时间:2023-10-30 11:18:53
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中图分类号:P469 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)11-0165-01
1 导言
装配式建筑很多传统钢筋混凝土建筑不具备的优势,也是目前我国大力倡导的建筑工程施工工艺,但我国对装配式建筑施工的研究还有待进一步提高,现有的施工工艺和现场管理体系还不够完善,建筑行业的装配式已经迸发出新的生机和活力。目前我国已经有很多的高质量建筑已经使用了预制装配式结构施工技术来建造施工,并取得了良好的|量和经济效果。
2 装配式建筑的优势
相比于传统的现浇式建筑,装配式建筑施工主要有以下几个优点:第一,设计形式多样化,能够满足用户的不同需求;第二,功能现代化,装配式建筑和钢筋混凝土建筑相比,在外墙设有保温层,能够很大程度上降低夏季空调的使用,冬季采暖的能耗,在建筑梁柱节点上增设了复合材料抗震加固的作用,在不增加重量的前提下,达到抗震、防火、隔音的效果;第三,制造标准可以统一,传统的建筑工程仅仅依靠现场施工达到外观优美和保持色彩的持久性,非常困难,但装配式建筑能够很轻松做到这一点,装配式建筑的预制构件都是厂家定制生产的,无论是性能还是外观都能进行就紧密控制;第四,减少施工时间,相比传统的现浇施工,装配式建筑最大的优点是很大程度上减少了施工时间;第五,操作流程比较简单,装配式工艺操作流程主要分为三个板块,即基础工程板块、主体结构工程、装饰工程。其质量主要有基础板块和施工工艺决定。
3 装配式建筑质量问题分析
3.1 坐浆质量问题
现阶段我国在装配式建筑中采用最多的方法是坐浆的方式,由于实际施工中各环节配合或操作不当,为装配式建筑的质量安全埋下了安全隐患。在机械设施方面,主要缺乏了科学有效的质检工具,导致质量管理效率降低。因此要开发针对坐浆层厚度不规范和套筒注浆不饱满问题的检测工具,提高坐浆的质量。在材料方面,坐浆料的质量和配比也是影响坐浆质量的重要原因,坐浆料的搅拌要坚持“少拌”和“勤拌”的原则。在人员方面,现场产业工人较少,对坐浆料没有达到精确控制水平,而且工人对施工质量没有从高度重视,缺少对应的技能培训。工艺方面,坐浆层在洒水养护环节易产生结合面的裂缝,缺乏有效的坐浆层厚度检测仪器,如果坐浆层太厚,垫块容易发生偏移,坐浆层太薄,结合面又会出现空隙。环境方面,气温过高会加快预制构件结合层水分蒸发,温度的过高也会影响工人行为状态,舒适的温度环境有利于工人施工。
3.2 安装尺寸偏差问题
安装尺寸偏差问题主要体现在墙板拼接的接缝处理,装配式预制墙板之间的接缝不通顺、不均匀、标高误差等方面。在机械设施方面,由于缺乏实用的精度控制工具,导致拼缝误差偏大,造成与建筑的理想目标存在较大的差距,同时吊装构件时构件晃动不易控制安装精度。人员方面,装配式项目较少,工人实战经验偏少,预制构件安装经验和操作技能有待积累和提高。材料方面,构件尺寸误差的累加和运入工地时没有及时剔除出来。工艺方面,施工放线的不准确,导致标高产生误差。
4 装配式建筑施工质量控制措施
4.1 装配式建筑选用先进的技术手段
在我国装配式建筑全寿命周期中应当采用射频技术和建筑信息模型,这两种关键技术能够推动装配式建筑向绿色建造发展的进程。其中射频技术能够将构件的物理信息和几何信息及时、准确地记录下来。在组装和生产装配式建筑的过程中,需要在验收、安装、物流、仓储、生产等环节准确的辨识出构件的信息,防止出现信息孤岛问题,降低出现信息录入错误率,从而便于及时更新建筑信息模型的信息。而建筑信息模型技术是建筑工程的核心技术,有效的防止了信息孤岛现象的产生。在构建建筑信息模型的时候,模型的核心数据主要是建筑全寿命周期的数据,持续管理单个设备数据、装配体数据等,通过建模计算对构件进行进一步的分析,从而分析其与整体的耦合度,判断出装配的合理性,为装配式建筑发展发挥积极效用,提高其质量。
4.2 做好临边防护
为防止临边坠物的问题发生,可以使用脚手管,在临边口搭设护栏,并用安全网进行围挡,同时,使用颜色醒目的油漆进行涂刷,从而使作业人员可以清楚的看到;在基坑工程中,临边围护结构也可采用脚手管进行搭设,该围护结构最少要达到防1000kN的外冲击力,搭设好的围护结构可以使用黄黑双色的油漆进行涂刷;工具化围护栏杆的底部可以采用混凝土浇筑挡土墙的方式,并将护栏杆固定在挡土墙上;所有登高通道的两侧边均必须设置安全护栏,在进行搭设时,应当严格按照相关规范标准的规定要求,通道可以采用宽度足够的脚手板,并进行牢靠固定;楼梯的防护应当与安全防护标准的要求相符,可以采用脚手管进行搭设,楼梯的坡度必须与规定要求相符,不得搭设过于陡峭的上下楼梯。
4.3 建立完善的装配式建筑质量监管机制
很多施工现场出现的问题并不是施工人员造成的,而是装配式建筑工程设计或者预制构件在生产加工中存在问题,从而引发了一系列施工质量问题。通过建立科学完善质量监督机制,通过全方位、全过程的监督检查,把施工过程中可能存在的问题控制在萌芽当中,进而减少在施工过程中遇到的问题,提高施工效率,以便更加全面的保证装配式建筑工程的整体质量。
5 结束语
综上所述,装配式建筑施工一项较为复杂且系统的工作,由于其中涉及的吊装工序较多,从而增大了施工安全隐患。虽然我们在装配式建筑施工方面已经取得了一定的成绩,但是在生产实践过程中的某些重要的关键点还需要解决和提高,需要广大同行的共同努力。
参考文献
[1] 徐克强.装配式建筑在施工过程中的优势及相关问题[J].中华建设,2017,(03):90-91.
关键词:装配式建筑;结构体系;设计
1引言
社会经济的发展在一定程度上提升了人们的生活水平社会经济的发展在一定程度上提升了人们的生活水平,人们对于尘世建设和发展提出了更高的要求人们对于尘世建设和发展提出了更高的要求,主要就体现在建筑结构上建筑结构上。所以,为了拥有更好的发展前景,建筑行业应该注重跟上经济发展的步伐和形式注重跟上经济发展的步伐和形式,对于建筑体系不断创新。只有加强预制装配式建筑结构的推广工作只有加强预制装配式建筑结构的推广工作,在能够加快建筑工程施工的速度工程施工的速度,实现对于传统施工技术的有效突破,从而更好地推动建筑行业的发展好地推动建筑行业的发展。
2预制装配式建筑结构的发展
2.1建筑结构的来源
在我国在我国,对于预制装配式建筑结构的研究时间不长。对于预制装配式建筑结构的重视始于出于对于环境保护和节约资源等方面的考虑资源等方面的考虑,从而实现对于工业化更加有效的管理。因为因为,提出各个建筑施工单位推广预制装配式建筑结构,从而使建筑施工的技术得到更加有效的更新和换代使建筑施工的技术得到更加有效的更新和换代。预制装配式建筑结构主要包含两个方面建筑结构主要包含两个方面,分别为预制和装配。预制也就是应该预先制作是应该预先制作,在结合具体建筑结构的基础上,对于原材料进行更加有效的加工进行更加有效的加工。我们可以把预制装配式建筑理解成为把施工建设的过程分为两个部分把施工建设的过程分为两个部分,主要通过对于预先对于构件进行生产件进行生产,然后在现场完成简单的组装工作。这样的结构实现了对于传统施工模式的有效突破实现了对于传统施工模式的有效突破,大大改善了传统施工建设周期比较长的弊端建设周期比较长的弊端,很好地保证了建筑工程的质量和安全全,从而为人们的生产和生活提供了更加安全的保障。
2.2建筑结构的实际应用
在我国在我国,预制装配式建筑结构的使用最早可以追溯到上个世纪八十年代个世纪八十年代,当时主要是应用其进行大板建造。但是,由于受到各个方面因素的影响于受到各个方面因素的影响,导致该结构并没有得到更加有效的发展效的发展,其应用也就没有得到有效的推广。但是,在社会经济快速发展的21世纪世纪,在各种因素的刺激下,预制装配式建筑结构在建筑工程中得到了广泛的应用结构在建筑工程中得到了广泛的应用。就目前来讲,在北京和上海对于该结构的研究处于领先的地位和上海对于该结构的研究处于领先的地位。在上海城建置业发展公司建设的浦江大型居住社区率先使用预制混凝土结构的构件的构件。可以说,这很好地实现了对于传统建筑工程施工模式的突破式的突破,并且在实际的运行中,可以使我们积累更加丰富的应用经验应用经验,可以为以后更加高质量和高水平地应用预制装配式建筑结构奠定良好的基础式建筑结构奠定良好的基础。
2.3预制装配式建筑结构体系
当前当前,预制装配式建筑结构的运用主要分为两种情况,分别为专用型的结构体系和通用型的结构体系别为专用型的结构体系和通用型的结构体系。其中应用比较广泛的当属通用型较广泛的当属通用型,其在结构的组成上与现浇结构比较相似似。而专用结构体系则是建立在通用型体系基础上,为了满足建筑物在功能上的需求足建筑物在功能上的需求。当前,专用型结构应用比较少。随着社会经济的快速发展随着社会经济的快速发展,国内预制装配式建筑结构体系的开发水平不断提升开发水平不断提升,并且不断地在实际的工程中得到更加有效的试用效的试用。从发展的角度上来讲,不同结构体系的创新是推动预制装配建筑结构发展的重要动力动预制装配建筑结构发展的重要动力。从现场施工的角度来看看,以主体结构竖向构件的预制技术比较难。同时采用各种建筑技术有机组合的方式建筑技术有机组合的方式,从而使得预制装配式建筑结构的优势得到了更加有效的体现优势得到了更加有效的体现,其中就包括降减震技术结合的预制装配整体式结构等预制技术预制装配整体式结构等预制技术。
2.4预制装配式建筑结构优点
在建筑工程施工过程中应用预制装配式建筑结构对于提高工程施工的质量高工程施工的质量,具有诸多的优势。首先,相对于普通的工程施工来说程施工来说,预制装配式建筑结构中轻质墙板施工的比例比较大较大,这样就会导致施工过程变得更加简单和快捷,从而有效节约了人力和物力节约了人力和物力,能够有效控制施工的成本,更好地保证建筑施工的灵活性筑施工的灵活性。最后,应用预制装配式建筑结构开展建筑工程施工工程施工,对于施工人员的数量和技术要求比较低,对于控制工程施工的质量有着重要的作用工程施工的质量有着重要的作用。
3预制装配式建筑结构的核心关键
3.1预制装配式框架结构体系
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。
作者:王强 单位:泰安市建筑设计院有限责任公司
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,,2017((2):50+53.
