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装配式建筑论文优选九篇

时间:2022-11-16 01:31:15

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装配式建筑论文

第1篇

1.1标准化程度低

装配式建造最大优势在于标准化、规模化生产施工,特别是类似于数量大、标准相对统一的保障房项目,更能体现其优势。从目前的住宅建筑市场来看,建筑个性化程度大,不同开发商各有各的建筑风格,房型平面千变万化,立面造型更是纷繁复杂,无论是商品房还是保障房,模数化、标准化程度都还比较低,通用化构件使用较少。特别是大量的保障房工程,目前上海市还没有相应可组合拼接的设计选用图集,造成装配式建筑的建造效率还较低,成本较高,无法充分发挥产业化的优势。

1.2产业链不成熟

目前国内的PC住宅产业,由于市场尚处于培育期,对预制构件的需求较少,尚未形成足够大的市场规模,因此,上下游配套产业链还远不成熟,满足预制住宅需求的产品、部品(如PC构件、钢筋连接套筒、防水胶条、密封胶等)的生产厂家还比较少,可供选择的产品范围还不大。产业链上设计、PC深化、构件制作、配套材料生产、施工企业等资源跟不上市场扩容的步伐,产业链需要不断完善。设和管理委员会等六部门制订的《上海市绿色建筑发展三年行动计划(2014—2016)》,修改了各区县政府在本区域供地面积总量中落实的装配式建筑比例,2014年不少于25%,2015年不少于50%;到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。文件的出台意味着上海市装配式建筑的推广使用已从政府鼓励方式转向了政府强制性推行方式。根据上海市6年来的开发规模统计数据,预测上海每年的预制装配式建筑面积(表2),建筑产业化市场将迎来一个爆发性增长期。3目前预制装配式建筑产业存在的问题上海地区从2006年起,由万科、上海城建开始推行装配式住宅,至今已完成100万m2的建筑,总体来讲,无论从建筑质量、建造工期、还是从现场节能、环境影响等方面都较传统方式具有较大的优越性。目前,上海已经在土地招拍挂或出让时纳入了装配式住宅要求的评价条件,并对符合绿色建筑标准的示范项目给予经济上的政策奖励,一些具有社会责任感和市场敏感度的企业迅速跟进,但也有一些设计、施工和构件生产企业,不管是否具备条件,也以装配式住宅为噱头,大有一哄而起之势。

1.3装配式建筑总体成本高

目前预制构件大多数没有模数化、标准化设计,且生产厂家较少,还未形成充分的市场竞争,达不到规模化生产,造成相应产品、部品的价格较高。再加上构件蒸养、运输以及PC构件因生产、施工、构造要求而增加了钢材用量,造成建设成本有一定增加。这也是目前影响市场开发商积极推进装配式住宅的主要因素。

1.4产品质量良莠不齐

从建筑预制构件生产情况来看,上世纪60~80年代是发展的黄金期,当时上海两大住宅建设主体单位建工局和住宅总公司分别建设了7个和4个预制构件生产厂,最大的占地约20hm2,生产构件供不应求,后来不少乡镇企业通过和国营大厂联营,也加入到构件加工行列,工厂总数在200家左右。到90年代初期开始,由于住宅建设由预制+现浇逐步向全现浇转变,构件加工行业急剧萎缩,住宅构件订单减少,迫使构件加工单位逐步转向商品混凝土加工和市政构件加工,能够延续至今的住宅构件加工单位已屈指可数,这些工厂之所以能够延续至今,主要还是靠依附于工厂其它主业产品,如商品混凝土、地铁管片、桥梁构件等,目前全国较有代表性的构件生产企业有:北京榆构(原北京第二构件厂)、上海城建物资(原住宅构件四厂)、上海建工三厂(原建工第三构件厂)、深圳海龙构件厂等。近年来,由于鼓励政策的陆续出台,上海开始涌现不少构件生产厂家,但质量参差不齐。一些具有多年生产经验的企业构件产品质量较好、产品质量较为稳定。也有一些企业起步较晚,技术积累和管理经验的缺乏,造成构件质量相对较差。

1.5还未形成充足的产品供给

目前上海市有上海城建物资公司、上海建工、远大、城业管桩等企业,从事预制构件的生产,年供应量约为250万m2左右,未来随着各家企业自动化生产线的上马和产能的扩大,将能实现约1000~1500万m2左右的产能规模。但生产线的上马、技术工人的培训、产品质量的稳定都需要一个过程,还不能满足2015年上海市50%预制比例的需求(表3)。

1.6管理制度和运营模式相对落后

装配式建筑方式是生产方式的变革,是传统生产方式向现代工业化生产方式转变的过程。目前很多企业自发地开展产业化技术的研发和应用,但忽视了企业的现代化管理制度和运行模式的建立。管理制度和方式无法跟上,也阻碍了产业化的发展。

1.7人才缺乏

在技术推广初期对人才的需求非常旺盛,而目前,预制技术领域面临的人才问题比较大。预制技术涉及到的人才涵盖面比较广,不光有设计、深化设计、预制生产、施工管理和操作,而且项目管理者也需要更新知识。而人才的培养需要一个过程,目前上海市涉及到预制产业链的人才资源还远远不能满足现实需求。

1.8配套政策滞后

目前上海市已经出台了一系列关于装配式建筑的鼓励政策,对上海装配式建筑产业的发展产生了巨大的推动作用,走在全国的前列。但前阶段的政策更多着眼于落实装配式建筑比例,明确鼓励措施等,项目进入建设阶段后的一些配套政策还未出台,亟需补充或修改。同时,新的鼓励政策在实践中也出现一些新问题。

1.8.1标准、规程缺乏

目前已经出台的预制设计规程,只有2010年颁发的《装配整体式混凝土住宅设计体系规程》,以及2014年10月1日出台的行业标准《预制混凝土结构技术规程》;另外还有构件制作和施工方面的规程。2010年颁发的规程由于当时建成实例还不够多,规程覆盖的范围比较少,装配式住宅的生产、安装施工、验收评定等技术标准还尚未建立,亟需修订。上海市政府还鼓励在学校、医院、养老院、商业办公楼等建筑中推广预制技术,这方面的针对性规程目前还在制定中。目前上海预制规范的广度和深度落后于北京地区。北京市目前已出台的预制规程有《装配式剪力墙结构设计规程》(DB11/1003—2013)、《装配式混凝土结构工程施工与质量验收规程》(DB11/T1030—2013)、《装配式剪力墙住宅建筑设计规程》(DB11/T970—2013)、《预制混凝土构件质量检验标准》(DB11/T968—2013)。虽然北京市预制规程的数量不多,但其针对住宅市场的预制技术规程的深度和针对性较好。

1.8.2与传统验收程序存在矛盾

国外主流的框剪预制装配式建筑,多为上部结构施工的同时,下部结构进行二次结构或安装装修工程施工。日本施工速度最快的PC住宅,施工到第四层时,第一层已可以交钥匙。但根据国内目前验收规程要求,需待结构封顶后进行整体验收。因此在主体结构施工上还无法发挥建设周期短的优势。

1.8.3与传统安全措施存在矛盾

按照传统的安全管理规定,工地现场需在建筑物外侧满布脚手架并搭设安全网,但有些预制建筑的施工工艺已可取消外脚手架的搭设,另外在取消脚手架后,在施工现场临时安全围护、外墙涂料吊篮吊绳作业方式上,都与上海现有的安全管理规定产生了矛盾。

1.8.4配套政策带来的新问题

1.8.4.1机械地执行装配式面积比例

上海市新的激励政策出台后,逐渐暴露出一些新的问题,比如各区土地出让环节建筑面积不少于20%的装配式住宅的规定,造成政府在土地出让时,将此比例落实到单个地块中,上海大多地块只有5~10万m2的建筑面积,但有1~2万m2的建筑面积需采用预制技术进行建造,而这种小规模的建造要求和现浇与预制两种作业方式在现场并存的状况,势必造成成本上升,难以管理等问题。

1.8.4.2奖励政策的局限性

现有的鼓励政策,对在土地出让时已经明确采用装配式技术的地块,不再给予面积奖励,例如一个10万m2建筑面积的地块,装配式比例25%,即有2.5万m2需采用预制技术,则剩余的7.5万m2即使开发商自愿采用预制技术进行建造,也无法享受面积奖励,这既打击了开发企业将预制技术扩大到整个地块的积极性,也与鼓励政策的初衷不符,而且在某种程度上限制了上海市预制建筑面积总量目标的落实。

