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一、建筑工業化的根本內容
建筑工業化是指用現代工業生產方式來建造房屋,即將現代工業生產的成熟經驗應用于建筑業,象生產其他工業產品一樣,用機械化手段生產建筑定型產品。其基本特征為設計標準化、生產工廠化、施工機械化、組織管理科學化。其根本內容是:采用適用、先進的裝備、工藝以及技術,合理科學地進行施工組織,發展提高施工專業化與機械化水平,減少復雜、繁重的濕作業與手工勞動;制定重要的基礎標準(公差與配合、連接、合理建筑參數、模數協調等)與統一的建筑模數,將多樣化與標準化的關系進行合理的解決,建立和完善工法、企業管理標準、工藝標準、產品標準等,不斷將設計標準化水平提高;發展建筑構配件、制品、設備生產并形成適度規模經營,為建筑市場提供各類建筑使用的系列化的通用建筑構配件和制品;采用現代管理的手段與方法,優化資源配置,科學的進行組織與管理,培養并發展信息管理系統和技術市場,適應發展社會主義市場經濟的需要。
二、建筑工業化的范疇
建筑工業化通過對現代的制造、安裝、運輸和科學管理的大工業的生產方式,進而來取代傳統建筑業中水平低下的、效率不高的、分散的手工業等方式。是建筑業的一個歷史性的進步。具體范疇如下:
第一,建筑工業化是手工業趨于現代化的一個生產方式的過渡,是對傳統建筑業中以手工為主的生產方式的一個替代表現,也是建筑業在市場經濟體制下發展的必然趨勢。建筑工業化以先進的設備、高科技以及技術為其先驅,同時在建筑標準化的基礎上,向外拓展到制品、設備以及配件的生產與運用,使得建筑業無論在生產方面還是在經營方面都逐漸趨于社會化、科學化、專業化。
第二,相對于傳統的建筑業,其機械化水平有了比較大的提高,減少了其步驟的繁瑣以及重復,摒棄了傳統手工業程序的復雜;此外,建筑工業化還擴展其建筑的應用范疇,逐漸構建成為一種以配件、設備等生產運用的市場經營模式,從而使得系列化的建筑市場成規模的設立起來,并且對其建筑設備做出相對準確的描述,凸顯出建筑工業化的多樣化,標準化,科學化等方面的特點,遵循企業管理制度,工商相關制度,提高并且完善建筑產品的標準,其管理模式采取現代管理手段以及方法,確保其資源的優化配置,實施科學的管理,進而培養和發展建筑市場,以適應現代社會發展的需求。
三、建筑工業化的發展
社會的迅猛發展,決定了建筑工業化是我國建筑業的發展方向。多年來,在建筑規模的持續擴大和建筑業體制改革的不斷深化下,我國的物質技術基礎表現為顯著增強,建筑業發展比較快,但是從整體角度看,質量問題還很多,勞動生產率增長幅度也不大,整體的技術進步表現為緩慢。為保證各類建筑其最終產品尤其是住宅建筑的功能與質量,改善勞動條件,加快建設速度,優化產業結構,大幅度提高勞動生產率,使建筑業盡快走上高質量高效益的道路,成為國民經濟的支柱產業。所以,要綜合考慮我國建筑業地區間的差距、技術發展現狀,以及勞動力資源豐富的特點;盡快繼續深化建筑業體制改革和適應建筑市場發展的要求,汲取我國幾十年來建筑工業化發展的歷史經驗以及國外有益的做法和經驗;重點針對房屋建筑,特別是對提高人民居住水平直接相關的、量大面廣的住宅建筑實施建筑工業化。
四、實現建筑工業化的措施