关键词:装配式变电站预制板ALC板
Abstract: with the "green economy, low carbon economy" idea promotion, become the important construction fabricated substation development direction. Guangdong's first 500 kV substations to main buildings, fabricated the firewall, the walls of the scheme being exploration, control building adopts steel frame + reinforced truss floor + ALC board, single building the door frame of + pressed steel plate, firewall and wall using cast-in-situ concrete column obligate grooves panel ALC board. The practice shows that fabricated scheme to build speed, field work less, saving labor force, and quality control is strong, emissions reduction, noise reduction in energy saving, also have incomparable advantage over conventional substation. The building materials, structure, cost control, etc have great differences with conventional substation.
Keywords: fabricated prefabricated substation ALC board
中图分类号:TM411+.4文献标识码:A 文章编号:
1 引言
随着社会发展,传统土建建设模式暴露出一系列缺点:工人劳动强度大,生产效率低,施工速度慢,材料消耗多,环境污染大,质量控制难等。装配式建筑是指建筑构件在工厂预制完成后运输到工地,利用施工机械装配而成的建筑。其建造速度快,现场作业少,节约劳动力、质量可控性强,在节能、减排、降噪方面也有其独特优势。由于上述优点,装配式建筑在国外发达国家得到了广泛应用。国内华东地区也对装配式变电站也进行了一系列研究和工程实践[1] [2]。
广东省内某500kV变电站主要建(构)筑物采取了装配式设计方案。该变电站围墙内占地面积为42506平米。围墙总长度963.5米,高度为2.5米。主变防火墙高度为8.3米,共4面。并联电抗器防火墙高度为6.5米,共16面。主控通信楼为两层建筑物,建筑面积约1800平米(含电缆间)。另有配电室、泵房等单层建筑物。
对比研究了主要的装配式材料,论述了该500kV装配式变电站的建构筑物方案,对比分析了装配式与常规式的造价差异。
2 装配式材料研究
2.1 墙体材料
预制大板材是工业化装配式建筑的主要墙体材料。目前市场常见的预制大板材有:蒸压素纤维水泥板(CCA板)、石膏板、埃特板、压型钢板、蒸压加气混凝土板(ALC板)、玻璃纤维增强水泥板(GRC板)等。
CCA板、石膏板、埃特板和压型钢板属于轻质薄板,保温、防火性能一般较差,用于有保温防火要求的建筑需要另设保温(或防火)棉。压型钢板具有良好的防水性能和耐久性,比较适合变电站的水泵房、中央配电室等采用轻钢结构的附属生产建筑物。其余板材由于防水性能较差,一般用于建筑室内装修作轻质龙骨隔墙板。
与轻质薄板相比, ALC板及GRC板的保温、隔热、防火性能较好。100厚的ALC板墙耐火极限、隔声量分别为3.23h、40.8dB,外墙150厚就可满足夏热冬暖地区的建筑节能要求[3]。相对于GRC板,ALC板已有相关的国家标准并已在电力工程推广应用,技术更为成熟[4]。采用ALC的墙体,室内可直接刮腻子和涂乳胶漆,外装修有多种做法,可以刷外墙涂料、贴墙面砖,也可干挂彩色压型钢板、铝合金板等轻质板材。完成后的装配式建筑室内外观感与常规建筑差别不大,较易为人所接受。ALC墙板无论是室内还是室外,做面层前均无需抹灰,节省了施工工期。另外由于安装方便、施工周期短和防火防水性能优越,ALC板还可用于露天的防火墙和围墙。
ALC板的外装修材料可选用铝塑板、外墙涂料、墙面砖、石材等。铝塑板及外墙涂料都存在耐久性问题,特别是酸雨较多的广东地区。石材除了造价过高外,还因为重量过大而不能直接挂在ALC板上。贴墙面砖则需要耗费大量人工并需要湿作业,与装配式变电站宗旨相违背。外墙采用压型钢板,全干作业且施工安装效率高,耐久性和维护成本低,可回收利用,更符合装配式变电站的发展趋势。
2.2 楼板材料
钢筋桁架楼板是近年来出现的新型楼板形式,常用于民用多高层钢结构的楼屋面板,目前在华东地区变电站及工业厂房中的应用也日渐增多。其主要受力钢筋以钢筋桁架形式在工厂焊接在镀锌钢板底模上,现场施工只需铺设绑扎部分分布钢筋,利用镀锌钢板底模直接浇注混凝土。这种楼板的主要优点在于现场无需搭脚手架并且减少了钢筋铺设绑扎工作量,因此可以有效加快施工进度。然而,作为一种新型楼板,钢筋桁架楼板也存在一些弊端:首先是目前生产厂家少且价格偏高,国内厂家基本集中在江浙一带,异地运输成本较高;其次,相关的设计、施工、质量验收规范尚不完善,产品质量良莠不齐。
3 主要建构筑物方案
基于对上述装配式材料的研究,该500kV装配式变电站采用了如下方案:
主控通信楼:主结构采用钢框架(箱型柱+H型钢梁),楼屋面采用钢筋桁架楼板,围护墙体为150厚ALC板,内墙刮腻子刷乳胶漆,外墙挂压型钢板。钢结构采用冷喷锌防腐体系。部分装修要求较高的房间,采用铝合金穿孔板吊顶,石膏板封闭H型钢梁侧面。其它房间直接利用钢筋桁架楼板底模压型钢板作为天花。
单层建筑物:主结构采用门式刚架轻钢结构,外墙采用内外两层单层压型钢板夹棉和复合压型钢板,屋面为双层压型钢板复合保温隔热屋面。
防火墙及围墙:均采用现浇钢筋混凝土柱设凹槽,横装150厚ALC板。围墙顶部采用ALC花纹装饰板。ALC板的两端嵌镶在钢筋混凝土柱预设的槽内,空隙用细石混凝土填实。墙板表面涂丙乳密封液一道、披防水腻子一道、刷外墙防水弹性涂料两道。
4 造价对比
常规500kV变电站中,建筑物一般采用混凝土框架砌体填充墙,内刷涂料外贴瓷砖;防火墙一般采用现浇钢筋混凝土墙;围墙一般采用砖砌。该变电站采用装配式方案后,土建造价为911.76万元,相对于常规式造价509.79万元增加了约80%。可见采用装配式方案后,土建造价增加较多,主要原因有以下几点:
墙体材料ALC板及楼屋面钢筋桁架模板均为异地采购,单价较高;
由于建筑立面效果受围护压型钢板质量影响很大,采用了单价较高的知名厂家产品。
5 结论
该500KV变电站采用装配式方案后,土建造价增加了约80%。但土建施工工期减少了约两个半月,现场湿作业和施工废料大幅度减少。装配式方案在工期、环保方面表现出很大优势。
综合考虑防火、防水、隔声、保温隔热、外装饰等性能,ALC板是目前最适合装配式变电站的墙体材料。目前主要困难在于其厂家集中在江浙一带,异地采购成本较高。但推广应用后,其运输成本问题应会逐步得到改善。
防火墙采用装配式方案后,避免了清水混凝土大模板的现场拼装,减少了现场混凝土浇筑量和降低了施工难度,各方面优势十分明显,是一种值得推广的防火墙方案。
参考文献
关键词:装配式建筑物优点设计原则意见
农田水利配套工程规摸模虽小,但因其点多、面广、线长、量大,而且造价和质量直接关系着群众利益和节水效益的发挥,因此,在水利建设中必须引起足够的重视。
农田水利配套工程采用现浇混凝土与浆砌石混合结构时,由于施工时间短与施工任务重的矛盾,以及受其他因素的限制,工程质量往往难以保证。为顺利农田水利配套工程设计施工规范化、工厂化、装配化的大趋势,我局自1994年开始,进行了装配式建筑物的研究应用,并取得了较好的成绩。到2003年,我市装配式建筑物普及率占当年配套建筑物的88%。
装配式建筑物的推广应用,已经成为我市水利工程建设的一大特色。实践证明,装配式建筑物施工、管理、使用维护等方面都具有一系列的优点,值得大力推广。下面是本人对我局近几年来在装配式建筑物研究应用方面的一点体会,请同志们批评指正。
一、装配式建筑物的优越性
1、节约劳动力,降低工程造价
由于预制构件集中预制,工人熟练程度高,从而可以提高工效,节约劳力。在安装时所需劳动力也较少,一般需4-6人。集中预制还可减少由于工地分散而造成的原材料损耗,且便于利用零星物品加工构件。因此可以降低工程造价。下表以2003年春季施工价格对装配式建筑物与同类浆砌片石建筑物进行比较。仅此项每年为我市节约投资15-20万元。
2、便于施工、缩短工期
装配式建筑物的尺寸、重量和形式均可根据当地条件进行选择设计。构件外形简单、重量较轻,便于人工安装,且安装简便,工期较砌石工程短。与同类砌石建筑物相比,一般可提前0.5—2天。由于我市大量推广装配式建筑物,去年工期比前几年提前10-12天。
3、保证工程质量
由于集中预制,对混凝土配合比、砂石料的级配和冲洗、钢筋的数量等都好控制。在预制中,单个构件的模板、钢筋及混凝土浇筑等工艺过程都较现场浇筑施工方便,故可使单个构件的质量提高,因而,可以提高整个工程的质量。
4、使用性能好
装配式建筑物主要构件均为钢筋混凝土,联接时采用刚柔结合的原则。因此整个构件对物体的热胀冷缩适应能力强,冬季抗冻胀能力较砌石工程大有提高,可以增加使用寿命。
5、便于维修
装配式建筑物是由许多预制件装配而成的。哪一部分构件损坏就换哪个构件,克服了砌石工程一旦出现问题就得全部拆除回收率低的不足。
二、装配式建筑物的设计原则
在装配式建筑物设计中,要结合宁夏引黄灌区特点,充分考虑建筑物浇冻胀破坏问题,并从建筑物美观、结实、耐用、强度稳定、水利条件及利用方式等方面综合考虑其设计。
1、造型要合理
根据施工条件,地基土壤情况及运行要求。选择合理的上、下部结构形式,在选择结构时,还必须注意力求组合构件数量少,接头紧密牢靠,适当地注意外形美观。
2、构件要力求标准化、定型化、外形力求简单,以便于工厂化预制。