1.8.4.3高预制率体系无法推广的问题

目前的鼓励政策中,仅在文件中提出了鼓励企业提高预制率的说法,但如何鼓励并没有提出相应的配套措施,实际上造成企业从成本角度出发,只愿意贴着政策规定的预制率下限进行开发。而低预制率与高预制率的技术并不相同,为达到将来预制率不断提高的目的,势必需要采取一定的鼓励政策,鼓励企业开发高预制率建筑,做好相应技术储备。

1.9技术体系方面

国外预制装配式建筑基本采用框剪结构体系,现在国内除了应用装配式框剪结构体系,还在对预制剪力墙结构等各种装配式建造体系进行不断的探索完善,全面推广应用还有待总结提高。国内目前的PC预制技术尚未成熟,主要包括以下三个方面。

1.9.1预制框架和框架剪力墙体系该体系在国际上已经完全成熟,但由于结构体系本身的特点,室内具有凸出的梁柱,在中小套型住宅中使用时,凸出梁柱会有一些不利影响,需通过装修予以弱化。

1.9.2PCF体系或剪力墙内浇外挂体系由于结构体系本身的限制,未来在预制率方面没有较大的提升空间,而且在现浇部分外部增加一层预制外皮的做法,并没有对传统作业方式发生革命性改变。

1.9.3预制剪力墙结构体系该体系较适合国内中小套型室内规整的需求,但由于之前没有规范的支持,目前还在不断完善和扩大规模应用。

1.9.4社会认知度方面整个社会层面对预制装配式建筑的认识不足,很多人依然存在以往预制建筑抗震性差、易渗漏的旧观念,用户对于装配式建筑的认识和评价才是市场接受度提高的关键,需要在政策顶层设计和市场客户端(小业主)两方面双管齐下,PC产业才能顺利和迅速地得到发展。

2对策

基于以上因素,上海有必要考虑制定装配式住宅建筑发展的顶层规划,加强管理,正确引导。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。将致力于工业化住宅研究的企业、科研院校进行资源整合,健康发展,建立研究开发、建筑设计、技术推广与运营管理一体化的生产模式。建议在以下几方面加大统筹规划。

2.1建筑产业方面

2.1.1建立标准化、模数化建造方式,完善预制装配式建造体系(1)对数量大、标准相对统一的保障房,征集汇编可组合拼接的保障房设计选用图集,通过标准化规范、模数化协调,既可以加快设计施工进度,又可以降低预制构件生产成本。(2)在推进预制装配式商品房建造的近几年中,建议采用区域总量控制的方式,按照预制装配式项目相对集中建设模式进行,避免所有商品房在项目全面快速推进过程中,因设计、构件制作、施工等一系列质量问题而留下遗憾。(3)除了将国外主要应用的预制装配式框剪结构体系技术进一步落地外,对预制装配式剪力墙结构各种体系不断总结完善,择优甄选。

2.1.2标准化体系建设与推广(1)鼓励产业链上各大型龙头企业针对市场需求,研发标准化产品系列并推广使用。可以从标准化构件角度出发,慢慢形成自身标准化预制户型体系。(2)政府倡导,学习香港及新加坡等地的成功经验,率先在保障性住房和政府投资项目使用标准化装配式建筑。(3)对标准化产品采取适当的知识产权保护措施。(4)在土地出让、审图、工业化建筑评定等环节中优先考虑标准化产品。(5)在标准化体系建设与推广同时,结合运用BIM技术,为传统建筑施工来一次真正意义上的革命,这也是符合创新驱动、转型建筑发展的时代需求。

2.1.3对预制构件生产进行规划与扶持要加强对预制构件生产行业的产业规划,一方面要合理规划预制生产厂家地域分布,满足上海预制建筑需求的同时,辐射上海周边地带;另一方面应合理规划全市产能,防止一拥而上造成产能过剩,从而陷入恶性竞争的局面。

2.1.4加大人才的培养和引进亟需开展相应的技术培训、加大人才引进力度和做好内部培养工作。(1)技术培训。建议经常由主管部门组织相关的技术培训,组织相互参观交流学习、标准宣贯工作,将预制装配式相关的标准让更多的企业掌握,让预制技术在更多的企业生根发芽。(2)人才引进。加强外省市相关人才的引进力度,促进本市相关产业的快速发展。例如将本领域作为人才引进重点领域,制定相应的5年人才引进计划,满足本市中长期对本领域人才的需求。(3)重视人才培养,加强产学研合作。加强本市相关产业链企事业单位人才培养力度,制定人才培养计划,必要时可以给予外地户籍人才加快落户的优惠措施,促进人才稳定发展。建议在院校开设相关专业,聘请具有实践经验的工程师担任讲师,同时企业可作为院校的实习基地,重点培养理论和实践相结合的专业人才。

2.2配套政策与法规

2.2.1适时调整鼓励政策在大力推广预制装配式建筑的近几年,对土地出让时有要求做装配式建筑而面积比例较少的地块,开发商自愿在同一地块内,对剩余面积也采用预制技术的,给予一定的面积奖励;在土地出让时,已明确预制率的项目,开发企业自愿提高预制率的,根据预制率的高低,给予一定的面积或费用奖励;对土地出让时,未明确采用预制技术而开发企业自愿采用预制技术进行建造的,可在目前3%面积奖励的基础上,根据预制率的不同,额外给予一定的面积或费用奖励。以上鼓励政策可以推动企业在走向预制装配式道路的基础上继续进行研究和探索,提高预制建筑的工业化水平。

2.2.2金融政策支持充分发挥金融支持作用,对装配式建筑产业实施鼓励性税收政策。政府通过税收工具,降低开发环节成本,可以充分调动房地产开发企业的积极性。比如日本建设省和通产省在上世纪70年代推广工业化住宅时,采取了一系列财政金融方面的鼓励政策,包括“住宅生产工业化促进补贴制度”,对新技术、新部品的使用,给予长期低息贷款等。对符合条件的预制建筑项目优先提供开发贷款、适度放宽负债率限制或降低开发贷款利率,对购买该类型住宅的购房者降低首付要求或降低按揭贷款利率。

2.2.3加快调整审批体系和验收、安全制度管理制度创新应匹配技术进步发展的需要。针对装配式这种新工艺,各监管部门可根据装配式工艺的特点,调整原有的监管程序和监管要点。另外由于装配式建筑在管理体制上与传统建筑(设计、产品、施工相脱节)完全不同,属于有机、全过程的管理,因此原有的“串联审批”建议优化为“并联审批”。考虑到装配式建筑的特性,采用住宅产业化的工程验收可以考虑采用分批多次验收的方式,可以使项目开发周期大大缩短,发挥装配式建筑的优势,同时减少开发企业管理成本和时间成本。在安全制度方面加快制定与预制建筑体系相配套的管理规定,适应预制装配式建筑生产方式的特点。

2.2.4技术规程加快相关技术规程的修订和编制,促进标准规程与市场需求的统一。同时,预制建筑技术发展是百花齐放的,各个企业可能有自己独特的体系,一本规程包打天下的做法不太现实,应鼓励各个先行企业将自己的企业标准提升为上海市标准。

2.2.5质量保证体系开发商和建筑商对质量的责任建议上升到立法高度,并贯彻建筑全生命周期,如延长保修期等。开发企业在构件产品的选择上,应慎重选择生产厂家。PC建筑的起步阶段,需以优良的质量赢得口碑、培育市场,避免因产品质量问题影响PC建筑产品形象和开发企业形象。建立优良住宅部品认定制度,由专业的住宅部品认定中心对部品的外观、质量、安全性、耐久性、使用性、易施工安装性、价格等进行综合审查,公布合格的部品,并贴“优良部品”标签,设定一定的有效期。经过认定的住宅部品,政府可强制要求在保障性住宅中使用。优良住宅部品认定制度建立,可逐渐形成住宅部品优胜劣汰的机制,是提高部品质量和建筑产品质量,推动住宅产业和住宅部品发展的一项重要措施。

