需生产基地一次投资比全装配式少, 适应性大, 节省运输费用, 便于推广。在一定条件下也可以缩短工期, 实现大面积流水施工, 可以取得较好的经济效果及结构整体性好。
3.2 全装配式建筑
这类建筑的全部构件如同积木房屋一样, 在工厂里成批生产各个构件, 然后到现场拼装。主要包括装配式墙板、板柱结构、盒子结构、框架结构等。全装配式建筑的维护结构可以采用现场砌筑或浇筑, 也可以采用预制墙板。它的主要优点是生产效率高, 施工速度快, 构件质量好, 受季节性影响小, 在建设量较大而又相对稳定的地区, 采用工厂化生产可以取得较好的效果。
4 传统住房建筑与预制装配式混凝土建筑优劣对比
4.1 传统住宅建筑存在的缺陷
我国传统住宅建设中, 多数是采用砖混结构和高层的混凝土结构。混凝土结构采用现浇筑体系, 它技术成熟, 经验丰富, 造价低廉, 优越性强。然而, 在工程实施中却存在着明显的缺陷。
⑴先浇筑结构施工中, 现场湿作业多, 许多手工操作, 建筑工人劳动强度大。
⑵先浇结构施工, 搭设脚手架、支模、浇筑混凝土、墙体砌筑等诸多工序都要人工完成, 并且受环境影响, 施工工期长, 生产效率低下。
⑶建筑施工过程中材料损失、浪费较大, 资源浪费严重。很多噪音污染以及施工干扰对周边居民环境造成很大的影响。
⑷现浇筑施工工序复杂, 容易受外界环境干扰, 施工成本影响因素多, 工程成本难以控制, 工程质量难以保证工程管理难度大, 管理成本高。因为生产条件不稳定, 工序繁多, 很难对每一个工序的生产过程实行规范化管理, 对工人的技术管理、行政管理等工作量大。
4.2 预制装配式混凝土建筑优势
与传统施工方法相比, 预制装配式建筑有如下优势:
⑴采用标准化、系列化、通用化的预制混凝土构件, 节省了大量模板工程, 质量有保证。采用大开间灵活分割的方式, 实现装配式建筑多样选择性。
⑵施工方便, 模板和现浇混凝土作业很少, 现场湿作业大大减少, 有利于环境保护和减少施工扰民, 节水、节电、节材, 减少废弃物排放, 更有利于降低材料和能源消耗, 现场面貌整洁, 社会效益明显。
⑶外墙装饰材料与外墙板在工厂同时完成, 装饰质量高, 外墙可以不搭脚手架。施工装配化, 主体结构、装饰、安装交叉作业, 建造速度快, 施工工期短。此外, 施工过程避免或减轻施工对周边环境的影响, 扬尘、噪声污染得到控制, 建筑废弃物得到抑制, 有利于保护环境[3]。
⑷预制构件表面平整、外观好、尺寸准确, 提高建筑的品质。并且能将保温、隔热、水电管线布置等多方面功能要求结合起来, 有良好的技术经济效益。
⑸现场作业人员成为产业工人, 用工量减少, 劳动强度降低, 效率提高。通过建筑构件的工厂化预制, 可以将建筑工地上的“农民工”转变为工厂内的“产业工人”, 通过生产关系的转变提高效率, 促进“绿色发展”。
⑹预制装配式构件工业化流水施工, 外饰面与外墙板可同时在工厂完成, 构件尺寸精度高, 质量容易控制。成型模具和生产设备、养护用水等可重复使用, 降低模板消耗, 节约资源与费用。机械化程度高, 操作人员劳动强度得到缓解。
⑺功能现代化, 外墙保温和防火性好;墙体和门窗的密封好具有吸声隔音效果;大量使用轻质材料, 降低建筑物重量, 增加装配式的柔性连接, 具有较好抗震性;厨房、厕所配备各种卫生设施提供有利条件;为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性。
可见, 工业化住宅在提高性能的同时也提高了住宅的“绿色指数”, 实现装配式建筑3U体系即全寿命体系 (Universal Lifecycle System) 、全功能体系 (Universal Function System) 、全设施体系 (Universal E-quipment System) 的三大系列的标准体系[4]。
5 展望
住宅产业现代化的目的, 是用最经济的方式, 先进技术手段, 建设高品质的建筑, 实现建筑的可持续发展。预制装配式混凝土构件技术建设住宅的方式体现了住宅产业化发展的方向, 也是技术、经济、社会进步的必然结果。它符合建筑可持续发展的理念, 是实现绿色建筑、绿色施工的重要途径。有资料表明, 住宅的预制率达37%时, 可以节水36%, 节电31%, 垃圾减少83%, 材料损耗减少60%, 节约能源50%以上。逐步推广绿色装配式住宅, 将有助于构建低碳型社会, 实现我国社会经济环境的可持续发展。在整个工业化建筑模式中, 逐渐形成设计标准化、工业机械规模化、管理集约化、施工专业快速化, 将装配式建筑发展为高品质的建筑。
摘要：介绍预制装配式建筑发展现状, 通过对比传统建筑与预制装配式混凝土建筑特点, 分析预制装配式混凝土建筑的优势, 提出我国发展预制装配式混凝土建筑住宅产业化、绿色建筑的发展趋势。
关键词：装配式建筑,预制装配式混凝土,住宅产业化,绿色建筑
参考文献
[1]李湘洲.21世纪建材、建筑业“大革命”——装配式建筑[J].建材发展导向, 2003, (4) :11-12.
[2]沈定亮.保障性住房中推广预制装配式住宅的可行性[J].上海建材.2010, (4) :8-10.
[3]刘东卫, 薛磊.建国六十年我国住宅工业化与技术发展[J].住宅产业, 2009-10:10-13.