3、尽量减轻重量
为了便于运输和安装,在施工的可能条件下,尽量减小构件断面尺寸。
4、荷载标准及强度设计
在设计上,考虑建筑物的设计标准应符合灌区经济发展,保证道路桥梁长期正常运行,桥梁设计荷载按汽—8级、汽—10级两种荷载进行设计,分别按汽—10级、汽—15级进行校核。预制构件砼的标号,根据部位不同一般选用C20--C25,安全系数采用1.6。
5、校核施工运输,搬移和安装的强度
设计要依据施工中可能出现的搬移、运输及吊装情况,对构件进行强度校核,按校核结果布置必要数量的钢筋。
6、正确估计施工预制和安装的误差
设计中应根据施工预制及安装的工艺水平,在构件的接头设计中留有恰当的接缝尺寸,既保证接头紧密,也避免给施工造成困难。
7、钢模设计
模具的设计制作是装配式建筑物研制的主要环节,为防止模板变形,采用钢制模板,模具制作严格控制尺寸,用3mm厚钢板焊接,4x2.5mm角钢或螺纹钢加固,有效地防止了模具变形。
8、设计范围主要以斗、农级沟渠配套工程为主。
三、我局推广的几种装配式建筑物
1、装配式农口
是由引水墙、斗门框、斗门板、圆管支墩、挡土墙及砌护板拼装而成,长短根据过路情况增加管子和支墩即可。接头处采用水泥砂浆填塞。如图,引水墙及头门框根据工程情况有1.0、0.75、0.6米高三种。
2、装配式拱桥
有1.5和2.0米跨两种,由L板挡土板、拱片、拱座等拼装而成,基础受土壤及高程影响县城多处于水下,仍采用浆砌石,高程可通过基础高度来调节,沟道断面大时,可通过增加基础和增加L板来挡土。接缝连接采用水泥砂浆填塞两种跨度只在挡土板和拱片上有区别,其余构件均一致。
3、装配式沟尾
有暗管沟尾水和明沟尾水两种图示为明沟尾水,是由挡土板、圆管、支墩、底板及护坡八字,带头混凝土圆管等构件拼装而成,两块挡土板之间及顶上连系梁均为二期砼,其余接缝均为砂浆填缝。进口一侧为50公分宽浆砌片石。暗沟尾与明沟尾类似,不再附图,取掉明沟尾水后八字,与进口侧相同片石处理,可作为农沟腰路装配式管桥。
4、装配式闸
主要以U型渠配套为主,由启闭梁、启闭台柱、工作台、闸门槽等构件组成。
四、推广应用装配工建筑物注意事项
装配式建筑物制作、安装、施工的每一个环节,技术要求都比较高,因此在推广过程中必须注意发下事项:
1、装配式建筑物布局必须合理。应根据规划区建筑物的要求,要因地制宜地选用与其相适应的建筑物,当实际情况与设计不符时,可根据具体情况适当变更设计,并相应修正工程量,避免不必要的浪费和建筑物破坏。
2、严格控制钢模各部件尺寸,按设计要求进行制作,避免因钢模制作误差而引起的各部件不配套。同时,钢模拆装方便,保证不损坏构件。
3、钢筋按设计要求配置。浇筑时要边捣边加料,保证各部位密实,无蜂窝麻面,使预制出和构件强度达到设计标准,表面光洁平滑。
4、抓好建筑物的关键环节。施工质量的高低直接影响着建筑物的美观、使用寿命和正常运行。因此必须严把施工安装的各个环节。从基础处理到建筑物上的复土,防冲刷,严格按设计程序进行。
五、几点意见
对于装配式建筑物如何进一步发展,我认为:
1、要坚持质量第一的原则,由于预制构件比较薄、比较小,所以混凝土的骨料必须洗净,加强级配,配合比及水灰比的控制,加强养护,确保工程质量。
2、要坚持造价低廉的原则,对预制厂要强化内部管理,提高生产效率,降低生产成本。
3、要坚持构件定型化,模板标准化,预制构件时,必须严格控制构件的尺寸,保证预埋件、预留孔的位置准确,并不得发生模板走样变形现象。
4、加强对预应力混凝土构件的研究和使用进一步降低工程造价,减轻重量。
5、要加强对其它类型的水利工程装配化的试验和研究。
关键词:装配式建筑;施工质量;问题;质量控制
1导言
装配式建筑施工具有很多传统钢筋混凝土建筑施工不具备的优势,也是目前我国大力倡导的建筑工程施工工艺,“十三五”期间,我国多地推出了装配式建筑的发展规划,如上海市在2016年发文: 《上海市装配式建筑2016―2020发展规划的通知》(沪建建材[2016]740号),通知要求:2016年起,上海采用比例及装配率双控手段推进装配式建筑发展。但是,目前我国对装配式建筑施工的研究还处在起步阶段,有待进一步提高,所以针对这些问题可通过借鉴外国建筑行业人士的工作经验,从而不断解决我国建筑行业在装配式建筑工业化发展中的问题,促进我国建筑行业良性发展。
2装配式建筑的特点
装配式建筑作为一种比较新的技术,它对施工质量、施工人员技术水平、施工组织能力以及图纸拆解质量等方面都要求的相对较高。该种结构及施工形式具有以下几个特点:
2.1大部分构件均需要预制,利用定型模板的平面作业方法替代传统的现浇结构作业方式。这种施工作业方式可以很好地控制施工质量和施工进度。
2.2由于结构的大部分构件均是由工厂生产出来,可以利用较先进的施工技术和机械从而可以在很大程度上保证了产品质量、对施工现场的噪音污染也将大幅度降低、提高了生产效率、大大缩短了施工周期、避免了施工现场的粉尘等污染物。
2.3由于装配式建筑结构是一种较为前沿的工程技术,该建筑结构形式对前期设计质量和后期施工人员的技术水平的需求均比较高。
3装配式建筑存在的施工质量问题
3.1灌浆施工和构件连接管线安装问题
3.1.1灌浆施工不饱和。板墙在纵向连接的过程中灌浆施工的饱满程度没有办法进行有效确定,所以非常容易发生构件灌浆孔堵塞现象。通常情况下灌注混凝土的施工过程中从板的最上面孔洞顺利流出就算完成灌浆施工,但真正意义上的施工完成难度非常大,因为灌浆板内部的具体情况很难了解,并且在灌浆时饱和度很难做到精准化,常常会因为加工生产构件过程中的失误或施工人员对灌浆孔清理不及时,造成灌浆孔堵塞而出现的灌浆施工不饱和现象发生。
3.1.2套管链接错位问题。在构建套装连接过程中,因为钢筋套筒的安装位置问题常常会出现偏移现象发生,一边偏移现象产生分为两种:
3.1.2.1常规部分偏移。发生这种现象时是能将钢筋洞内,控制偏移。
3.1.2.2重度非常规完全偏移。只有通过重新加工安装构件,才能控制偏移现象,但是无论采用什么方式都无法做到与原设计重叠,给装配式建筑工程施工质量带来严重的安全隐患。
3.2管线或者构件预埋过程中存在的问题
管线或者构件在预埋过程中最常见的问题就是构件预埋管发生堵塞或者脱落,从而导致预埋构件的位置发生偏移,而对施工现场穿线造成阻碍。主要原因是构件在生产过程中,预埋管线连接不到位,使得管线发生堵塞,或者管线和预制构件的固定不到位,在振捣期间发生脱落或者偏移。
3.3安装尺寸偏差问题
安装尺寸偏差问题主要表现在墙板拼接接缝处理超出规范要求,墙板、阳台板之间的接缝上下不通顺、宽窄不均,厨房、卫生间降板处标高误差等方面。
1)人员方面。与技术发展成熟、工程实践经验颇丰的现浇混凝土结构相比,目前装配式项目较少,工人实战经验偏少,预制构件安装经验和操作技能有待积累和提高。2)物料方面。构件本身质量不合格导致安装误差累加,包括构件尺寸误差的累加、构件平整度误差的累加、构件预埋件位置误差的累加。3)机械方面。缺乏实用的精度控制工具,导致墙板拼缝误差偏大,拼缝宽窄不均,与工业化建筑的目标存在较大差距,同时吊装构件时构件晃动不易控制安装精度。
4装配式建筑施工质量控制措施
4.1加强辅助工具使用
在装配式建筑施工安装中,由于大部分PC构件重量体积大,给工程吊装和安装施工带来较大难度,因此加强辅助工具使用。比如,使用转角板“L型”吊具。转角板在运输、管理、吊装过程中很容易发生折弯和损坏现象,为了最大限度保证转角板的质量,在吊装过程中使用“L型”吊具,把转角板吊装时所承受的张拉力转移到“L型”的吊具上,亩保证转角板的质量。又如,设置合理的平板护角。根据预制构件的型号和种类,设计制作出与之相匹配的、可以重复使用橡胶护角,从转角板出厂以后,就将护角套在的转角板的四角。从而减少转角板的损坏率。
4.2建立完善的装配式建筑质量监管机制
很多施工现场出现的问题并不是施工人员造成的,而是装配式建筑工程设计或者预制构件在生产加工中存在问题,从而引发了一系列施工质量问题。通过建立科学完善质量监督机制,通过全方位、全过程的监督检查,把施工过程中可能存在的问题控制在萌芽当中,进而减少在施工过程中遇到的问题,提高施工效率,以便更加全面的保证装配式建筑工程的整体质量。
加强装配式建筑施工的监理工作。规范工程监理在施工方案审核、构建生产监督、构件出厂进场验收、样板房见证、灌浆防水等关键环节的旁站、安装风险点防护监督以及结构工程验收等方面的工作。
4.3选用先进的技术手段
在我国装配式建筑全寿命周期中应当采用射频技术和建筑信息模型,这两种关键技术能够推动装配式建筑向绿色建造发展的进程。其中射频技术能够将构件的物理信息和几何信息及时、准确地记录下来。在组装和生产装配式建筑的过程中,需要在验收、安装、物流、仓储、生产等环节准确的辨识出构件的信息,防止出现信息孤岛问题,降低出现信息录入错误率,从而便于及时更新建筑信息模型的信息。而建筑信息模型技术是建筑工程的核心技术,有效的防止了信息孤岛现象的产生。在构建建筑信息模型的时候,模型的核心数据主要是建筑全寿命周期的数据,持续管理单个设备数据、装配体数据等,通过建模计算对构件进行进一步的分析,从而分析其与整体的耦合度,判断出装配的合理性,提高建筑的工程质量。
4.4基于BIM的构件设计和施工
在装配式建筑设计施工中,通过BIM技术应用,进行精准的三维建模,以解决结构构件之间、预埋管线之间和交错钢筋之间的相互碰撞,指导预制构件生产、施工安装以及工程验收。
4.5加强对施工人员培训
邀请装配式建筑工程研究专业人士,对施工管理人员以及施工人员进行相关施工技术培训,从而规范施工工艺和施工流程,或者派遣人员到国内外装配式建筑施工技术先进的施工单位进行学习,把先进的施工设计和施工工艺应用在施工过程中,从而在提高施工效率的同时,保证装配式建筑工程的质量。
结束语:
综上所述,装配式建筑是一种具有很多优点的建筑和施工形式,具有施工效率高、生产周期短、节约建材、降低人工成本、施工质量较好、施工工人安全较易保证等特点,但是在装配式建筑施工过程中会有许多问题不断出现,影响建筑施工质量问题,但是通过建筑技术人员的不断学习改进能够有效提高装配式建筑施工的合理性,促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献:
[1]李月霞.试析装配式建筑施工安全管理[J].江西建材,2017,02:268.