2.2.6对传统作业方式加以限制采取措施,有步骤、有计划、有区域地对传统建造方式加以限制,例如在一定阶段,一定区域内,仿照香港的做法,采用征收建筑废物处置费的形式促使减少建筑垃圾的产生,提高使用预制构件的积极性。在此基础上,渐进式、逐步地加以推进。另外在装配式建筑的产业化生产方式中,应大力推广信息化技术,推进住宅工业化建造与信息化的深度融合,以保障性住房建设材料部品采购信息平台为基础,建立住宅工业化信息技术与管理系统,包括建立建筑部品部件的编码标识规范与体系等,逐步实现对建筑部品部件全生产过程、全寿命周期的跟踪监测,完善质量追溯机制。

2.3社会宣传方面

需要加大预制装配式建筑以及示范项目的宣传,如打造公益性教育宣传基地,让老百姓实实在在感受到PC建筑带来的成效,感受到建筑质量提升、科技含量提升、住宅保值增值带来的实惠。

3结语

第2篇

关键词:装配式建筑;安装重点;难点

引言:

打造绿色、环保的施工模式,融合现代化房屋需求,尤其是应当控制施工期间的污染问题,能够提高装配式建筑的应用质量。由此可见,施工人员务必充分认知装配式建筑的施工要求,总结预制装配模式的装配要点,在房屋安装期间融入规模化的控制体系,能促使建筑趋于规模化发展。另外,装配式小模块安装设计中工程设计,以便在协调墙体、梁柱、预制楼板的过程中进行吊装作业,提高施工进度控制质量。

一、装配式建筑的应用优势

1. 施工效率高

装配式建筑可在BIM技术的监控下监控预制构件的安装、使用情况,同时可监控预制梁、外墙、空调板等操作的状态,以便结合既定的施工要求进行加工监控。在此过程中,施工人员仅需结合施工图纸细则进行设计,评价出各构件的组装需求,根据建筑构件的组装要求确立施工连接方案,能减少传统施工技术运行效率不高的不利影响。

2. 施工成本低

装配式建筑可在既定的施工支持下对构件进行项目设计,设计完毕后可将施工场地内的构件进行施工装配,期间可及时对建筑的进度进行调整。因此,该方法所需求的成本相对较低,施工人员可在BIM技术的监控下进行预制构建的组装过程。同时,该方法可在机械控制中进行施工,可节约传统建筑设计的人力成本的支出,且施工期间的污染性较低,所以可减少施工操作期间的能耗产出[1]。

二、装配式建筑安装重点及施工要点

1. 策划阶段

装配式工程进行期间,施工人员需统计施工图纸、内外业数据资料等方面的信息,根据建筑的应用需求展开分析、策划,可提高工程设计方案的合理性。在此过程中,施工人员需统计装配式建筑的策划目标,根据工程定位、施工设计状态作出必要的调整,可消除设计方案不合理的不利影响。因此,施工策划期间,工程人员应当分析出也影响建筑质量的投资、使用、环境、功能要素,评价施工方案的可行性,及时标识出施工方案不科学的部分。另外,项目策划实践中,工程人员也应当确立约束性的控制目标,评价建筑方向及其应用之间的潜在联系,可消除外界环境、资金支持等不稳定因素的设计偏差。

2. 立面设计

立面设计监控中,施工人员需根据平面、立面之间的设计模式进行结构规划,同时在强化监控细节的同时确定监控方向。因此,为提高设计的合理性,应当在标准控制实践中解决立面设计调整问题,并在必要的干预监控、结构分析的过程中应用个性化地设计标准进行评定[2]。例如在外墙体结构配饰搭配控制中,需根据建筑的地形、外貌特征、细节状态明确各个立面的纹路特征,能在统一化搭配控制中凸显出多元化立面设计需求。总之,立面装配中,应结合楼体结构、内外墙构件特征进行统计,并在科学的组合协调中进行搭配管理,有利于提升剪力墙的功能性价值。同时,为提高门窗结构的合理性,施工人员还需融入多元化的设计元素,选择污染小、方便装配的设计材料。值得注意的是,预制梁设立期间,应当分析出预制梁的压浆参数指标,将该指标控制0.5MPa~0.7MPa之间。

3. 设计阶段

完善施工图纸的设计规划,结合BIM技术评价出设计图纸的问题,再确立相应的设计优化方案,提高施工步骤的核心质量。因此,施工人员应当明确建筑的安装要求,根据施工安装要求展开评价,结合关联性控制要点进行细节监控,有利于提高施工设计的合理性。其中,设计前应罗列出各项工艺的顺序及运行方法,监控出各项控制参数的应用要求,再结合预制构件的尺寸、连接状态进行安装配置,可在进一步思考控制中提高施工图示的合理性。另外,施工设计中应评价出管线、管路、施工元件结构的联系,再结合图纸状态展开精准化的控制筹备,有利于提高建筑本身的功能性,也能让各项预制设计指标及时满足应用标准。

4. 构件加工

在各类基础性构件的加工处理期间,施工人员应标注各类构件的应用场所及应用需求,尤其是应当分析出构件的功能性需求,可提升构件的加工效率。在此过程中,施工人员应对构件进行初加工,依据构件的加工位置和生产要求监控出元件的使用要求。其中,施工人员应当重点审核构件的实际应用标准,包括于构件的尺寸、体积等指标。通过提高梁柱、墙面、框架等结构的功能性,再评价出构件的协调使用方式,能为后期楼板的预加工提供可靠的运行依据。

三、装配式建筑安装难点及提升方案

1. 重视施工质量管理

提高装配式建筑的施工质量管理方案,分析材料吊装、墙面安装、标高控制、灌浆浇筑等环节的方法,依据标注控制工序确立施工方案、施工步骤内容,可及时对施工工序设计方案进行评价,解决施工过程中质量问题的影响。例如在注浆工程期间,施工人员应分析出浆料的搭配、配比、使用等多方面的控制要求,同时解进行项目安全教育培训支持,帮助施工人员自主总结装配式工程的运行要点。期间,应当大力宣传注浆、做浆的安全控制需求,可在展示样板期间的同时进行安全做浆技术。通过建立可靠的控制制度和验收模式,能在分段施工、验收的过程中消除材料连接、尺寸应用不合理、连接效果不佳的不利影响[3]。

2. 落实安全管理技术

工程安全管理期间,应当采用BIM技术重点审查项目运行的难点,其原因是前期策划、设计期间可能会出现不合理的部分,故需要配置完善的控制思路。例如在预制叠合板安装、配置过程中,技术人员应当注意一下要点。第一,复合板吊装时,采用模块化梁吊装复合板,其原因是吊装过程系统提升过程缓慢,可确保复合板的稳定性。在吊装作业期间,应当将控制距离固定在作业层300 毫米处,再给予必要的定位监控,避免叠合板受到外力的损伤。第二,应注意在吊板安装期间加设间距为150cm的支架,设定2-3 排的支架模型。通过在关键位置配置双层支架,可方便叠合板结构搭建完毕后,混凝土材料的强度始终大于70%,可为后期拆除工作提供建议。

3. 完善吊装操作控制

吊装工程进行期间,工程人员需明确预制构件的数量、型号、功能等指标,再给予不同构件展开必要的命名,可方便施工人员在信息化系统中对吊装所使用的材料进行一体化分配管理。因此,吊装工艺进行时,施工人员应在材料进场后立即对不同材料进行标号编排,采用简单、科学的名称进行命名控制,能够让构件在自主命名的期间发现内墙、关键、梁柱等部件的埋设要求。另外,应正视对材料性能的监控与检查,利用相应控制系统监控处吊钩的功能性和形状,可及时避免材料变形的发生概率。例如试吊控制期间,需控制起吊装置的离地高度进行测试,确保离地高度月48cm,然后停止试吊操作。通过综合核查机械元件的运行状态,再结合关联性控制预案进行编制监控,必要时应当涂抹剂并及时清洁元件表面的垃圾。同时,叠合板应用期间切不可进行野蛮施工,应根据《构件吊装专项施工方案》方面的理论进行材料构架,可提高构建的功能性,可避免材料偏移影响。

四、结束语

综上所述,通过及时解决装配式建筑施工的难点和重点,利用信息化技术发现管理、施工方面的运行要求和运行标准,再结合既定的控制逻辑展开质量监控和质量分析,有利于提高装配式建筑的功能性和使用效益。另外,装配式施工期间还需总结房屋的稳定性和承载功能,结合必要的收集、测试状开展项目评测,能够提高工程的经济效益。

参考文献

[1]王冉. 装配式建筑混凝土结构施工技术要点分析[J]. 建材与装饰,2020(12):29-30.