建筑工業化,第一步從結構設計入手,構建建筑新型結構規模體系,改變傳統的磚混結構模式,取而代之實施預制框架模式,包括預制裝配式結構體系、鋼結構體系,要讓多數建筑構件包括半成品、成品實行工廠化,建立新型結構體系并減少施工現場作業。建筑構件、成品、半成品以后場化、工廠化生產制作為主;施工上應從現場澆筑向預制構件、裝配式方向發展;高層、小高層建筑應由框架向剪力墻或鋼結構方向發展;多層建筑應由傳統的磚混結構向預制框架結構發展。第二方面是要加強用新技術施工的研發力度,主要是在支撐、模板及腳手架施工方向有所創新,減少施工現場濕作業,在懸挑腳手架、新型模板支撐與清水混凝土施工方面有所突破;在新型圍護結構體系方面,大力應用并發展新型墻體材料。
其次,新型結構體系方面,對鋼結構體系也因更盡快加大推廣的步伐,研發復合木結構建筑,應用預制混凝土裝配式結構建筑。現如今在我國,進行鋼結構建設的時機相對已經比較成熟,我國已連續8年在世界鋼產量上榮獲第一,相應的施工質量驗收規范、設計標準已出臺,一批鋼結構建筑已陸續建成;與此同時,鋼結構以其抗震性能好、結構安全度高、施工速度快等優點,在建筑業中應用的優勢與日俱增;鋼結構工期大大縮短,其使用面積比鋼筋混凝土結構增加面積4%以上。
再次,應積極提倡預制裝配式結構。目前,大量的混凝土結構都是現場澆筑的,不僅制造噪聲、造成環境污染,還增加了工人的勞動強度,并且工程質量很難保證。通過鋼筋混凝土后澆筑部分將梁、板、柱及節點連接成為整體的框架結構體系,具有減輕結構自重、減少構件截面、施工速度快、便于工廠化作業等優點,是替代磚混結構的一種新型多層裝配式結構體系。
結語
伴隨著我國國民經濟體制的不斷完善與發展,科學技術領域的不斷提高,越來越多的新建筑方法和新型材料將應用到建筑施工中,而我國建筑的工業化也將得到極大的發展,越來越能更好的滿足人民生活和生產的需求。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑業;發展情況;存在的問題
中圖分類號:X799文獻標識碼: A
一、柯橋區建筑業發展情況
1、產業規模大,稅收貢獻多
在國家一系列穩增長、調結構、促改革的政策措施推動下,柯橋區建筑業各項指標均保持較高的增長率。2013年度,柯橋區建筑業完成總產值1600.05億元,居紹興市各縣(市、區)首位,浙江省第二。房屋建筑施工面積13480萬平方米。產值超50億元的企業達到11家,其中超百億元5家。上繳柯橋區內稅收突破10億元大關,達到10.61億元, 32家建筑業企業名列實繳區內稅費排行榜前400位;20家企業納稅超過1000萬元。是柯橋區內的支柱稅源。
2、區內項目優,重點市場強
2013年度,柯橋區共發放施工許可證215份,建筑面積636.63萬m2;共審查施工圖260項,建筑面積861.01萬m2。無論從開工面積還是施工圖審查面積來看,較上年度均有明顯的上升趨勢,說明柯橋城市建設發展步伐仍在加速,全社會固定資產投資額仍然居高不下,這為柯橋區建筑業貢獻更多的稅收創造了基礎條件。
同年,柯橋區建筑業共完成省外產值1113.53億元,50億元以上區域市場完成產值694.95億元。形成100億以上區域市場4個,其中上海、江蘇兩個中心市場產值已接近200億;天津、湖南、海南、重慶、陜西、等市場增幅超過40%。但是,與上年度相比,北京、山西、四川等6個市場的產值出現了較為明顯的負增長。
3、行業實力佳,工業提速穩
柯橋區建筑企業行業競爭實力更強。寶業進入中國企業500強;寶業、中設、中廈入圍中國民營企業500強;寶業、勤業被評為中國建筑業競爭力百強企業;天工被評為中國建筑業成長型百強企業;柯橋區建筑業共晉升企業資質43項,其中一級資質8項;二級資質35項,被省廳列入特級企業培育計劃1家;共創省級以上優質工程94項,國家級優質工程25項,2013年“魯班獎”一舉收獲5項。