关键词:装配式住宅优缺点发展趋势
中图分类号:C35文献标识码: A
1装配式住宅的定义
装配式住宅是指工厂预制现场装配而成的住宅,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。国内建筑普遍的做法是现场制作,该方法虽然有一定的优势,但是能源消耗大、湿作业多、建筑质量不能保证等缺点。国外的住宅较多的是工厂预制现场拼装。这有利于实现住宅工业化。所以,普及装配式住宅是极具现实意义的。
2 国内外装配式住宅发展概况
国外早在上世纪70年代就开始预制装配住宅的加工和建设,其中包括有砌块建筑,大板建筑,盒子结构等等。
2.1国外装配式住宅发展概况
2.1.1日本装配式住宅
日本工业化住宅厂家很多,各厂家不断研究开发新型住宅,满足市场要求。但是,钢结构体系基本相同,只是在屋面、墙面选材、室内外装修及设备上有所不同。积水房屋株式会社在日本工业化住宅中占领先地位,专利产品预制装配化住宅B型在继承传统工法的优点基础上,把日本传统的木结构住宅改进成钢结构和合成板结构,并采用米制整数值的模数,B型体系提供了多样化自由设计以满足客户不同要求。
B型体系的主要特点:
1骨架采用钢结构,为提高防锈性能进行电着涂层。
2.钢筋混凝土条形基础:使用规格化的钢模板,工厂加工的钢筋,商品混凝土现场浇注。
3.墙面:在标准尺寸的钢框中竖向铺设板材,干法施工。
4.采用固有的模数:墙板标准尺寸高2.5m,宽2m,钢柱间距1m。也有工厂预制基础运到现场埋设。
2.1.2美国装配式住宅
美国的住宅建筑市场发育比较完善,住宅构件和部件的商品化、集成化较高,各种机械和仪器业也很发达,各种技术服务的专业化、社会化程度很高。一般情况下,房屋构建在工厂制作成型以后,运到工地与其他各种建筑构建组成一个完整的住宅建筑。现场很少有湿作业,同样的工程建筑效率是国内目前建筑效率的数倍。并且由于美国的工业化住宅在管理机制上较为先进,能够把房屋作为一个最终产品来进行通盘的考虑和设计。所以,美国的装配式产业化住宅已经达到了一个相当高的程度和水平。
2.2国内装配式住宅发展概况
最近10年的发展,我国初步建成具有中国特色的装配式住宅体系,即形成了以轻钢结构为主,以木结构、轻钢-木结构,轻钢-钢筋混凝土结构和轻钢-钢结构为补充的装配式住宅结构体系。并且,在住宅集成方面也有了进一步的探索。比如现在的远大住工,万科现在推行的装配式住宅的建设等等。当前我国的装配式住宅已经有了长足的进步,但是装配式住宅所涉及的前期策划、施工建设以及后期物业等均不为所各相关配套行业所熟悉,因此在实施的过程中还有很多技术衔接问题。配套技术的整合正式装配式住宅推广的关键,从我国目前的情况来看,这一过程仍需经历很长的一段时间。
3装配式住宅分类
3.1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。
3.2板材建筑
又称大板建筑,是由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。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。大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和以及建筑物布局有较大的制约性,并且小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性,在住宅的使用上有一定的局限性。
3.3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。
3.4骨架板材建筑
由预制的骨架和板材组成,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。
3.5升板和升层建筑
板柱结构体系的一种,但施工方法则有所不同。 这种建筑是在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板"竖立预制钢筋混凝土柱子,以柱为导杆,用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度,加以固定。外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板等;也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。升板建筑施工时大量操作在地面进行,减少高空作业和垂直运输,节约模板和脚手架,并可减少施工现场面积。
4装配式建筑的特点
4.1设计形式多样
目前住宅设计和住房需求脱节,承重墙多,开间小,分隔死,房内空间无法灵活分割。而装配式房屋"采用大开间灵活分割的方式, 住宅采用灵活大开间,其核心问题之一就是要具备配套的轻质隔墙,而轻钢龙骨配以石膏板或其它轻板恰恰是隔墙和吊顶的最好材料。
4.2功能现代化
(1)节能:外墙设有保温层,可以极大限度地降低冬季采暖和夏季空调的能耗;
(2)隔声:提高墙体和门窗的密封功能,保温材料具有吸声功能使室内有一个安静的环境,避免外来噪音的干扰;
(3) 防火:使用不燃或难燃材料"防止火灾的蔓延或波及;
(4) 抗震: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;
4.3制造标准统一
传统建筑物外表面若是依靠现场施工制成多种美观的图案,粉刷彩色涂料不出现色差且久不褪色,是十分困难的。但装配式建筑外墙板可以轻易做到这点。况且,工厂在生产过程中,材料的性能都可随时进行精密控制。
5我国发展装配式建筑的前景
装配式建筑在国外是大众化的产品。而在我国,到2010年前后,在设计、功能、生产、安装等方面也能够生产上述条件的装配式建筑。例如,一位需要购买房屋的顾客,走进一家房地产公司,公司他的要求就很快能装配一幢符合要求的住宅。目前我国钢产量较大,价格也不高,完全可以在建筑市场上大量使用。 如果采用钢结构,配以石膏板、轻钢龙骨、岩棉、彩色外墙板、塑钢门窗、彩钢复合板等材料制造装配式房屋,无论从价格上,还是从功能和舒适性上,都将优于现在的砖混和混凝土结构房屋。并且现在万科、远大住工等一批国内企业已经开始积极的推广装配式住宅,并且有了一定的成果。看来,装配式建筑将是我国房屋建设发展的必然趋势。
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关键词:BIM技术;钢结构;装配式建筑;具体应用
1引言
随着城市化发展,建筑工程逐渐向高层和超高层方向转变,然而由于其高度问题,在工程开展过程中,存在较大安全隐患。因此,主要结构会采用钢筋装配,使建筑具有较强的稳定性,该结构采用专业厂家制造的一种重型钢筋管支撑建筑,从而提高其稳固性和质量。高层建筑实施难度较大,加强BIM技术的应用,可以保证工程顺利开展,提高工作效率。
2装配式钢筋结构概述
2.1装配式钢筋结构的优缺点
装配式钢筋结构的优点:(1)装配式钢筋结构的轻便性极大减少了人工劳动力的输出。(2)由于其组件大多是由厂家直接安装好后运输到施工现场,因而比较其他结构的实施,其技术难度较低,施工速度快。(3)这种材料可以在工程结束拆除后循环利用,因而节能环保效果较好。装配式钢筋结构的缺点:(1)材料用量多,造价成本高,对企业经济效益和工程开展有较大限制。(2)装配式钢筋结构的使用性能低于混凝土结构,比如耐热性差、隔音效果差等。
2.2装配式结构的建筑特点
该结构中使用的材料,大多是厂家根据工程需要生产和制造对应规格和型号的材料,主要有内外墙板、预制梁体结构、阳台和模板等。在实际工程开展中,相关安装和配置的技术要求较为繁琐复杂,因而可以结合BIM技术来提高其工作质量和效率。
3BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用价值
3.1结构的信息化处理
主要是运用BIM技术建立三维模型,实现可视化,并且结合相关的信息化技术,将相关施工数据和影响因素等信息输入系统中,运用数据分析,明确准确数值,为工程开展提供可靠的数据支撑。运用该技术不仅能有效控制和合理利用资源,还能起到节约成本的目的,是企业获得更多经济利益的重要保证。与传统建筑工程相比,其可以将实际的工程、结构和各方面专业知识结合起来,然后引入对应的理论和数据,转化为具体模型。由于涉及内容多、范围广,如果用人工方式处理,需要大量的时间和精力,而BIM信息化处理技术,可以针对实际数据进行筛选和分析,并将工程相关建造信息存储下来,同时实现信息共享。
3.2提高施工效率和安全性
钢结构装配建筑稳定性对于施工质量影响较大,对各类技术要求较高,在工程具体实施过程中,由于信息的不完整性,安装和配置存在较大差异,可以运用BIM技术来解决这一问题,保障正确操作,提高施工效率。
4BIM技术的运用特点
4.1可视化效果好
BIM技术对工程的相关信息和数据进行分析和处理,用有价值的正确参数建立对应的可视化模型,工作人员可以结合具体施工阶段,了解该阶段的详细情况,明确工作中的重点和难点,针对存在的问题采取措施,做好预防和控制,并调整相关的施工方案。BIM技术还能实现三维绘图技术,相比传统的平面设计来说,其科学性和准确性更高。
4.2灵活性强
在开展钢筋结构施工过程中,运用BIM技术,可实现全方位检测和试验,从而确定具体施工方案,及时调整不合理的地方,以满足施工要求和标准,保证工程质量和安全。
4.3协调性好
参与的各个建设企业和部门,由于各自的施工内容和权限不同,大多仅针对自身的相关部门进行管理和施工,缺少有效的沟通和交流,当出现问题时,会存在较大的解决障碍,互相推脱责任。而通过运用BIM技术,以最直观的三维模型和数据展示,明确问题产生的原因和部位,减少不必要的争执,为工程的顺利开展提供可靠的技术支持。
5钢结构装配式建筑在施工中存在的问题和解决措施
5.1结构设计存在的问题与应对方法
5.1.1存在的问题
①在相关设计方案确定时,对应的预制件厂家并没有参与到具体设计工作中,而要求其设计的建筑造型难度过高、成本较大。②现在大多数建筑还是以混凝土结构为主,而在钢结构装配式建筑中,相关的设计人才较少且专业性不强,在施工中,设计内容与实际工程情况差距较大,因而无法适用于工程建造中。③在其结构创新设计时,过于追求新颖,建筑结构过于复杂,加大施工难度。④在建筑内部结构设计时,为了有效防止结构外漏,采用一些特殊材料,降低了原有的结构强度,抗震效果差。
5.1.2应对方法