第3篇

【关键词】建筑工业化;装配式建筑;成本控制

0引言

随着我国房屋建筑过程中建筑技术的提高,建筑产业化的不断发展,传统以现场为主的建筑产业并不能满足绿色、环保、节能的建筑理念。建筑产业化是指通过建筑设计的标准化,建筑构件的工厂化,建筑施工的机械化,来实现高效、环保、安全寿命长的建筑施工方法。

1建筑工业化的发展

1.1 国外的发展

19世纪末期,欧洲首先提出预制混凝土墙板结构,并在一些工程中得到应用,但早期预制墙板结构多用于非结构构件[1]。十九世纪末,预制混凝土传到法国、德国等欧洲国家;二十世纪初,预制混凝土传到美国[2]。预制混凝土的大发展是在二战结束以后,由于战争的破坏,战后重建使得苏联、英法、及东欧一些国家出现住房紧张、资源紧缺、劳动力不足、工程量急剧增加、技术力量缺乏等问题,为了加快工程进度,减轻劳动强度,逐步开始推行装配式建筑,使得预制装配式结构得到快速发展。20世纪50年代,预制混凝土大板体系首先在法国被提出,但Koncz教授创建的Koncz体系则是预制混凝土大板体系的代表;到20世纪60年代,装配式结构成为某些国家的主要建筑形式。从50年代开始,瑞典受法国影响开始大力推行住宅产业化,自主开发了大型混凝土预制板工业化体系。将各建筑部件的规格尺寸、连接逐件纳入瑞典工业标准(SIS)。目前为止,瑞典大约80%的住宅采用通用部件建造成住宅通用体系。

在国外,预制装配式剪力墙结构多用于低层、多层和高层建筑,欧洲国家( 如丹麦、德国、法国、英国等)的预制装配式结构可达16~26层,而日本的装配式剪力墙结构一般在10层以内[3],并且该结构形式在地震中表现出良好的抗震性能,例如墨西哥智利大地震和日本阪神大地震中的很多预制混凝土剪力墙结构几乎没有破坏,或者修复设备连接后可以马上恢复使用[4]。

1.2 国内的发展

在国内,预制装配式结构始于20世纪50年代,多用于工业厂房、办公楼等建筑,我国借鉴前苏联经验,在重点工业建设中以装配化和施工机械化为重点开始发展建筑工业化。20世纪70年代以后我国政府曾提倡建筑实现三化,即工厂化,装配化,标准化,在这一时期,预制混凝土在我国发展迅速,在许多建筑领域被普遍采用,为我国建造了几十亿m2的工业和民用建筑。到 80 年代末,全国已有构件厂数万家[5],全国预制混凝土年产量达 2500万 m3。装配式混凝土建筑和采用预制空心楼板的砌体建筑成为两种最主要的建筑体系,应用普及率达70%以上。兴起中国第一次装配式混凝土建筑。然而从20世纪80年代后期,由于预制装配结构的造型单一、防水技术落后、研发水平不足、抗震整体性和设计施工管理的专业化不够等问题,装配式混凝土建筑的应用逐渐减少,装配式混凝土建筑逐渐被全现浇混凝土建筑体系取代,装配式混凝土建筑技术逐渐退出国内建筑市场,进入低潮阶段。

进入21世纪后,装配式结构的优点重新得到重视,并且随着建筑节能减排和住宅产业化的发展及要求,预制装配式结构的研究正在逐步升温,并且在一些试点项目中得到应用。近年来,万科公司、黑龙江宇辉建设集团、中南控股集团有限公司、天津住宅集团、黑龙江建设集团等被批准为国家住宅产业化基地,通过研发创新,建造了多栋装配式剪力墙结构试点工程。2007年12月国内首批预制装配式节能环保型住宅――上海浦东万科新里程住宅楼工程竣工[6]。另外,哈尔滨新新怡园小区4#、5#和洛克小镇14号楼,北京市丰台区万科假日风景项目D1/D8号楼,中南控股开发的四幢全预制装配式短肢剪力墙结构住宅楼,均为预制装配式剪力墙结构[7]。

2 建筑产业化的优势

2.1 节能减排

传统的现浇结构需要大量的物质资源,造成大量的水资源、木资源的浪费。在我国对环保要求和可持续发展的要求更加迫切的前提下,解决传统施工中带来大量的噪声和粉尘的污染迫在眉睫。通过推动结构构件的标准化、产品化,让结构的构件在工厂中加工出来,再运往施工现场,极大地减少了现浇建筑施工的环境污染问题,降低了建造能耗,实现低碳建筑的发展要求。

2.2 解决人力资源紧张问题

由于人口持续减少等原因,人口红利逐渐消失,随之人工成本也渐渐增加。在建筑工程总费用中,人工费用占较大的比例,迫使建筑企业向产业化转型。如果将施工中的大量现场工作转移到工厂中完成,大大地减少了施工现场人员冗杂的问题,减少了工人的劳动强度,提高了劳动效率。为解决社会矛盾,建筑产业化在未来必然会取代传统现浇结构。

2.3 提高建筑产品的质量

在现浇结构中,构件会因现场的多方面因素而产生误差,质量上也会产生各种各样的问题。但如果较多的产品在工厂中加工,有一套较严格的质量控制标准,就更容易满足质量要求,尺寸更加精确。

2.4 缩短施工工期

较短的施工工期可以带来更好的经济利益和抗风险的能力。装配式结构中可以省去大量需要养护的时间,提高施工效率。

3 建筑产业化的趋势

3.1 装配式建筑的成本

近年来,装配式建筑主要应用在北京、上海、山东等地,而在其他省份还应用比较少,是由于装配式成本比现浇结构更高。目前人工成本大约占到建筑成本的20%,但随着人工成本的比重逐渐增加,未来装配式结构与现浇结构的成本差会逐渐缩小。

3.2加强标准体系建设

我国大多数预制厂的标准还都停留在企业标准,难以推广。推行建筑产业化还需要行业标准、国家标准的完善,对产业化构件产品的质量控制还需要更严格的控制监管体系。

3.3完善产业链

我国东部沿海地区经济发展较快,工程建设规模也都较大,具有较完备的技术研发体系,是我国实施完善产业化较合适的区域。加强工厂的生产能力,提高与构件生产相配套的设施,从而也带动机械、材料等专业的发展。

参考文献:

[1] 严薇,曹永红,李国荣.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].重庆建筑大学学报,2004,10(5):131~133.

[2] 吕西林,范力.装配式预制混凝土框架结构抗震性能研究.博士学位论文,2007.12.

[3] Ned M. Cleland. Design for lateral force resistance with precast concrete shear walls[J].PCI Journal, 1997(5):44~64.

[4] 薛伟辰,王东方. 预制混凝土板墙体系发展现状[J].工业建筑,2002,32(12): 57~60.