柯橋區建筑企業建筑工業化明顯提速。一是成立了新型建筑工業化技術委員會;二是寶業集團的PC裝配式建筑體系的設計、制作、施工和驗收規程,以及精工鋼構的整體裝配式外墻系統、屋面系統技術規程分別通過省建設廳技術論證,準予在全省推廣和應用。三是寶業集團與德國西偉德公司合作的PC工業化第一條流水線正式投產;寶業集團和日本大和公司合資成立“寶業大和工業住宅制造公司”,第一條輕鋼裝配式住宅生產線也已正式投產。四是建成鑒湖中學和錢清中學總建筑面積近10萬平方米的樣板建筑;新啟動之江學院的總建筑面積22萬平方米的試點項目;規劃出讓新型建筑工業化用地200畝。目前,柯橋區已形成以疊合板裝配和輕鋼裝配為主的新型建筑工業化結構體系,并擁有管樁、幕墻、系統門窗、節能門窗等一系列專業水平較高的部品生產配套企業,新型建筑工業化發展環境日臻成熟。2013年11月,紹興市新型建筑工業化研究中心在寶業掛牌成立。
二、柯橋區建筑業發展存在的問題
1、行業轉型升級任務艱巨
一是產業結構調整進展仍然緩慢,面對鐵路、軌道交通、高速公路等大土木工程投資迅速增長的巨大契機,柯橋區企業還缺少相關資質和準備。二是不少企業對傳統建筑產業的依賴度仍然較高,對行業快速變化的發展趨勢缺乏敏感度和積極的應對舉措。三是不少企業內部管理仍然粗放,風險防范仍然薄弱,處于亞健康發展的狀態。
2、企業經營成本居高不下
一是人工成本高。目前,我國工程結算普遍采用定額換算的方法,多數省份定額人工工資為60~70元/工,而市場價則為:大工(技工)250~300元/工,小工(輔助工)120~150元/工。由于定額已嚴重脫離實際,讓施工企業蒙受虧損。二是保證金名目多。各地實行種類繁多、標準不一的保證金制度,嚴重約束了企業資金的流動使用。三是資金十分短缺。一邊是資金籌集困難,一邊是應收款增多,使企業苦不堪言,特別是一些擴張過猛的企業,為維持運轉不惜借貸高額利息的民間資金,造成惡性循環。企業成本的持續增大,導致柯橋區整個建筑行業的產值利潤率偏低。
3、市場拓展能力有待提高
一是市場分布不盡合理。總體來說,目前柯橋區建筑企業的主攻方向仍然集中于沿海一帶,而對發展前景良好的內地缺乏熱情。從重點市場看,柯橋區 4個百億元市場中,沿海省份就占有3個;從區域分布看,2013年柯橋區在西部12省共完成產值153.08億元,不及上海一個直轄市。二是企業“走出去”發展意識仍待加強。目前柯橋區共有82家企業在省外承接業務,數字看似不小,但仍不到柯橋區企業總數的一半,仍有很大的潛力可挖。
4、企業發展水平差異明顯
一是中小型企業競爭力不強。2013年,柯橋區有23家企業產值超過10億元,其一級企業22家、二級企業1家;4家特級企業完成產值615.34億元,占總產值的38.45%。二是專業承包企業規模不大。2013年,除了精工鋼構和寶業幕墻2家企業外,柯橋區其他專業承包企業產值均在10億元以下,沒有形成規模效應。
三、柯橋區建筑業發展的重點和方向
1、著力加大政府支持引導
一是強化政策支持。研究出臺與支柱產業地位相適應的經濟激勵政策和行業保障機制;全力支持企業聯盟聯營,抱團合作,支持有條件的企業收購兼并外埠企業,打造企業集團。二是做大市場份額。堅持“走出去”戰略,為企業提供好推介、對接、協調等服務;引導企業采用多種方式與央企、國企建立協作關系,借船出海,努力在國際市場特別是歐美市場取得突破。三是推進品牌建設。著力于技術、質量和管理,以創優奪杯、精品工程、高大難項目為突破口,加大“柯橋建筑業”這一品牌的包裝和推廣力度,以品牌立市場,興市場。