①采用一体化集中设计方法,以现有结构建筑形式为基础,从全局出发,对各个结构进行合理设计,然后运用大数据处理技术将、设备和相关的管道、管线、结构内部等方面设计规范化和科学化,结合BIM信息技术,提高其设计的准确度和可行性。②在相关的装修工作中,可以将建筑内部结构和相结合的方式进行,运用统一的材料和设备,简化施工程序。③为避免结构设计过于复杂或单一、结构衔接效果不好、稳定性差等问题,可以采用协同设计的方法,相关工程的各个部门共同参与,防止出现只重视结构设计,忽视相关施工活动和水电设计,造成交叉设计或不合理问题的出现。
5.2有关结构部件的生产和制造
5.2.1具体问题
①在具体装配化施工中,实行效果差,并且依然采用现场浇筑的方法来进行,不但增加成本,而且影响施工周期,对环境造成一定的破坏和污染。②有关部件的制造成本费用较大,相关的投资企业对其产生排斥,施工难以进行。
5.2.2解决措施
①全方位的管理和监督整体钢结构装配施工对应的作业过程,包括结构设计、生产和制造、安装和装配、完工验收等方面,安排专业人员实施动态监控,然后,针对各个过程实行协同开展作业模式。②在具体施工中,要依据对应的材料规格、型号、数量、设计标准,运用合理的方法展开优化组合。制造过程中,要开展模块化、专业化的生产和加工方式,不断提高材料的质量和性能,使其具备良好的节能环保效果。
5.3装配施工的主要问题和解决方法
5.3.1主要问题
①相关技术人员的专业水平和技能不高,在具体施工中,存在一定的质量和安全问题。②实际操作中,相关技术人员对技术和工艺的了解不透彻,因而操作不准确,出现大量返工和重建问题,影响施工进度,增加成本开支。
5.3.2解决方法
①将主要结构的施工和管道施工分开进行,以保证结构稳定和质量为目标,减少后续维修和返工问题。②在技术的选用和确定阶段,要根据实际工程需求和对应的工艺操作等,制定合理的技术实施计划,运用BIM技术,对施工活动实行信息化动态管理。③相关水电工程的设计和开展,要与主结构建造和装修活动相统一、协调,保证合理性。④要不断提高技术人员的专业知识和技能水平,掌握对应的装配技术,依据规范来进行,从而提高其工作质量。相关管理工作的落实是保证整体施工活动顺利开展的重要基础,因而要严格监督各个过程,对相关的工艺、人员、材料和设备等制定对应的管理规范,结合BIM技术,加强管理力度。
6BIM技术在钢结构装配建筑中的具体运用
6.1三维模型的建立、运用和深化设计
运用相关软件建立三维平台模型,由相关设计人员提供对应的建筑、结构和信息化的平面模型。传统设计工作中,大多以人工的方式收集和检测各项数据,然后结合对应的CAD绘图技巧来完成设计。而BIM技术的运用,可以大大提高工作效率和准确性,根据模型对有关钢筋和孔洞等展开碰撞检测,以确定其稳定性和合理性。设计人员根据信息模型提供的信息,分析并设计出合理的方案。
6.2钢筋结构连接部位节点模型建立
各个结构间的连接处理效果是保证其结构稳定的重要条件,由于施工技术和工艺方法的改变,处理较为复杂,可以通过建立模型的方式,将具体节点设计和施工方案,运用可视化特性展示出来,并安排专业人员对具体员工进行技术指导和交底,明确工作流程和质量要求,遵守操作标准和规范,保证其质量。
6.3校对和施工调整
传统钢筋结构施工中,检测方法大多凭肉眼观察和分析,存在较大误差,导致一些隐蔽工程难以及时发现问题。通过运用BIM技术,建立三维模型,各个部门可以明确对应的施工内容和技术要求,结合设计方案进行对比和调整,针对存在的问题,采取科学的措施进行处理,从而提高施工质量和效率、降低资源浪费、保护环境。
6.4检验钢结构稳定性
以模型为施工基础,实行自动化碰撞检测,确定各个结构间的连接稳定性、合理性。当发生碰撞时,确定其具置,并对问题产生的原因进行详细分析,然后根据实际数据,采用正确的措施来调整和控制,保证其稳定性。
6.5精细化管理
运用BIM技术,可以通过模拟施工的方法,对各个作业阶段实行全方位的监督和管理,并结合模型的具体建立情况,合理安排施工活动。运用信息化动态监测,展现安装和配置过程,明确操作的准确性和规范性,将所有的过程细致划分,实现整体和局部的统一管理,从而提高施工效率和质量。
7结语
综上所述,在钢结构装配建筑施工过程中,其中主要是相关结构的安装和连接处理,但在现代高层建筑中,由于施工难度较大,包含节点施工较多,容易产生质量问题。通过分析该结构的主要特点和建造优势,结合BIM技术提高作业的效率和质量,研究其在具体施工中的应用,明确其重要价值和作用,可以为钢结构装配建筑的建造提供科学依据。
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[关键词]装配化;绿色建造;前提条件;推进建议
文章编号:2095-4085(2017)01-0110-02
随着改革开放的不断深入,我国经济得到了较快发展,并在上世纪九十年代形成了标准的具有中国特色的社会主义市场经济体制。装配式建筑的应用恰逢其时。
1.施工现场装配化与绿色建造
1.1施工现场装配化
施工过程中,需要加大对装配式构件的研究。装配化就是对建筑构件进行生产,按照设计的尺寸,提前将构建生产出来,运到施工现场,并在现场进行拼装的过程。由于装配式建筑发展时间较短,并没有形成标准的管理体系和管理办法,严重影响了建筑质量。装配式建筑在施工时需要满足以下条件:首先,建筑装配式的建筑构件都需要提前在工厂预制好,并且能够保证预制的质量。在制作时,相关厂家需要加大与施工单位或建设单位之间的联系,以更好的保证预制构件的质量;其次,施工现场的施工人员需要认清自身职责以及自身工作,能够保证相关构件按照要求完工。整个安装过程中,会大范围的应用施工机械,施工人员需要具备与操作相关设备的能力;再次,装配式建筑的施工管理工作十分复杂,我们需要编制标准的管理计划进行管理工作,其主要是对施工现场的施工制度以及相关人员进行管理,确保其相关工作的正常运转;最后,做好检查工作,检查人员需要对装配式的建筑有深入了解,能够结合工程的实际状况做好检查工作,有效控制工程质量。
1.2装配化实施的前提条件
首先,设计工作的标准化,装配化的建筑为了实现工业化生产,设计单位就需要保证相关构件具备标准的模型,按照模型进行施工。并且能够保证在生产相关构件时,能够按照标准顺序进行生产,确保构件的质量;其次,构件的生产单位需要做好对生产设备的检查,确保设备能够按照质量要求生产出相关的构件。生产厂家需要做好对标准构件模型的收集工作,确保生产出多样化的构件;最后,构配件的生产需要保证相关构件能够正常连接在一起,保C生产质量。建筑构件在生产时,需要突出一个城市的特色,生产单位就需要在生产过程中,融人本城市的特色,生产出属于本城市的建筑构件。
1.3与绿色建造的关系
绿色建造就是为了保证建筑工程能够实现可持续发展,在发展过程中,需要积极融入可持续发展理念,结合建设工程的实际装况,做好绿色建造工作。以往的施工主要是以现场现浇等方式进行,在施工时会造成大量施工材料的浪费,很难实现可持续发展。施工现场装配式就是为了实现绿色建造,装配化的过程就是将施工过程由室外转移到室内,提前将相关构件生产出来,搬运到现场进行拼装。整个过程中,合理的使用了各类资源,也减小了对施工现场的影响。在施工现场不一定要实现绿色建造,但是需要加大对细节的掌控,主要需要对施工现场进行科学化的管理工作,确保工程正常开展,正常施工。管理过程中,需要融入绿色建造的理念,在管理时提高绿色建造的质量。绿色建造是未来发展方向,方便我们对绿色施工进行推广和深化。
2.发展中需要强化研究的若干问题
2.1装配式结构体系的整体抗震性能
建筑在设计时,必须要考虑的就是其抗震性能,那么在对预制构件尽心设计和研究的时候,需要加大对抗震能力的研究。研究过程中需要以科学实现为主,在试验过程中修补问题。每经过一次试验,就必须进行总结,对其中存在的问题进行解决,保留优点。研发出具有抗震性能的构件,需要及时编制施工规范,确保相关构件正常的安装,并且能够正常发挥其抗震作用。
2.2护结构热工性能、混凝土收缩及防水技术
预制构件的设计工作离不开可持续发展理念,对于护结构,主要是对相关的节能材料进行研究和分析,在发展过程中,需要不断对节能材料进行应用。未来发展过程中,节能材料将会越来越多,只有不断的对相关构件进行创新,才能够使建筑工程具有一定的可持续发展动力。例如,在对外墙防水材料等进行研究时,就需要全面分析相关构件的作用,制定标准计划,针对现阶段存在的弱点加大对综合性技术的研究,积极解决这些问题,提高相关构件的质量。
2.3基于工业化、信息化、自动化的构配件生产
装配式构件将会朝着工业化方向发展,工业化的特征就是集信息化和自动化于一体的生产方式。在生产建筑构件时,相关厂家需要保证相关企业能够正常的进行生产活动,也方便我们进行管理工作。就本文而言,在生产的时候,需要加大对信息化以及自动化生产的应用,保证构件的质量。相关生产厂家,为了提高建筑构件的质量,可以跟随时代的发展不断更新自身的生产设备和生产技术。
2.4基于绿色建造的装配化施工技术研究
绿色建造的理念已经深入到建筑工程施工过程中,在对建筑构件进行生产的过程中,虽然解决了现阶段存在的资源浪费现象,但依旧没有形成标准的生产理念,也不能够完全保证建筑工程的质量。在未来的建筑工程发展过程中,需要加大对相关构件生产方面的研究,尽可能满足发展规律,做好对细节的处理工作。
2.5现场施工装配化配套政策及法规研究
绿色建造是时展的需要,未来发展过程中,将会对相关技术进行不断优化和升级,相关企业需要加大对相关政策和法规的研究,尽可能满足发展需要,处理好其中存在的细节问题。近几年,国家为了规范建筑市场,不断对相关法律法规进行调整,施工单位或预制构件生产厂家加强研究,积极做出调整,以求适应发展。
【关键词】装配式;同层排水;房屋产权明晰;维修方便
中图分类号:S26文献标识码: A
0 前言
早在2001年国家建设部为了促进建设科技成果推广转化,调整产业、产品结构,推动产业技术升级,提高建设工程质量,节约资源,保护和改善环境就颁发了《建设领域推广应用新技术管理规定》(建设部令第109号)。现在为进一步加强对我省“十二五”推广应用新技术的指导,以及对限制、禁止使用技术的管理,积极培育和引导建设技术市场的发展,加快推进我省建设领域科技进步,我省又编制了《江苏省建设领域“十二五”推广应用新技术和限制、禁止使用落后技术目录》(第一批),其中“装配式卫生间管道墙系统技术”为推广新技术中的一项。
1 传统的“卫生间排水横管穿越楼板技术”的优缺点
传统隔层排水系统在我国建筑卫浴室中仍广泛应用。该方式具有施工方便、灌水试验查漏方便等优点,但其弊病也显而易见。