[5] 严薇,曹永红,李国荣.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].重庆建筑大学学报,2004.10(5):131~133

第4篇

论文关键词:装配式建筑,预制,施工

从古至今,盖房屋都离不开砖瓦砂石,在现场进行人工砌筑或浇注,也就是说,房屋是现场建造出来的。其缺点很多:建筑工人劳动强度大,生产效率低,施工速度慢,建设周期长,材料消耗多……,这一系列问题已远远不能适应现代社会对住宅的需求。因此,要使建筑工业适应现代化的需要,就得开创新路,采用新型建材,用新技术建房,于是装配式建筑就应运而生。

所谓装配式建筑就是用预制的构件在工地装配而成的建筑。它采用最新的冷压轻钢结构以及各类轻型材料组合房屋的各个部分,使其具备卓越的保温、隔音、防火、防虫、节能、抗震、防潮功能。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。

装配式建筑历史悠久,17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋,就是一种简单的装配式建筑。1851年伦敦建成的用铁骨架嵌玻璃的水晶宫是世界上第一座大型装配式建筑。第二次世界大战后,欧洲国家以及日本等国房荒严重,迫切要求解决住宅问题,促进了装配式建筑的发展。到19世纪60年代,装配式建筑在国外得到大量推广。

1分类

装配式建筑按结构形式和施工方法一般分为五种。

1.1砌块建筑

用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑,适于建造3~5层建筑。砌块建筑适应性强,生产工艺简单,施工简便,造价较低,还可利用地方材料和工业废料。建筑砌块有小型、中型、大型之分。小型砌块适于人工搬运和砌筑,工业化程度较低,灵活方便,使用较广;中型砌块可用小型机械吊装,可节省砌筑劳动力;大型砌块现已被预制大型板材所代替。

砌块有实心和空心两类,实心的较多采用轻质材料制成。砌块的接缝是保证砌体强度的重要环节,一般采用水泥砂浆砌筑,小型砌块还可用套接而不用砂浆的干砌法,可减少施工中的湿作业。有的砌块表面经过处理,可作清水墙。

1.2板材建筑

由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成,又称大板建筑。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑可以减轻结构重量,提高劳动生产率,扩大建筑的使用面积和防震能力。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板;外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板,也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。建筑内的设备常采用集中的室内管道配件或盒式卫生间等,以提高装配化的程度。大板建筑的关键问题是节点设计。在结构上应保证构件连接的整体性(板材之间的连接方法主要有焊接、螺栓连接和后浇混凝土整体连接)。在防水构造上要妥善解决外墙板接缝的防水,以及楼缝、角部的热工处理等问题。大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和布局有较大的制约性;小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性(纵墙式、内柱式和大跨度楼板式的内部可灵活分隔)。

1.3盒式建筑

从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。这种建筑工厂化的程度很高,现场安装快。一般不但在工厂完成盒子的结构部分,而且内部装修和设备也都安装好,甚至可连家具、地毯等一概安装齐全。盒子吊装完成、接好管线后即可使用。盒式建筑的装配形式有:

(1)全盒式,完全由承重盒子重叠组成建筑。

(2)板材盒式,将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子,再与墙板和楼板等组成建筑。

(3)核心体盒式,以承重的卫生间盒子作为核心体,四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。

(4)骨架盒式,用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子,支承在承重骨架上形成建筑。也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子,安置在用其他结构形式的建筑内。

盒子建筑工业化程度较高,但投资大,运输不便,且需用重型吊装设备,因此,发展受到限制。

1.4骨架板材建筑

由预制的骨架和板材组成。其承重结构一般有两种形式:一种是由柱、梁组成承重框架,再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系;另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系,内外墙板是非承重的。承重骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构,也有采用钢和木作成骨架和板材组合,常用于轻型装配式建筑中。骨架板材建筑结构合理,可以减轻建筑物的自重,内部分隔灵活,适用于多/!/层和高层的建筑。

钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接,应根据结构的需要和施工条件,通过计算进行设计和选择。节点连接的方法,常见的有榫接法、焊接法、牛腿搁置法和留筋现浇成整体的叠合法等。

板柱结构体系的骨架板材建筑是方形或接近方形的预制楼板同预制柱子组合的结构系统。楼板多数为四角支在柱子上;也有在楼板接缝处留槽,从柱子预留孔中穿钢筋,张拉后灌混凝土。

第5篇

【关键词】钢结构;装配式; 住宅;优化

装配式住宅诞生于20世纪初期,这种建筑设计标准定型,构件在自动化生产线上加工,现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装,无湿作业,施工安装便捷。近30年来在欧美等国家逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式,而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材,真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工,从而大大降低了施工现场的劳动强度,缩短了施工工期,这种方式已在国外得到了推广。为提高钢结构装配式住宅在我国的利用,本文对钢结构装配式住宅的发展现状进行总结,并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。

1 我国钢结构装配式住宅的现状

1.1设计方法落后

传统式住宅设计和装配式钢结构住宅的设计从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在设计方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍了装配式钢结构住宅的发展。

1.2设计规范缺失

钢结构装配式住宅在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式住宅发展,我国还比较落后,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于钢结构装配式住宅的大规模推广是一个障碍。

1.3部件发展滞后

钢结构体系住宅成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。

1.4环保节能意识落后

一项调查数据显示,我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但是在另外一方面,环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低,根据2012年的统计数据,环保节能的钢材利用率在10%左右,绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。

2 我国钢结构装配式住宅的设计思路

2.1以建筑结构为主导,结构专业为辅助

钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则,以建筑结构为主导,结构专业为辅助。这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的,必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。

2.2户型设计标准化、定型化

目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户住宅户型设计随意,规格多种多样,这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间的深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。

2.3 厨卫设计标准化、定型化

住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对于厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,住宅设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。

2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化

在钢结构装配式住宅设计过程中,以住宅间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。

3我国钢结构装配式住宅的优化方案

3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型

一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,节约钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型,

3.2 环保节能

“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材,可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。

3.3 追求户型造型的美观

户型的美观是现代人对生活的追求,钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计,有利于家具摆放,提高使用面积,也符合中国人的消费心理。

3.4 钢结构设计安全性高

装配式住宅钢结构在安全性能方面,要保证结构的钢材、螺栓与螺钉、围护材料、粘接密封材料符合要求。楼盖、墙体和屋盖的结构构造与连接形式、紧固件的选用符合规定。防火性能方面,注意建筑构件燃烧性能和耐火极限、房屋长度、面积、间距、装修材料、管道及其包覆材料、构件内填充材料等方面。耐久性方面,要求钢结构件采用镀锌进行防护。住宅舒适性方面,楼面、外墙和屋面所采取的填充保温棉、喷射液体发泡材料或外贴泡沫隔热板材等保温与隔热措施,以及墙体、楼板和屋顶所采取吸音、隔声(消声)措施,住宅围护结构采取的防结露措施均要满足技术要求指标。

参考文献:

[1] 叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D]. 南昌大学硕士论文. 2012, 11-17

[2]卢俊凡, 王佳, 李玮蒙. 等. 装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J]. 城市住宅. 2014(6):23-26

[3] 陈以一, 王伟, 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业, 2012(12):15-18

第6篇

关键词:装配整体式框架、建筑产业化、施工工艺

中图分类号: TU198 文献标识码: A

前言:我国建筑业仍停留在以手工作业为主的阶段,这种生产方式不但浪费材料而且不利于环保,效率低下,工程质量也难以保证;国内外经过几十年的研究,装配整体式混凝土结构主要集中在构件节点连接方式、接合部受力性能以及不同连接方式下的整体抗震性能方面。连接方式是装配整体式结构的核心技术,预制混凝土结构的实验研究和震害调查表明,只要预制构件的接合部位有可靠的连接,则预制混凝土结构有良好的抗震性能。

中国2009年11月26日正式对外宣布控制温室气体排放的行动目标,决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%。并提出加快建设以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系。我国以工业化为平台,通过工业化实现节能环保、质量稳定和效率提升,并利用规模形成的先发优势,最终确立可持续性竞争优势。

一、 建筑产业化,

建筑(包括量大面广的住宅)产业化是利用标准化设计、工业化生产、装配式施工和信息化管理等方法来建造、使用和管理建筑,以提高建筑生成的劳动生产率,提高建筑的整体质量,降低成本,降低物耗。是建筑工业化发展的必然趋势,更是建筑业的深刻变革。建筑产业化可促进传统产业升级、转变城镇化建设模式、全面提升建筑品质,是建筑业转变发展方式的重要举措。。

新型的装配整体式框架结构综合了框架结构和装配式结构的优点,克服了传统装配式房屋的所有缺点,由于采用了梁墙整体预制的方式,梁和墙可以采用不同的混凝土强度等级生产,或者在墙体材料中混入陶粒、珍珠岩、聚苯颗粒等材料,提高墙体的保温隔热性能,甚至采用筛选过的建筑废墟破碎材料作为骨料,节约资源,降低能耗,真正的做到节能环保,适宜批量工业化生产,值得大范围推广,意义非凡。建筑产业化是建造方式的变革,是由现在半手工半机械比较落后的建造方式,转变成一种工业化的生产方式。将是建筑业发展的一个趋势。