2、著力加快行業轉型升級
一是加快生產方式轉變。堅持以發展新型建筑工業化為轉型升級的核心,提升建筑工業化的產業比重;加快工業化樣板基地建設,除在政府性工程中擴面應用外,積極推動新型建筑工業化走向社會化市場;制定出臺全省第一個新型建筑工業化結構體系行業標準,使柯橋區真正成為全省新型建筑工業化的領頭羊。二是加快產業結構調整。鼓勵幫助企業向鐵路、輕軌、水利、交通、能源等基礎設施建設領域進軍,提高非房屋建筑的業務總量和比重;鼓勵中小型企業發揮專業優勢,積極向贏利能力較強的幕墻、裝飾、鋼結構、建筑智能化等專業承包領域發展。三是加快經營管理創新。鼓勵企業積極采用EPC、BT、BOT等承包模式,從科研、設計、采購、制造、施工、裝飾和融資等運營環節進行整體打包承建;鼓勵企業建立與現代企業制度相適應的一系列內部管理制度,改變粗放管理狀態,提高決策效率和內控能力,增強企業生命活力。
關鍵詞:物流;多層倉儲建筑;內部交通設計
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著現代電子商務的異軍突起,物流行業有了突飛猛進的發展,運輸和快遞企業遍地開花。但是國內物流的成本居高不下,物流成本中以運輸和倉儲業為主。其中運輸成本相對來說都能得到較好的控制,本文重點講倉儲業在物流中的成本管理和控制。早期的倉儲建筑以單層建筑為主,同時貨物裝卸和周轉須占用相當大的運作場地。隨著現代物流的進一步發展和國家有關集約型發展的戰略,單層建筑在成本不斷上升已顯得不合宜,多層倉儲建筑成了不二選擇。
物流產業被認為是國民經濟發展的動脈和基礎,物流產業被喻為促進經濟發展的“助推器”。大力發展和提升物流產業成為經濟工作的當務之急。隨著我國經濟的快速發展,物流市場發展迅速、潛力巨大,估計年平均增長速度將保持在25%以上。適用物流企業的需求商將持續增多、服務項目將呈現多樣化;物流需求商將逐步減少所使用物流企業的數目,并要求物流企業提供咨詢式的高附加值的解決方案;物流需求商將對物流企業提出更高的要求。本文以廣東珠三角虎門港西大坦物流基地為背景,介紹現代倉儲建筑的發展。
1 項目案例
虎門港西大坦物流基地發展所處的社會經濟環境良好。東莞市制造業實力雄厚,產業體系齊全。是全球最大的制造業基地之一,制造業總產值占規模以上工業總產值的90%以上,形成以電子信息、電氣機械、紡織服裝、家具、玩具、造紙及紙制品業、食品飲料、化工等產業為支柱的現代化工業體系。東莞是中國經濟開放度最高的城市之一,已有來自全球90多個國家和地區的企業在東莞投資,東莞工業發達,擁有36個工業行業,200多個工業門類、2000多個大類產品完整的工業體系,其中石化、電子、汽車、機械工業規模位居全國前列。作為中國重要的綜合性工業生產基地,東莞的電子、化工生產能力在國內城市中居第二位,車輛制造規模居第三位,機械制造業的技術、規模居國內領先地位,家用電器業、建材工業也都具有較大規模。東莞是華東地區重要的交通、通訊樞紐,建立了全方位、立體化、大運量的交通運輸網絡,鐵路、公路、水運、空運、管道五種運輸方式齊全,擁有現代化的通訊體系。同時,東莞是全國四大科研教育中心城市之一,是全國重要的高教、科研基地,擁有一批國內一流的高校和科研機構。