它的问题在于:1)侵占隔层邻户的空间。一般会占用20~30cm的层高,让卫生间变“矮”了。2)噪声干扰。因为居民生活习惯不可能完全同步,所以当你享受安静的时候却往往遭到楼上住户用水的噪声干扰。3)清通不方便。目前卫生间排水绝大部分设计在楼板下,横管较长的才在本层设清扫口,一般仅在横管末端弯头上设检查,横管若发生堵塞,必须要到下层进行清通。4)渗漏问题。由于横管设在楼板下,因此卫生间的卫生洁具排水小立管必须穿越楼板,楼板上须防渗防漏的地方较多。如果漏水,那么到底应该由谁出资维修,造成的装潢损失又应该由谁承担。基于此该排水方式越来越不能满足消费者的要求。
2 同层排水在我国的发展
早在上个世纪60年代欧洲日本就开始运用同层排水技术代替上下层联排水技术,目前已经广泛应用。我国也曾在上个世纪60年代进行过少量探索,但中间一度停止。直到上世纪90年代中后期随着我国经济的发展和人民生活水平的迅速提高,人们对居住环境质量的要求也有了新的理念。同时根据《住宅设计规范》(GB50096—2011)第8.2.8条规定,“污废水排水横管宜设置在本层套内” 、《建筑给水排水设计规范》(GB50015—2003)4.3.8条规定:“住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。” 以上条文都表达了同一个概念,建议住宅中采用同层排水的基本原则。
3 同层排水的优点
同层排水是指卫生间内卫生器具排水管不穿越楼板,排水横管在本层套内与排水总管连接,一旦发生需要清理疏通的情况,本层套内就能解决问题的一种排水方式。其优点是:①房屋产权明晰;②卫生器具的布置不受限制;③排水噪音小;④渗漏水机率小;⑤不需要存水弯;⑥节约了卫生间空间等等房屋产权明晰是:卫生间排水管路系统布置在本层套住户家中,管道检修可在本户内进行,不干扰下层住户。卫生器具的布置不受限制:因为楼板上没有卫生器具的排水预留孔,用户可自由布置卫生器具的位置,满足卫生洁具个性化的要求,开发商可提供卫生间多样化的布置格局,提高了房屋的品位。排水管布置在楼板上,被回填垫层覆盖后有较好的隔音效果,从而排水噪音大大减小。卫生间楼板不被卫生器具管道穿越,减小了渗漏水的机率,也能有效地防止病菌的传播。由一只共用的“多通道地漏”或“接入器”,取代了传统下排水方式中各个卫生器具设置的存水弯。
4 装配式卫生间管道墙系统技术在住宅建筑中的实际应用
4.1装配式卫生间管道墙系统技术的优点
装配式卫生间管道墙系统技术采用同层排水的方式,将卫生洁具和管道按设计要求,预制集成到钢结构支架上形成管道墙系统,定位准确,安装方便,具有整体设计、工厂生产、现场装配和维修方便等优点。
装配式卫生间管道墙系统是卫生间排水系统中的一个新颖技术,排水管道在本层内敷设,采用了一个共用的水封管配件代替诸多的存水弯,一旦发生堵塞,本层内就能清理、疏通。用户可以根据自己的爱好和意愿,个性化的摆布卫生间洁具的位置。
4.2装配式卫生间管道墙系统技术的应用设计理念
装配式卫生间管道墙系统技术可以托于隐蔽式卫浴安装理念,在选定卫生器具安装位置后,通过另砌一道假墙,将排水横管、座便器水箱、卫生器具安装支架等一并纳入其中,管道沿墙而走,在楼层内的同一位置集中接入本层的排水立管。坐便器、洗脸盆、妇洗器、小便斗等所有卫生洁具都有完美匹配的隐蔽式安装支架。它的优点在于:
1) 自由设计个性格局
空间过小常常是困扰卫生间设计的难题,当卫生间的空间得以扩大,座便器的坑位又限制了设计的灵感。隐蔽式卫浴安装系统的灵活应用,充分颠覆传统观念,使得卫生间布局随意自主,卫生洁具的摆放位置不再受到先天条件的限制。
2) 合理利用空间,展现无限精彩
巧妙利用隐蔽式安装系统带来的假墙空间,小小的卫生间可以精彩无限。假墙的建造可以把水箱、管道,连同原先的卫生死角一起封藏于墙内,把曾经被忽视、无法利用的面积,有效地转换为可摆放不同物品的储物空间,卫生间的小物件、书报杂志、乃至各类艺术品,都能得到合理的收纳盒摆放。通过不同材料的使用和外形设计,假墙自身也可以成为一道亮丽的风景。
3) 轻松实现卫生间的“卫生”
传统落地式座便器以及外露式水箱所带来的周边卫生死角,一直以来困扰着我们的清洁工作:拖把触及不到的座便器背面、底座周边的密封胶部位等通常就是细菌的孳生地。而存水弯、地漏等水封的不稳定乃至干涸,也会造成室内空气环境的污染。卫生间经常变成家中最不“卫生”的房间。隐蔽式卫浴安装系统所匹配的壁挂式座便器和整体化配件理念,彻底清除了卫生间中的清洁死角和可能的卫生隐患,还您一个洁净放心的家。
4) 值得信赖的系统保障
隐蔽式安装系统的核心要求就是安全可靠。实现整个系统的稳定、可靠、防火、无渗漏、排水通畅等要求,是每一个产品都应肩负的责任。隐蔽式水箱安装支架经过特殊双层防锈蚀处理,固定件及伸缩件经过镀锌处理,安装简单且经久耐用,挂上壁挂式座便器后可承重400公斤,确保稳固安全;隐蔽式水箱的钢支架通过4个多方位锚固点将自身及其承受的重量传递到墙上及地面。同一材质的电熔管件、紧固、防火等产品及措施,保证整个系统稳定、安全、无渗漏,让隐藏的系统更可靠、更持久。
5) 实现管道零渗漏
管道不再穿越楼板,降低了管道热胀冷缩和机械破坏造成的渗漏机率,也解决了管壁上冷凝水滴水的问题,同时同层排水系统可使用的高品质HDPE管材和管件采用热熔连接,接口处彻底融为一体,完全避免日后管道的渗漏隐患。
5装配式卫生间管道墙系统技术的局限性
装配式卫生间管道系具有安装方便美观等众多优点,但因如下问题造成该技术在我国推广时遇到不少的困难:
1)我国地漏相对而言较为普遍(如需要,较难布置);
2) 卫生洁具必须依墙而布置,洁具布置的灵活度没有降板式同层排水的大;
3)在我国大量商品房以毛坯房方式供货的,较少全装修房,不同住户有各不相同的要求,装配式卫生间管道系同层排水系统对安装的技术要求高,—般的装修施工队无法安装。
6 总结
总之,装配式卫生间管道系统作为一项新技术,目前在国内仍处于发展阶段,国外的技术在本土化的过程中也还有一定的难题尚未完全解决,加上该技术受到国内居民意识等方面的限制,在设计及施工工艺方面仍有待探索及加强,同时该技术对材料、 技术、管理等各方面要求较高,推广仍需一定时间。但另一方面,该技术的诸多优点也显示了其拥有广阔的发展前景,相信随着民众对居住环境要求的提高、广大给排水行业专业人员的努力以及国家相关政策的大力扶持,装配式卫生间管道系统技术的应用会越来越广,中国的建筑排水能够快步进入“同层”时代。
【参考文献】
【关键词】工业化;建筑
(1)建筑工业化的含义和基本特征(四化一改);工业化建筑的类型。
(2)砌块建筑:特点设计要求;常用砌块的类型及砌块墙体构造。
(3)大板建筑:特点设计要求;内外墙板楼板及屋面板类型(材料受力复合);节点构造,外墙板缝防水构造(材料防水构造防水)。
(4)装配式框架板材建筑:骨架结构系统,框架结构特点;按材料分类,按施工方法分类;结构布置及传力系统;柱网形式及常用尺寸;框架节点连接;框架结构外墙构造,外墙的类型及材料(砖砌块板材及幕墙),外墙的搁置位置与建筑立面造型,外墙与外墙外墙与框架的连接;板柱结构系统及其外墙,板柱结构组成形式和力的传递,板柱的节点连接,墙体材料及构造。
(5)大模板建筑:特点设计要求;类型墙体材料及节点构造。
(6)滑模建筑:特点设计施工要求及类型。
(7)升板建筑:特点施工要求;楼板类型及构造节点。
(8)盒子建筑:特点及类型;组装方式与构造。
建筑工业化:
1.建筑工业化的基本内容
1.1建筑工业化是指建筑业要从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡,即以技术为先导,采用先进、适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场的中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业化、社会化道路。
1.2建筑工业化的基本内容是:采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。
2.建筑工业化的发展
建筑工业化是我国建筑业的发展方向。近年来,随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大,建筑业发展较快,物质技术基础显著增强,但从整体看,劳动生产率提高幅度不大,质量问题较多,整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,成为国民经济的支柱产业。我们主要吸取我国几十年来发展建筑工业化的历史经验,以及国外的有益经验和作法;考虑我国建筑业技术发展现状、地区间的差距,以及劳动力资源丰富的特点;适应发展建筑市场和继续深化建筑业体制改革的要求;重点是房屋建筑,特别是量大面广、对提高人民居住水平直接相关的住宅建筑。
3.实现建筑工业化的措施
建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。
在新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续8年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。
2)砌块建筑:特点﹑设计要求;常用砌块的类型及砌块墙体构造。
3)大板建筑:特点﹑设计要求;内外墙板﹑楼板及屋面板类型(材料﹑受力﹑复合);节点构造,外墙板缝防水构造(材料防水﹑构造防水)。
4)装配式框架板材建筑:骨架结构系统,框架结构特点;按材料分类,按施工方法分类;结构布置及传力系统;柱网形式及常用尺寸;框架节点连接;框架结构外墙构造,外墙的类型及材料(砖﹑砌块﹑板材及幕墙),外墙的搁置位置与建筑立面造型,外墙与外墙﹑外墙与框架的连接;板柱结构系统及其外墙,板柱结构组成形式和力的传递,板柱的节点连接,墙体材料及构造。
5)大模板建筑:特点﹑设计要求;类型﹑墙体材料及节点构造;
6)滑模建筑:特点﹑设计施工要求及类型。
7)升板建筑:特点﹑施工要求;楼板类型及构造节点。
8)盒子建筑:特点及类型;组装方式与构造。
建筑工业化
(一)建筑工业化的基本内容
1。建筑工业化是指建筑业要从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡,即以技术为先导,采用先进、适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场的中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业化、社会化道路。