二、装配整体式建筑的施工工艺

1、预制柱的加工、运输和吊装

该结构体系采用高强螺旋箍筋约束混凝土柱的形式,其承载能力是传统钢筋混凝土柱的20倍左右,与传统现浇钢筋混凝土柱相比节约混凝土30%以上,降低成本的同时减轻了结构的自重。对于钢筋的锚固形式,采用弯曲锚固、钢筋锚固板锚固和钢筋墩头三种锚固形式结合使用。如图1和图2所示,这三种锚固形式的灵活应用不仅解决了钢筋过密无法绑扎的施工难题,同时在一定程度上降低了施工成本、节约钢材。预制柱钢筋绑扎如图3所示,采用单片复合螺旋箍筋、连续复合螺旋箍筋对混凝土形成有效径向约束并满足高强箍筋配箍特征值和构造要求的钢筋混凝土。待绑扎完成后,合上钢模浇筑混凝土。表面压光处理,之后,预制柱蒸汽高温养护,养护时间只需要九小时左右,大大缩减了项目工期而且还不受季节和天气的影响。制作完成的预制柱运至现场吊装、校正、灌浆固定。

图1 弯曲锚固和钢筋锚固板锚固 图2 墩头锚固

图3 预制柱绑扎

2、、钢梁安装

用高强螺栓连接钢梁,工程项目后期预制柱与梁连接采用高强螺栓对拉节点形式,该节点形式较项目先期施工所用牛腿式节点形式施工更加方便快捷,缩短了工期,同时节约大量钢材,降低了成本投入。预制柱改用一次性预制、吊装双层,从而加快了柱子生产速度,成倍提高吊装、校正效率,缩短工期;另外双层预制柱较前期施工的单层预制柱省去了中间节点连接的钢板箍、锚固栓杆等材料及其相应施工工序。

3、预制板的吊装、浇筑施工

预制空心楼板吊装就位,,浇筑板缝完成预制板的安装。板端与钢梁搭接、板端板与板连接、板侧的连接分别如图4、5所示

图4 板端与钢梁搭接、板端板与板连接形式 图5 板侧的连接

装配整体式建筑对中国建筑业的影响

新型抗震装配整体式混合框架结构体系与传统现浇建筑对比具有无可比拟的优势,它的成功应用将产生巨大的社会效益,将对中国建筑业产生革命性的影响:

1、材料用量下降,节能减排:

(1)节省钢材。预制柱采用高强特钢制成的螺旋箍筋,这种高强特钢的强度是普通钢筋的4倍,使箍筋直径由12mm降至5mm;新型抗震预制预应力空心楼板中为预应力钢绞线,每平方米含钢量仅为4kg,而现浇结构每平米含钢量将近17kg。以上两项减少钢材用量4倍多,而钢梁与钢筋混凝土梁的含钢量持平,综合起来,新结构体系用钢量比现浇结构节约达20%。(2)木材、架子管等支撑体系基本不再使用。由于梁为钢梁,楼板、柱均为预制,现场装配施工,基本取消湿作业,木材、竹胶板除预制空心楼板板缝处少量使用外,其它工序不再使用;架子管等支撑体系除安全文明施工少量使用外,其它工序也不再使用。(3)混凝土方面,由于高强螺旋箍筋的使用,大大提高了混凝土柱的承载力,使柱子的截面变小,减少混凝土用量近30%;楼板为预制空心楼板,减少混凝土用量1/4;梁改为钢梁,不再使用钢筋混凝土,综合起来将节约混凝土近一半。

减少劳动人员数量。

由于梁板柱均在工厂批量流水预制生产,然后现场装配施工,基本取消湿作业,减少现场施工及管理人员数量近10倍。传统现浇结构每平米建筑需要人工2.5个,如果保证50万平米主体工程120天完成,每天施工现场作业人数要达到1万人,采用装配式结构后,包括各预制构件加工厂在内,作业工人总数不超过1000人。面对目前劳务市场中劳务人员数量变少、劳务人员技能变差、劳务人员年龄变大、劳务费用越来越高的趋势具有重要的意义。

降低成本。

由于新型抗震装配整体式混合框架结构的材料的用量下降,人工数量减少,成本比现浇结构将降低15%,降低造价200元/㎡。以建筑面积50万㎡白沟箱包广场工程为例,采用新型抗震装配整体式混合框架结构比传统的现浇结构建筑材料及措施费节约达8000万,人工费节约2500万,整个工程节约造价达1亿元,每平米降低成本200元。我国每年框架结构施工面积达4亿平米,如果用此新结构体系建造将节约造价800亿元,将为社会节约大量的财富。

提高抗震等级:

由于装配整体式混合框架结构的梁采用钢梁,楼板采用预制空心楼板,大大降低了结构的自重(经测算可降低自重41%),质量的降低可提高结构的抗震等级,装配整体式混合框架结构可比传统的现浇钢筋混凝土结构抗震等级提高一级,建筑结构的抗震安全性大大提高,降低了地震灾害发生时,人民生命财产的损失。

提高建筑质量:

装配整体式混合框架结构涵盖全家居解决方案,避免了传统现浇结构施工产生的如胀模等质量问题。预应力空心楼板的使用,使屋面顶板裂缝问题得到解决,建筑观感更好,便于结构维护、耐久性好。

缩短施工周期:

由于预制构件工厂化批量生产,施工工序减少,而且受季节性影响较小,施工工期缩短一半。就白沟箱包广场50万平方米工程量而言,采用传统的钢筋混凝土现浇结构仅结构主体需1年以上,而采用装配结构后只需半年。可见,采用此新结构体系可大幅缩短工期,缩短资金占用期限,提高资金周转率。

综上所述,此结构体系对国家和社会具有节能减排、低碳降耗、绿色环保的优势。对企业来讲能够达到多、快、好、省的目的。

总结:

装配式结构在欧美的应用相当广泛。在亚洲日本处于领先地位。发达国家预制混凝土结构在土木工程中的应用比重美国为35%,俄罗斯50%,欧洲为35—40%。近20年来,装配式结构在我国得到了长足的发展,研究更加深入;另一方面人们发觉装配式结构的潜力还待进一步挖掘,尤其材料工业的发展,加工设备、吊装机械的进步为其提供了很好的平台。

就目前来看,全国框架结构年施工总体量在2.4亿平方米左右,由此可见,装配式结构在我国建筑市场有着广阔的发展空间。装配整体式结构将具有节约混凝土、节约钢材、降低自重、提高抗震能力的优势。这些项目完成之后我们将真正的实现建筑产业化,打造节能环保、低碳降耗的绿色人居环境,为国家的可持续发展作出贡献!

参考文献:

王召新,混凝土装配式住宅施工技术研究。北京工业大学硕士论文,2012

王东辉、柳旭东,装配整体式混凝土结构的发展。混凝土,1002-3550(2012)01-0113-13

第7篇

随着各种建筑思潮的推动和数字技术的迅猛发展,建筑设计领域正经历着一场数字技术革命。从现代建筑到后现代建筑以及解构建筑,其中都有数字化技术的影响。在建筑设计师经历绘图方式和思维方式转变的同时,对于数字化预制装配护体系的尝试也在悄然的进行。

1963年,电脑具备了绘图能力,很快就应用到建筑领域,出现了电脑辅助绘图。1964年,克里斯托分·亚历山大就在《形式合成简注》(Notes on the Synthesis of Form)中指出:“我们必须正视这样一个事实,即我们正处在一个变革的边缘,这种变革能像19世纪机械扩展人的体力一样,使人的思维与创造能力得到同样的扩展……”亚历山大认为,现代建筑设计不再被理解为纯粹的直觉过程,计算机的参与有效地提高了建筑师的创作能力。他提出,在建筑计算机辅助设计的实际操作方式中,关键的问题是将设计过程理性化和逻辑化。

20实际90年代,电脑的数位影像处理及动画模拟能力有了长足进步,进入电脑辅助设计的繁荣时代,1995年以后,虚拟现实技术渐趋成熟,人们天马星空的想象力在虚拟世界的到实现的同时,改变了对传统空间的认识。进入新世纪后,数字技术不仅成为了一种工具,更成为一种新的设计理论,它渗透到社会的各个领域,全方位地影响了建筑设计,改变了传统预制护体系的设计模式。

当代建筑中预制装配式护体系的大量应用在很大程度上是基于数字技术的日益成熟,其对于预制装配式外墙建筑设计的影响主要有以下三个方面:

1)数字技术下带来复制的真实性和快捷性以图像复制为例,机械时代的图像是原创的,惟一的,机械复制以图像为中心,复制时将一个真实的对象既复制对象作为一个静止不动的图像画面,虽然这个画面通过一定的媒介来表达,但是画面本身可以脱离它的媒介而存在,因此可以用其它媒介进行再一次的表现即复制 由于机械复制的损耗,最后的图像画面和原始的图像画面会越来越远,而数字复制以图像为中心的观念逐渐瓦解,所有的图像都是以信息流的方式呈现出来。数字复制实现的是无限的没有损耗的数字复制,能够制造虚拟的真实,从而给预制装配式外墙构件在重复设计带来了技术上的可行性。例如,赫尔佐格和德梅隆设计的埃伯斯沃德技术学院的新图书馆,墙体是由拓印一系列照片图案的预制混凝土板装配而成,让人不禁想起中世纪的宗教建筑,向人们讲述着一个又一个的故事。他们的印花预制混凝土也直观的反映了他们独特的建筑理念。正是他们对混凝土这种传统材料的创造性使用,才创造出了如此别具风格的建筑作品。

2)数字技术下带来重复单元弹性的模数原子时代的工业化和标准化,意味着整齐划一的生产线,统一一律的配置,高效率的批量生产,缺乏个性的产品,那时候的社会提倡模数化生产和标准化单元,因此产生了大量形体和组合极为单调的建筑。当代社会的数字时代将这一切都改变了,由于电脑日益强大的运算功能,模数可以是弹性的,基本形不再那么整齐划一,而是具有弹性变化的模数,原子时代无个性的标准化的批量定做,通过数字化使具有个性化的批量定做成为可能。例如:9.11 事件世界贸易中心纪念碑的设计中,使用基本单元材料非常规整,就是普通的条形板材,搭接方式也颇为简单,就是通过线条的节点连接,在基本元素和组织方式极为简单的情况下,通过这些条形板材的大量重复组合,建成了凌乱的界面,如同数字化的标准单元是 0 和 1,组成了千变万化的信息流。这个例子让我们看到在数字技术下重复设计存在的广阔的创作空间,无论重复单元是规律的,还是异形的;无论组合方式是规律的还是无规律的,都可以数字化技术产生无限的组合形体。所有的这些在电脑技术下都不再那么困难,数字技术给建筑预制构件带来了强大的表现力与生命力。

3)数字技术下的切割技术带来的预制构件的个性化和精确化,近些年计算机技术的应用使得建筑思潮发生了转变,数字技术不在仅仅是建筑设计的辅助工具,同时也在改变建筑施工。数字技术的应用为建筑师提供了更为自由的创作条件,但是如何建造和施工却成为各国建筑师的难题。世界各国重要的建筑学院与事务所把计数机辅助设计和计算机辅助制造(CAD/CAM)的最新数码科技包括激光扫描(laser scanning)、激光切割(laser cutting)、快速成形(rapid prototyping,RP)、计算机数值控制(computer numerical control,CNC)等新技术的集成作为研究与实验的重要方向。例如在Milgo/Bufkin公司的研究当中,考虑到复杂曲面建筑在经济、效率等方面的建造需求,首先通过数字程序将复杂曲面转化为二维的简单几何面体,然后通过激光切割工具加工建筑材料(不管是天然材料还是合成材料),最后在将加工好的材料进行无缝化的连接,以求最终达到预制化的目的。

数字化建造体系在生产模式上同传统建造体系有了根本上的变化。早在1934年,刘易斯·芒福德在《技术和文明》一书中就已经指出,刚刚过去的机器时代是“旧技术的”、硬质的、“人适应机器的”,而即将到来的机器时代是“新技术的”、软质的、“机器适应人的”;在同一时期,赖特也敏锐地察觉到这一变化,他在《消失的城市》中说建筑的工业化并不意味式样的标准化,所有的形式皆是机器生产的结果,但不一定相同。当代的数字化建造体系正努力在统一性和唯一性、共性化和个性化、集配式和特殊式之间实现平衡。这是一项颇有诱惑力的模式,在满足批量生产的同时,每个产品都可以成为新式的、非标准化的、定制的和个性的、更优质、更廉价的产品。正如克里斯· 亚伯在2003年所说:“从让消费者适应机械,转而让机械适应消费者”。

虽然数字化建造体系有着很大的优势,但是不可忽视的是,在具体现实性的数字化建筑范畴中,设计依然和建筑的实质存在相联系,不管如何复杂的建筑形体和空间,依然需要遵从最基础的力学原则,解决最基本的建筑的功能性的要求,解决物理的、生理的要求。当然,数字化预制建筑护体系同时也要承担起对新时代的思考和设想。数字化技术的发展使得我们得到了新的创作方向和不同以往的解决方法,也带来了新的审美的取向,建筑的室内环境变得越来越开敞、通透、开放、暧昧,也变得更具有柔性、动感、混沌的特征,迥异于传统。新的具有数字化时代特征的预制建筑护体系将不断的挑战新时代的认知,带来新的不同的形象,让人产生新的体会。

参考文献

1. 刘先觉.现代建筑理论——建筑结合人文科学自然科学与技术科学的新成就.北京:中国建筑工业出版社.1999.9

2. 俞传飞.数字化信息集成下的建筑、设计与建造.北京:中国建筑工业出版社.2008

3. 李元荣.数字建筑设计概念与实践——以大连电子深圳总部入口改造设计为例.城市建筑.2010.06

第8篇

关键词:装配式,混凝土, 检查井

中图分类号:TU37文献标识码: A 文章编号:

前言

近年来,随着科技进步,市政行业不断引进国际新技术、 新工艺,传统的市政行业技术得到了不断更新和迅猛发展。本文从预制装配式钢筋混凝土的应用探析检查井的工程优化设计及应用问题,致力于推进装配式检查井在国内更好的应用。

在当今这个时代,传统砖砌检查井在施工周期、结构强度、快捷拼装、受施工人员专 业技术水平影响等方面的缺点比较明显,而新式的钢筋混凝土检查井能够避免传统砖砌检查井的这些缺点,并且在这些方面具备明显的优势。预制装配式钢筋混凝土检查井须符合现行的室外排水设计规范及排水管道工程施工及验收规范。现如今,我国开发出的预制检查井主要通过拼装模块的设计思路进行,进一步实现检查井制作的模式化、标准化、工业化,从而达成促进国内市政工程技术的良好发展进步。

目前国内工程设计的方法与应用现状

在地下管道中检查井是不可缺少的重要构筑物,它对城市功能的发挥、环境保护及人民生活都 有着重要影响。而现如今我国的地下管道检查井的用材及施工工艺还比较落后,主要采用黏土砖砌筑,已落后于其他国家的快速发展。

现在,主要是日本在应用预制装配检查井较多,而他们所采用的机构方式主要是圆形屉式结构。可能有些读者不太明白这一术语,其实圆形屉式结构,就是说井型主要是圆形的,由一层层预制环圈叠落而成。而为何要采用这一结构,其实主要在于这个结构的优点,因圆形井筒在大多数情况下不用配钢筋或者采用相对而言较少的钢筋就可以承受周边土体的侧压力和井室竖向压力,同时有利于模具制作及装配式产品的生产。

钢筋混凝土检查井设计一般原则

预制装配式钢筋混凝土检查井按其形状分为圆形、矩形,其与管道的连接方式为刚性接口,但在与检查井相接的第一节管道上应设柔性接口。预制装配式钢筋混凝土雨、污水检查井为同一井型。雨、污水井井身高度可通过多节井室组合调节。接入预制装配式钢筋混凝土检查井的管道为管顶平接,预制装配式钢筋混凝土检查井的主管、支管接入预留孔由生产厂家根据设计的管线高程和方向要求在厂内制作。设计应复核现场下游管道流水标高至地面高度须大于预制装配式钢筋混凝土雨水、污水检查井井体最小高度。

预制装配式钢筋混凝土检查井井底按需要接入管道的行业规范进行设置 。预制装配式钢筋混凝土检查井预留接管的孔径,需在井壁内侧、井壁外侧预留足够空间接驳。 排水检查井主管管径

预制装配式钢筋混凝土检查井可分为6部分预制:底板、底座、井室、支管接入段、收口、井盖,由现浇井环和不同高度的井室搭配,以满足不同覆土厚度要求。圆形井、矩形井的井身组合相同。