物流市場發展迅速、潛力巨大,物流基地大多采用二層立體倉儲,人員垂直交通以樓梯為主。貨物垂直交通以貨物電梯為主。叉車等車輛設有專用坡道上下卸貨平臺,人員通過臺階上下卸貨平臺及辦公區。另根據消防規范設有若干疏散樓梯。建立標準倉儲庫位,以適應不斷變化的貨物需求。
2 根據使用功能選擇相應的建筑形式
21世紀是高度的市場經濟,在市場經濟條件下,有需求就有市場。在物流行業發展對倉儲容量需求不斷擴大的前提下,物流企業投入大量資金建設大型倉儲建筑。因倉儲建筑只需臨時堆放,無須加工包裝等,倉庫建筑結構形式相對比較簡便,為倉庫建筑的工業化創造了有利條件。建筑業在長期的發展階段中都是以分散的工匠傳承為主。但隨著我國的改革開放的發展,全國開展了大規模的經濟建設,應運而生了規模較大的建筑。傳統的生產方式已經落后于生產需求,不適應當代建筑行業的發展。因此能夠加快建設速度、降低勞動強度、減少人工消耗、提高施工質量和勞動生產率的工業化生產模式便開始發展起來。
建筑工業化是我國建筑業的發展方向。建筑工業化是指用現代工業生產方式和管理手段代替傳統的、分散的手工業生產方式來建造房屋,也就是和其他工業一樣用工廠化手段來生產房屋、構配件和建筑制品等定型產品。采用現代管理方法和手段,優化資源配置,實行科學的組織和管理,培育和發展技術市場和信息管理系統,適應發展社會主義市場經濟的需要。而工業化建筑即是指通過現代化的工業生產方式建造出來的房屋,是建筑工業化的成果。
綜上所述,我們能夠發現建筑工業化生產模式和工業化建筑是極具發展潛力、符合市場需求、體現當前社會生產力與科學技術發展的先進的建筑建造模式與建筑類型,值得我們關注與重視,并為其發展做出自己的努力。建筑工業化、智能化和機械化使得多層或高層倉儲建筑具備實用價值和成本優勢。
3 多層倉儲建筑的發展
物流倉儲企業為了實現企業價值,擴大企業經營。企業管理者必須的有限的投入內獲得最大限度的產出。建筑工業化使得多層倉儲建筑的成本大幅度降低,垂直運輸設備的進一步普及,使得貨物在倉庫內周轉更加便利。多層物流倉庫的主要使用功能是貨物的裝卸和短時間的存儲,多層倉庫可以使不同類型的貨物分層、分類堆放,使之利于對倉庫的管理。
根據物流園區的地形、地貌和周邊環境,貨物的種類,存儲時間的長短,貨車在建筑的集散流量大小等,設計出滿足使用功能的結構和外面形式。目前多層物流倉庫常用的空間組合形式有走道式、魚骨式和旋轉式,貨車的垂直交通通常布置在建筑的二端。隨著社會的進步,超大規模的多層物流倉庫建設越來越多,將大體量的多層物流倉庫細分為小體量的倉庫單元進行組合,為倉庫使用提供更多的靈活性,也利于防火分區設計的解決。體型組合在滿足生產使用要求的基礎上,還應運用建筑構圖的一般規律,組織與周圍環境相諧調的建筑群。組合空間時,在突出重點,強調中心的同時,建筑體型應簡潔,使變化中有統一,統一中有變化,使我們的工業建筑更具有藝術特色。
隨著時代的發展和科技的進步。人們的要求也不斷發展,對工業建筑設計也提出了更高的要求。一個良好的倉儲建筑設計,不僅要人性化,還應運用一定藝術手法,同時還應結合一定的新技術,新材料運用一定的新科技,才能設計出符合時代要求的倉儲建筑。建筑師只有將上述發展趨勢融入到自己的設計中才能創造出于時代相適應的倉儲建筑來,讓人們在使用倉儲建筑進行加工生產的同時享受現代工業廠房的藝術美。
4 合理組織內部交通