2。建筑工业化的基本内容是:采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。
(二)建筑工业化的发展
建筑工业化是我国建筑业的发展方向。近年来,随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大,建筑业发展较快,物质技术基础显著增强,但从整体看,劳动生产率提高幅度不大,质量问题较多,整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,成为国民经济的支柱产业。我们主要吸取我国几十年来发展建筑工业化的历史经验,以及国外的有益经验和作法;考虑我国建筑业技术发展现状、地区间的差距,以及劳动力资源丰富的特点;适应发展建筑市场和继续深化建筑业体制改革的要求;重点是房屋建筑,特别是量大面广、对提高人民居住水平直接相关的住宅建筑。
(三)实现建筑工业化的措施
建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。
在新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续8年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。
关键词:节能减排;装配式住宅;营造体系;标准化;模块化
中图分类号:TU208
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2014)06-0141-06
1 引言
装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构,又简称为预制装配式结构(precast concrete,PC结构),按照此工艺建造的建筑,称为装配式建筑,亦可称为PC建筑。由此体系建造的住宅为装配式混凝土住宅。装配式混凝土住宅是住宅生产方式的变革,住宅产业化是住宅建设的发展趋势,是实现节能减排、发展低碳经济的必然需求。当今世界,能源紧张、节能减排已是全球共同的话题,住宅建筑的工业化和产业化势在必行。
装配式住宅工业化生产,这与国家产业结构改革、节能减排、原材料的循环利用、提升建筑质量等是密切相关的,政府在管理层面上也出台了一系列政策大力支持。装配式混凝土住宅已逐步在全国各地进行推广,各地也初步形成了符合当地特色的装配式混凝土住宅体系,也有相关的地方规范出台。但从目前装配式混凝土住宅的实际情况来看,存在的一个重要的问题是,标准化、模数化没有充分体现;建筑形式与装配式、工业化的关系不紧密。产生此问题的根本原因是缺少一个标准的营造体系。
2 营造体系的标准化需求
国内的PC技术有很多种,各地不尽相同。万科在全国各地推广的PC也有多种体系,北京万科的是预制整体式剪力墙技术(竖向套筒连接),深圳万科是内浇外挂体系,上海万科是PCF体系,上海城建(集团)采用的是框架体系。体系众多,装配式住宅产品的设计标准化、模数化的概念不强,和现浇的住宅产品比没有实质性的变化。标准化、模数化的缺失,导致装配式住宅的建造成本大幅度提升。同时也存在为了预制而预制,或者象征性的采用部分的PC技术。达到此目的很容易,造价也不会太高。然而建立一套成熟的技术体系则需要长时间的实践和坚持,只有不断改进和优化才能进一步降低成本,将技术的推广应用推向成熟。
2.1 装配式建筑的技术策略
基于对装配式建筑多年研究和实践,建议可采用如下技术策略。
2.1.1 向制造业学习
我国建筑行业一直走的是粗放型的发展道路,标准化缺失,模数化没有真正推广开,建筑部品在推广和应用模数协调方面贯彻不力,导致住宅产业化长期形不成,开发成本、效率和效益低下。住宅开发及部品生产标准化概念淡薄,模数协调理论早丢到脑后。部品设备无序化生产,技术引进名目混乱。我们一直号召向制造业学习,像造汽车那样造房子,向机械行业、计算机行业学习,学习什么?首要的就是要学习标准化、模块化思想,用标准化的理论知识武装头脑,结合建筑行业的实际,解决PC技术应用带来的成本居高不下、难以标准化的问题。同时需要建立标准化的一系列标准文件,占据行业发展的高端地位,引领社会化大协作生产模式的技术发展方向。
2.1.2 熟悉各种不同的技术体系,吸取各种技术体系的长处,寻找技术实施和研发的现实条件
技术体系的成熟不是一天两天的事情,各种结构技术体系均存在一定的优缺点,没有完美的技术体系。但可以结合规范的允许范围,促进成熟可靠技术的实施推广;并联合社会各界技术研发力量,搭建尚未成熟的技术的研发平台,熟悉掌握各种可能出现的技术,在有条件时开展试验。
2.1.3 以成本为导向研发、设计产品,同时注意技术体系的延展性
宜家的产品设计有一个特色,那就是“先制订价格,再进行具体设计和生产”,所以出现很多价格低廉、非常具有设计感的家居产品。宜家凭这样的设计理念让宜家的产品走进了干家万户,在激烈的市场竞争中占得一席之地。
做装配式住宅也可以根据售价未开始设计,根据不同的受众群体来设计适合他们的装配式住宅。但同时还要考虑到装配式技术的延展性,纵向是自身技术的发展的脉络要清晰,在质量稳定和成本可控的同时逐步提升预制率,提供更加高质量的产品,横向是将装配式住宅技术向其他领域扩展到办公、商业乃至于各种业态的综合集群建筑。
2.2 关于标准化、模块化的研究
2.2.1 标准化
标准定义为“在一定范围内获得最佳秩序,对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则,导则或特征的文件。该文件经协商一致并经一个公认的机构批准。”标准应该以科学技术和经验的综合成果为技术,以促进最佳社会效益为目的。制定标准的对象是重复性事物或概念;制定标准的对象,包含生产、技术、经济工作和社会活动各个领域,但并不是所有的事物或概念,而是比较稳定的重复性的事物或概念;标准产生的客观基础是“科学、技术和实践经验的综合成果”;标准在产生过程中要“经有关方面协商一致”;标准的本质特征是统一;标准“由标准主管机构批准以特定的形式,作为共同遵守的准则和依据”的统一规定。“标准”是一个广义的概念,有文件标准、实物标准等。
2.2.1.1 标准化的定义
标准化为在一定范围内获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的重复使用的规则活动。上述活动主要是包括制定、及实施标准的过程。标准化的重要意义是改进产品、过程或服务的适用性,防止贸易壁垒,并促进技术合作。标准化的总目的是为了在一定的范围内获得最佳秩序并促进最佳的社会效益。除此之外,标准化还有一个或多个特定目的,以适应某种需要或选择。标准化的方法原理:标准化的基本原理通常是通行的八字原理:“统一、简化、选优、协调”。
2.2.1.2 标准化设计
标准化设计是指标准件的选用和常用件的设计。标准件设计中提高效率的最简便的方法是建立标准件库和常用件库。经过生产实践的检验具有优良的性能才能确立为标准件,其结构和参数都已经标准化,所以无须对其结构合理性进行检验。在标准件库设计中体现了信息传递的单向性,即设计者只能选用不能修改。标准件库的优点如下:采用统一的描述格式,不同系统开发的标准库可以进行信息交换,最大限度地减少重复开发标准件库造成的资源浪费,并提高了系统的可靠性;为设计人员提供尽可能完整的标准件信息,该信息不仅包含尺寸、图形信息,还包括材料、功能信息等。基于事物特性表的标准件库体系是开放的,易于扩充。
2.2.2 模块化
模块的本意就是“组件、预制件或预制住房单元”等,人们采用标准的尺寸的砖、石和黏结剂,通过不同的组合,可建成形状、风格各异的建筑物。砖、石的形状虽然简单,但是他们的组合是多变的。Module的形容词modular则表示有节奏的进行测量,含有积木化或组装式等含义,模块化(modularization)一词就兼有积木化的意义。由若干块“积木”,可以组合成不同形状和风格的建筑物,虽然他们的元素不多,但它具有快速组合和形式多变的特点,这正是人们所需要的优点。模块化是在通用化、系列化、组合化等标准化基础上引入系统工程原理而发展起来的一种标准化的高级形式,表现特征为尺寸模数化、结构典型化、部件通用化、参数系列化,组装积木化。作为组合化发展的高级阶段,模块化的理论基础是系统的分解与组合原理。
2.2.2.1 模块化的涵义
所谓模块化设计,就是在标准化理论的基础上运用系统工程的原理,将一复杂的工程产品分解成层次合理的简化、系列化、标准化单元模块,并用这些标准化模块组合成各种不同产品的过程。它是以功能分析为基础,通过功能、用途不同的各模块的互联组合实现基型产品和变型产品,主要包括模块划分与模块组合两个过程,模块划分是功能模块的结构设计过程,模块组合则是根据具体的功能要求,选择合适的模块组成产品。根据模块化设计思想,产品的构成层次发生了重大的变化。模块成了设计制造单元,要设计并建立标准模块库、专用模块库与相似的零部件库。生产时,查找标准模块库、专用模块库,对无法直接利用的模块可在其基础上进行变性设计形成新的模块,重新拼合模块使之成品化,缩短了设计周期。
2.2.2.2 模块化设计
模块化设计的关键是模块化标准化和通用化。它是指结构标准化,尤其是模块接口标准化和通用化。模块化设计所依赖的模块化的组合,即连接或接口。显然,为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块化应具有可组合性和互换性两个特征,而这两个特征出现在接口上,必须提高其标准化、通用化、规格化的程度。例如,具有相同的功能,不同性质的单元一定要具有相同的安装基面和相同的安装尺寸,才能保证模块化的有效组合。计算机行业中,由于采用了标准通用的总线结构,来自不同国家和地区厂家的模块均能组成计算机系统并协调工作,使这些厂家可以集中精力、大量生辰某些特定的模块,并不断进行精心改良和研究,促使计算机技术达到空前的发展。
2.2.2.3 模块化与模数协调
关于模块化与模数协调,模块化是复杂产品标准化的高级形式,无论是组合式的单元模块还是结构模块都贯穿一个基本原则,这就是用型式和型式尺寸数目很少且有经济合理的统一化单元一模块,组合成大量具有各种不同性能的各种复杂的非标准综合体,这一原则成为模块化原则。为了实现模块化原则,保证模块是由模块组成的产品在尺寸上的协调,必须建立一套模数系统对产品的主尺度、性能参数以及模块化的外形尺寸进行约束,这就是建筑中的模数协调。