检查井由混凝土构件组合搭配而成,混凝土构件在工厂预先制作,然后运到施工现场按照规定方法组装:

止水橡胶圈 。为了保证井身节段接口的密封性和加快施工的速度,安放在构件接口凹槽位里的可压缩柔性橡胶圈。 底板底板底板底板 按照要求处置好地基垫层后,安放在垫层上部,承受预制装配式钢筋混凝土检查井井体重量、荷载的钢筋混凝土构件。

底座 。按照要求安放在底板上,接入主管的预制装配式钢筋混凝土检查井构件。

井室。 预制装配式钢筋混凝土检查井井体结构中用于调节井体高度的构件,其按照一定模数制造,与其它构件搭配安装。

支管接入段。预制装配式钢筋混凝土检查井为接入支管,在井室构件上依据设计开设管口的构件。

收口 。预制装配式钢筋混凝土检查井井室与井环间过渡的锥体钢筋混凝土构件。

钢筋混凝土检查井之安全措施与环保措施

安全措施

检查井机械驾驶员必须持证上岗,机械定期保养护使用之前检查设备是否完好。

吊装强度必须达到强度的70%才可吊装。

吊装须使用吊钩、吊环进行,严禁使用其他的吊装方式。

吊装过程中,吊装路线范围内严禁站人。

环保措施

散堆材料随用随收堆,用后的器材及时清场,将剩余材料回收到指定地点堆放好。

建筑材料、构件、料具等材料堆放应按总平面图布置,堆放整齐并进行标识,做到工完场地清。

施工作业区与办公、生活区明显划分并派专人进行清扫,宿舍周围环境卫生、安全。

采取防粉尘、防噪音措施,把粉尘、噪音和振动降到最低程度。

养护要点

预制装配式钢筋混凝土检查井养护时需要注意检查井体构件是否开裂,如开裂,应视严重程度采用封闭、补强,必要时更换构件等措施。

养护时注意检查井环与井筒结合是否牢固,有松动现象时应及时更换井环。应注意构件接头位置是否有漏水现象,因为安装橡胶条时没有完全将其压入凹槽内,易造成渗漏。

在养护更换构件时,必须清理干净接口位置的杂物。

养护维修接入新管时,先根据设计或现场要求,确定接入管位置、标高、管径,再由预制厂根据要求预制相应构件,最后运到现场安装。如现场条件限制,确有必要直接在预制装配式钢筋混凝土检查井井壁上开口,应提出具体方案,报主管部门审批,在取得较多经验后才能逐步推广采用。

工程验收

预制钢筋混凝土井体构件应对所用模板、钢筋、混凝土进行检验;对制作成型的单块预制构件进行抗渗测试和拼装检验。井身结构验收应符合下列规定:

预制钢筋混凝土井体结构抗压强度,抗渗压力应符合设计规定;

结构表面应无渗漏裂缝,无缺棱、掉角,构件接缝严密;

井身闭水试验必须满足《给水排水满足工程施工及验收规范》GB50268相关要求。

工程竣工验收提供下列资料:

①原材料等成品、半成品质量合格证;②各种试验报告和质量评定记录;③隐蔽工程验收记录;④工程测量定点⑤轴线高程、平面偏移值;⑥渗漏水量检测值;⑦图纸会审记录、变更设计成洽商记录;⑧沉降观测记录;⑨开竣工报告;⑩竣工验收。

五、钢筋混凝土检查井的技术关键与主要内容分析

钢筋混凝土检查井的技术关键

强度高:专业的预制生产厂制作,采用C40P6高标号钢筋混凝土预制,达到强度后由专业队伍现场安装,提高效率的同时保障了施工质量。

整体稳定性好:自重较大,企口承插连接,整体性能高。安装后可即时对沟槽进行回填,检查井不会位移更不会变形、破损。

闭水性理想:预制时采用防渗混凝土,振捣密实。安装时仅在 井筒与管道连接处用防水砂浆找平,相对砖砌检查井有较好闭水性。

上部设臵不同高度调节环,能较好的满足新建和改建的通用井体结构形式和模数系列。

配备专用吊具,便于运输、吊装。

6. 可靠易行的井室、井筒和接入管之间防水和密封处理 。

钢筋混凝土检查井研究开发的主要内容分析

1.定型,根据设计各种管线的管径及支管位臵确定检查井型式。 

2.根据检查井的型式,制作钢模板。 

3.生产制作,预制厂负责生产制作。 

4.安装使用,管线施工单位负责安装使用。

预制装配式钢筋混凝土检查井能够适用于快速拼装、工程 抢险、 结构强度要求高要求等市政任务。但是随着工艺技术的提高及工程设计不断优化,其经济效益也能够显著提高。它所带来显著的社会效益也表明了随着社会工业化不断发展的将来能够有着良好的发展前景。

结语现如今经济的超速发展、科技水平的日新月异带来了我国各个行业和领域飞速前行,新的技术也成为潮流的风向标及当今社会的热门议题。它将应用于市政行业以及拓宽到各个领域当中去。就像预制装配式钢筋混凝土检查井的引进使用一样,虽然只有短短的几年时间,但其已经形成了适用于我国国情现状的系列产品。虽然工程的使用仍有一些不足之处,但各相关领域都做出了很好的总结及提高,不难看出预制装配式钢筋混凝土检查井技术的飞快提升和巨大进步。

【参考文献】

[1] 余涛 《预制装配式钢筋混凝土检查井优化设计研究》— 期刊论文2010年6月

第9篇

(呼和浩特职业学院建筑工程学院内蒙古呼和浩特010051)

【摘要】利用ABAQUS6.8有限元软件采用三维空间块体单元对跨径为13 M装配式空心板桥建模,并利用有限元程序对横向和纵向最不利荷载位置进行确定,对铰缝结构的应力及变形进行数据分析,找到其各种应力极值的发生位置,从而为中小跨径空心板桥设计提供理论依据。

【关键词】铰缝;有限元;受力分析

1. 引言

装配式空心板由于其预制、安装施工工艺简单,工程造价较低,同时板桥具有建筑高度最小等优点,所以在中小跨径桥梁中得到广泛地应用。其特点是各板横向之间通过现浇的企口混凝土铰接,借此将各板横向连成整体,使作用于桥面上的局部荷载分配给各板来共同参与承受,共同承担车辆荷载。然而随着交通基础建设及交通运输业的迅猛发展,在公路设施的使用过程中,由于公路交通量急剧增加,车辆的行驶速度和车辆轴重的增长,同时因自然环境的影响、某些局部设计不合理、施工工艺条件限制等原因,公路的病害也存在不少。近几年从内蒙地区已建成的国道和高速公路使用情况来看,存在某些构造物预制板铰缝有不同程度的损坏。因此,通过建立和实际桥梁相对应的尺寸和形状相同的实体模型,对铰缝进行受力分析,主要是弄清铰缝的实际受力状况,对比铰缝在不同荷位作用下的应力分布和变形情况,找到铰缝的最不利荷载位置。本论文空心板横截面采用内蒙地区现在常用的截面形式。是经过二次改善制成的,汲取了以往设计截面形式的很多经验。

2. 模型的简化

国内外桥梁的研究人员一般均采用有限元法进行分析计算,有限元法要求对具体结构建模,为了使计算结果具有通用性,必须针对桥面板的受力特性,简化受力模型。由于空心板截面形式以及铰缝截面形式复杂多样,本论文通过对大量空心板桥进行调研分析,收集国内各地区空心板桥的设计资料,调研考察其设计、施工、使用及养护管理情况。最终采用内蒙地区较常用的截面形式。

3. 基本假定

(1)简支梁桥上部结构处于无裂缝工作状态。

(2)铰缝和桥梁主体共同承受汽车荷载作用。

(3)各部分是连续、完全弹性、均匀、各向同性、位移和形变是微小的。

(4)铰缝和板间接触情况为连续体系。

4. 有限元计算模型的建立

由于实际路上车的行驶轨迹具有很强的规律性,也为了便于计算分析,取实际桥梁当中的三片空心板梁(两个铰缝)进行计算,一辆车可以在三块板的宽度内布下。按照1:1的比例建立三片主梁和两条铰缝的实体几何模型,在有限元软件ABAQUS中进行模拟计算。见图1。

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