物流與城市交通就像主血管和支血管的關系,交通是物流園區規劃的首要問題。世界各國在規劃建設物流園區時十分重視物流園區的選址,物流園區一般設在交通便利的地區,緊臨鐵路、公路干線入口、港口碼頭和機場。物流園區的規模和經營方式決定了園區內交通的設計標準以及對外銜接的方式等。物流園區道路設計要以物流作業流程為基礎,以時間和空間為約束條件。以園區產生的物流和人流狀況為依據,合理布置線路,保證物流作業的通暢,為客車停車場與貨車停車場的設計提供依據。物流園區是各種貨物的集散地,同時物流企業大量匯聚,產生大量的人流和車流,導致物流園區內的交通組織較復雜,如果不合理布置物流園區的內部交通設計,將導致秩序混亂、安全性低、效率下降等。因此配合物流園區規劃與實施開展交通設計十分必要。交通設計的方法越來越多的利用到物流園區的建設,物流園區的的交通設計包括園區內部交通設計與園區外部銜接的交通設計。通過對物流園區進行交通設計,如:通過輔路將車流引導上路,以免對周邊的主要干道造成嚴重的交通干擾。使物流園區能夠提供安全、通暢、環保、便捷、高效率的服務,從而吸引物流企業入駐。
物流園區交通設計是物流園中不可缺少且至關重要的一環,其定位介于物流園區的整體規劃,須將物流園區的設計理念和外部交通的設計結合在一起,構建出物流園區的交通設計雛形,有助于物流園區內倉儲建筑的進一步發展。
關鍵詞:土木工程;發展現狀;未來趨勢;可持續發展;海底建筑
縱觀土木工程發展史,土木工程建設在和自然斗爭中經歷了古代、近代和現代3個歷史時期,從最初的萌芽時期和形成時期到如今的發達時期和成熟時期。從最初的簡陋住房到如今的多功能超高型建筑,可以說,土木工程業已經發生了翻天覆地的變化。進入21世紀以來,隨著科技的發展和人民生活水平的提高,土木工程行業越來越成為國民經濟發展的支柱產業,土木工程中越來越體現了技術與創新的作用,誰能在世紀之交把握住土木工程學科的發展趨勢,誰就能在知識經濟時代開創土木工程學科的新紀元。
1土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。
2土木工程的發展現狀
自從20世紀中葉第二次世界大戰結束以來,土木工程業取得了飛速的發展,這時期的土木工程擁有良好的現代科學技術,先進的工程設施體系和持久耐用的建筑材料,并且隨著計算機技術的不斷提高,也為土木工程的發展注入了新鮮的血液,為此當今的土木工程呈現出以下幾個特點:①工程功能化;②交通高速化;③施工過程工業化;④理論研究精密化。為了適應時展的需要,世界各國都建造了很多標志性建筑,例如我國上海的環球經融中心大廈,樓高492米,還有中國臺灣的臺北101大廈高508米,它們的出現都是當代土木工程師們智慧的結晶,如今,我國新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現,新結構、新材料、新技術被大力研究、開發和應用。發展之快,數量之巨,令世界各國驚嘆不已。
3土木工程的發展趨勢
3.1高性能材料的發展
隨著未來科學技術的不斷發展,鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規范;如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。單一的材料將難以滿足要求,復合材料也就應運而生,另外,材料的功能也將從單一的功能向多功能方向發展,并且為了適應土木領域的可持續發展,材料的使用也必須節能和環保。
3.2計算機應用
隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善,信息和智能化技術將全面引入土木工程,計算結果將更能反映實際情況,從而更能充分發揮材料的性能并保證結構的安全。計算機技術的引入將對土木工程領域的發展產生巨大的改善,其主要有四個方面的改善,分別為信息化施工、智能化建筑、智能化交通、土木工程分析的仿真系統。人們通過計算機技術將會設計出更為優化的方案進行土木工程建設,以縮短工期、提高經濟效益。
3.3環境工程
進入21世紀以來,環境問題已經越來越成為人們關注的熱點話題,氣候問題更是對人們的生產生活產生了巨大的影響,為了更好地滿足人與自然協調發展,堅持可持續發展戰略,土木工程與環境工程必將融為一體不可分割,城市綜合癥、霧霾、土地荒漠化、氣候變異、冰川消融、海水上升等一系列問題無不與土木工程息息相關,對于當代土木工程師來說,如何有效合理地解決大型乃至超大型建筑建設對環境的污染等問題,必將是土木工程師們在未來重點研究和思考的課題。
3.4建筑工業化
隨著建筑業體制改革的不斷深化和建筑規模的持續擴大,建筑業發展較快,物質技術基礎顯著增強,但從整體看,勞動生產率提高幅度不大,質量問題較多,整體技術進步緩慢。為確保各類建筑最終產品特別是住宅建筑的質量和功能,優化產業結構,加快建設速度,改善勞動條件,大幅度提高勞動生產率已是未來發展的必然趨勢,為了適應土木建筑領域快速高效的發展,實現建筑工業化是必然的趨勢。它的發展有四個重要方向:建筑設計標準化、構配件生產施工化,施工機械化和組織管理科學化。
3.5海底建筑
2010年4月26日,隨著中國大陸第一條海底隧道廈門翔安海底隧道建成通車,中國海洋這片美麗而又神秘的領域,在中國土木工程師偉大的探索與創新下,逐漸揭開了面紗,在今后的幾十年甚至幾百年,海底建筑將會是一種全新的建筑形式,有效利用海底空間是未來土木工程發展的一個必然趨勢,同時也對土木行業提出了巨大的挑戰。目前在全球范圍內,較為出名的海底建筑有馬爾代夫的海底餐廳、迪拜的水鐵餅酒店,相信在不久的將來,一定會有更多奇特的海底建筑出現。
3.6結構形式
隨著當今計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現,為結構形式的革新提供了有利條件。土木工程中一些復雜的結構工程的計算將得到解決,空間結構將得到更廣泛的應用,不同受力形式的結構融為一體,結構形式將更趨于合理和安全。
3.7新能源和能源多極化
能源問題是當前世界各國極為關注的問題,由于我國是發展中國家,工業生產正處速發展階段,對能源的需求和消耗都很大,為此如何解決和處理這些問題,這對土木工程業提出了新的要求,應當予以足夠的重視。此外,由于我國基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。在一些工業生產和污水排放方面,都應考慮可持續發展,另外在能源方面,開發新能源和節約能源都將是土木工程領域發展的必然趨勢,例如風能發電,開發太陽能和水資源循環利用,還有一些垃圾廢物的處理與回收。
關鍵詞:建筑產業化;預制裝配;節能環保;建筑技術
在過去的幾年中,歐、美、日等建筑工業化發達的國家和地區已經成為了一個實驗區,把預制裝配式建筑的概念延伸到極限,提供不同的解決方案來面對不同的挑戰。建筑的設計和建造技術有了很大的演變,在強大的技術支撐下,預制裝配系統幾乎可以滿足任何類型的建筑。也可以說預制技術的不斷發展為建筑形式提供了更多的可能性。
1.建筑產業化的發展