模数协调工作是各行各业生产活动中最基本的技术工作,遵循模数协调原则,全面实现尺寸配合,可保证在住宅建设过程中,在功能、质量和经济效益方面获得优化,促使住宅建设从粗放型生产转化为集约型的社会化协作生产。
2.2.2.4 模数协调技术在装配式混凝土住宅设计的目的
模数协调技术在装配式混凝土住宅设计的目的主要表现在以下几方面:实现住宅建筑的设计者、制造业者、经销商、建筑业者和业主等人员之间的生产活动互相协调;能从建筑各部位尺寸进行分割,并确定各部件(模块)的尺寸和边界条件,是部件(模块)规格化,又不限制设计自由;优选某种类型的标准化方式,达到使用数量不多的标准化部件(模块),建造不同类型的住宅建筑;能使建筑部件(模块)尺寸的数量达到优先化;促进部件(模块)的互换性,使部件(模块)的互换与其材料、外形或生产方式无关;采用合理化的方法定位,吊装和组装部件(模块),以简化施工现场作业。
2.2.3 PC技术体系选定要诀
PC技术体系选定的过程中一定要做到“六化”,即简化、统一化、通用化、组合化、系列化、模块化。具体可表现为以下九点:
1)结构布置尽可能的简单,构件的规格尽可能的简化;
2)相同通用构件体系的住宅产品可以实现多种户型和楼型,但是具有相同的“基因”,实现一种统一外部表现,个性化的表现通过外表面颜色、附加构件如阳台板、空调板等的设置实现个性化;
3)构件、户型应该形成事实上的通用化体系,并具有互换的特性,促进产品和部件的标准化;通用构件应具有很灵活的组合性特点;
4)按照建筑模数,形成构件、部品的系列化分布,以适应更加多样的需求;
5)PC建筑首先拆分为标准模块,然后是标准构件,形成一定的系统层次关系;某些非标部位形成非标模块,以适应部分特殊需求;
6)标准化需要形成一定的标准化构件和部品库,且这是一个开放的系统,易于扩充;
7)拆分构件时应注意构件在整个系统中的作用及其更换性的可能性以及必要性,并保持构件在功能及结构方面有一定的独立性和完整性,构件问的结合要素便于连接与分离;
8)构件的标准化背后其实就是模板的标准化,目的就是提升钢模的利用效率,标准的构件可以由可变模板技术实现系列化的构件系统;
9)模块化数理方面的支撑就是模数协调技术,模数协调技术首先利用基本模数网格控制建筑物的平立剖面,以利于拆分成单元模块或构件,并利用构件定位技术、公差与配合等技术实现部件安装接口的模数协调。
3 装配式混凝土住宅相关体系
根据近年未装配式混凝土住宅按结构体系体可分为预制框架体系、预制剪力墙体系、预制叠合剪力墙结构体系、内浇外挂体系(各体系综合比较见表1)。
3.1 预制框架体系
预制框架结构体系(如图1)的主要特征是将框架结构的构件拆分成梁、柱、楼板等基本预制结构体,单个构件重量较小,有利于预制和运输。连接处可以选择在梁柱节点,也可选择在梁柱节点以外,垂直构件连接一般采用套筒灌浆连接,可以实现高可靠性的连接。节点区或分段连接区现浇,楼板叠合层一般现浇,形成整体的刚度,达到等同现浇、抗震的目的。目前上海地区现行规范规定,装配整体式混凝土框架结构总高度不应大于50m。
外墙作为结构体的荷载,不作为主要受力构件,根据建筑物的性质,可以选择预制混凝土墙板或者玻璃幕墙。预制墙板与结构体的连接采用干法或湿法连接,必定有一个方向与结构体铰接。结构体遇到外部荷载发生形变时,墙板之间可以发生变形,但墙体本身不发生破坏。
预制框架可以结合现浇剪力墙或者预制剪力墙同时使用形成框架剪力墙结构体系。预制框架结构体系在上海、南京、沈阳有部分项目应用。
3.2 预制剪力墙体系
预制剪力墙结构体系将剪力墙结构体系的建筑拆分成剪力墙、楼板等构件,构件类型较少,但单个构件重量较大,剪力墙板竖向采用套筒或者浆锚连接,套筒可靠度高但是造价比较高,浆锚连接理论可行、造价较低,但施工质量保证难度较大;墙板水平向采用预留现浇段连接。预制剪力墙的平面布置与现浇结构区别不大,用于住宅比较容易适合传统的高层住宅的消费习惯。现行上海地区没有规范出台支持本系统。目前在国内预制剪力墙技术北京、沈阳、哈尔滨有部分项目应用(如图2、图3)。
3.3 预制叠合剪力墙结构体系
预制叠合剪力墙是为了实现住宅产业化而生产的一种介于全现浇钢筋混凝土剪力墙和全预制剪力墙之间的一种剪力墙结构构件。预制墙板工法又称为PCF工法,日本是较早推广、应用这种剪力墙的国家,技术也相对成熟。目前,预制叠合剪力墙在日本作为框架填充墙或框架结构中的抗震墙使用,真正作为受力构件用于纯剪力墙结构的工程实例不多见,同时日本工程界对于结构高度超过60m的建筑中采用预制叠合剪力墙态度谨慎。现行上海地区规范规定预制叠合剪力墙结构只适用于结构总高度不大于60m,层高不大于5.5m,抗震等级为三级以及以下的小高层、高层剪力墙结构住宅外墙。目前在国内预制叠合剪力墙技术上海有部分项目应用。
3.4 其他体系
在国内展开应用的其他体系还有NPC体系、预制叠合墙板体系等,这些体系与前述介绍的三种体系之一无本质区别。内浇外挂体系本质上是将部分外墙板当成荷载,受力结构采用现浇结构的形式,两者利用现浇连接在一起,本质上不属于结构受力构件采用PC技术的范畴,不具备技术延展性,属于为了预制而预制。预制异形柱结构体系也是一种适合于预制构件标准化的结构体系,由于本体系现浇结构的适用范围(上海地区异性柱框架结构适用的高度为21m,异形柱框架剪力墙结构技术体系适用的高度为40m)不算大,且尚未开展相应预制工法的研究,预计未来可以作为一种比较有特点的预制技术体系加以应用。
4 基于标准营造的技术体系研究
基于装配式混凝土住宅标准营造可以从标准构配件、标准户型和标准立面三方面人手形成一套完善的技术标准体系。
4.1 标准构配件
标准构配件有立柱、叠合梁、墙板、叠合板,楼梯,阳台六种构件(如图4),每种构件的规格控制在2种以内,可以提高模板的重复利用率,降低模板的摊销费用,从而降低生产成本。
4.1.1 标准立柱
规格600x600,可采用预制柱或现浇柱。
方柱VS扁柱(见图5):方柱形状和受力性能I-IN个方向完全相同,更有利于构件梁、墙体的标准化,提高模板的利用率;扁柱在角部设置带来了多种非标准构件,处理难度较大。
4.1.2 标准墙板
150厚预制混凝土外墙板或200厚预制夹心保温墙板,造价要求高时采用单板,造价允许时可采用夹心墙板(见图6)。
4.1.3 标准楼板
采用叠合楼板,板厚140(60预制+80现浇)(见图7)。
4.1.4 标准楼梯
采用预制楼梯(见图8)。
4.1.5 标准阳台板
采用悬挑叠合阳台板(见图9)。
4.2 标准户型设计
4.2.1 户型设计原则
装配式混凝土住宅设计应该充分体现标准化、模数化的设计理念。笔者结合实际情况,对户型的设计总结出若干原则:
1)装配式框架一剪力墙体系的预制率的高低可调节性大,且此体系还可以用于办公、商业、学校等一系列的公共建筑中,市场前景广阔。因此,新的户型设计依旧选用装配式框架一剪力墙体系;
2)针对中小户型设计,提出将梁柱外凸到室外,以减弱凸梁凸柱对室内的影响;
3)建筑尺寸尽量统一,从而可以较少预制构件的种类和规格。通过构件之间不同的组合来达到各种户型的使用要求;
4)厨房、卫生间、阳台等小构件尺寸尽可能一致。
4.2.2 标准户型设计
在上述原则的指导下,提出了如图10所示的标准户型设计。
此户型构件的种类少,大部分的构建是以6.6m和3.3m为基本尺寸。平面规则,基本没有凹凸,体形系数小,对节能有利。柱网规则,纵横两个方向均能对齐,对结构受力有利。没有凹口,对房间采光有利。梁柱外凸,减少了结构构件对平面的影响。此户型设计成一房、二房、三房,三种不同户型的组合形式,可满足中小户型的住房基本功能需求。户型单元之间可分可合(如图11)。
此户型的建筑构(部)件可拆分为:交通核剪力墙部分、楼梯、框架柱、框架梁、护墙体、阳台、楼板、空调板等(如图12)。剪力墙为现浇构件、楼板和阳台为叠合构件、其它的均可做成预制构件(如图13)。可根据工程实际情况,自主选择预制构件。
4.2.3 户型的可延展性设计
仅一种户型是不可能满足市场的需求。在上述对装配式建筑的认识、实践和设计原则的指导下,提出了一系列的户型设计方案。同样的建筑构件,通过不同的组合,再配以不同的现浇的交通核,未满足不同住宅需求,实现简化、统一化、通用化、组合化、系列化、模块化设计,衍生出三种系列的户型平面。
4.2.3 1A系列
由三户组成一个单元,开间模数3300,进深模数4500。通过现浇交通核的不同,来满足11-24层的户型要求(如图14、15)。
4.2.3.2 B系列
由四户组成一个单元,开口按摩模数3300,进深模数3300和3600。通过现浇交通核的不同,未满足11-24层的户型要求(如图16、17)。
4.2.3 3C系列
由四户组成一个单元,开间模数3300,进深模数由三种。通过内天井来实现中间户型厨卫等房间的通风和采光。此设计建筑进深大,有利于节约用地(如图18、19)。
4.2.3.4 通廊式户型(如图20)
上述系列的房型都体现了标准化、模数化、系列化的概念。户型平面规整,有利于建筑节能。但建筑的进深不大,对节约土地不利。如果能逐步采用暗卫生间,对装配式建筑的户型设计是非常有利的。既可以减少凹凸和内天井,又能加大建筑进深。小面宽、大进深的建筑可以节约土地。
4.3 标准立面设计
装配式建筑的立面设计同样应体现标准化、模数化的理念。在二进制的计算机领域里“0”和“1”创造了数字世界,简单却拥有无限可能。在做立面设计时可以借鉴这个概念。“0”可以看做装配整体式混凝土结构,“1”可以看做标准化、模数化的通用部件。两者相结合,并以不同的排列和组合未达到立面设计的变化与同一性。
上述建筑户型的立面上已经存在有四种元素――柱、梁、板、阳台(栏杆)。此四种元素是建筑的基本构件。现代住宅建筑中通常会在空调板外加百叶,来隐蔽空调室外机。因此,立面上总共有柱、梁、板、阳台(栏杆)、百叶共五种元素。通过五种元素的不同组合方式、柱和墙面的颜色和材质的变化,来到达立面设计的标准化、模数化、多样化(如图21)。
5 标准营造体系控制造价的基本心思路
装配式混凝土住宅控制造价的总体思路是:大力推广标准化工作,促进预制构件的社会化大生产和加强施工操作人员的培训,降低预制构件的造价和安装价格;部分简易构件,比如叠合楼板推行工地现场就地预制,减少运输费用。而在采用较低PC率的时候,比如立柱不采用预制,内隔墙全部采用传统砌块等灵活措施。
下面参照已有项目,根据标准营造体系进行不同PC率的造价分析(见表2―5,表内数据基于笔者部分工程实践,按照上海市相关技术规程和定额计算标准)。