建筑產業化是運行于建筑行業中的一種有效的資源優化與配置,它通過先進的現代化管理模式,采用標準化的設計和機械化、裝配化的構部件生產方式,實現整個產業鏈的所有部品、設備、部件的產業化。建筑產業化意味著構件制造的工廠化、產品設計的標準化、現場施工的裝配化、房屋裝修的一體化以及運營管理的信息化。在規模化、集約化的生產經營方式下,建筑產業化能夠將技術、經濟與市場進行有效的結合,以較低的投資換取高額的產量,同時滿足消費者對房屋質量、安全以及舒適度的需求,帶動建材、冶金、新材料等多種關聯產業的技術創新。
隨著我國城鎮化水平的不斷提高,年均住宅建設量一直居高不下。然而,傳統現澆的建設方式需要大量的人工成本,且具有能耗大、效率低、成本高等諸多弊端,建筑產品的品質也無法滿足現代化社會發展的需求,對建筑業的進一步發展形成了制約,建筑行業的產業化升級是建筑行業優化發展的必經之路。
2.預制裝配建筑技術的優越性與應用
預制裝配式建筑技術是一種工業化的生產工藝方法,運用該技術建造的建筑,其包括內外墻板、空調板、疊合板、預制梁柱等在內的全部構件均由工廠預制生產加工完成,并運輸到施工現場通過組裝成型。較之傳統的施工技術,采用A制裝配技術生產可以減少六成的材料損耗和八成的建筑垃圾,將工期縮短為傳統方式建造工期的百分之七十五左右,同時實現百分之六十五以上的建筑節能。另外,通過裝配作業代替了大量的現澆作業,提高住宅的整體質量,促進設計的標準化提升,提高構建的生產效率,降低成本,從而實現整個建筑性價比的提升。預制裝配建筑技術主要應用于以下幾個方面:
2.1新型現代預制預應力混凝土結構
預制預應力混凝土結構是預制裝配技術的典型代表,它的主要構件包括預制預應力混凝土以及預制混凝土,配件由工廠預制完成,并運至施工現場進行組裝和部分澆筑。與傳統方式生產的完全現澆混凝土結構相比,新型現代預制預應力混凝土結構具有以下優點:
以裝配化生產代替傳統的手工生產,減少了工人的勞動力投入,降低安全事故發生的可能性,提高施工效率,縮短工期;具有優良的抗滲、抗裂、抗剪性能,自重輕;節約鋼材,減少成本投入;通過對預制構件的組裝,減少了傳統施工對環境產生的污染與噪音干擾;預制構件在標準化生產方式下具有較高的質量水平,為結構的安全可靠性提供了有效保障。
2.2預制鋼結構建筑
由于輕鋼的特殊性質,預制鋼結構建筑被越來越多地認可為一種綠色、生態的建筑體系。它不僅具有良好的抗震性能、耐久性能、保溫性能、隔聲性能,還能夠滿足節能環保的需求,這也符合我國建筑業發展提倡的可持續發展方針。輕型鋼結構被廣泛運用于多層住宅、民用會所、別墅等不需要承受較大荷載的建筑之中。與傳統手工住宅體系相比,預制鋼結構建筑主要具有以下具有以下優點:
大大縮短工程的工期,每建一層所花費的時間平均僅需三到四天,加快建設資金回籠速度,從而降低建設項目所具有的風險;建造過程靈活多變,即使用于冬季施工,也可以通過施工順序的先后調換,減少因使用防凍劑而形成環境污染的可能性;由于預制鋼結構建筑自身具有的自重輕、抗震性能好的性質,使用這種建造方式,能夠大幅降低預算,同時具有較高的抵御地震的能力,滿足居民的住宅安全性需求。
2.3集裝箱模塊化建筑
集裝箱模塊化建筑是指在空間上將建筑產品分割為多個模塊,并像搭積木一樣集合而成的建筑。作為此類建筑的主要工具,集裝箱具有低碳環保、抗震抗壓、可以重復使用等多種特性,因此被廣泛運用于酒店、汽車旅館、一些臨時性建筑的搭建以及災后重建的項目中。集裝箱建筑與傳統建筑相比具有以下優點:
能耗低,現場施工廢棄物少,多數構部件能夠循環使用,符合可持續發展和低碳環保的要求;由高強度鋼構成整體的結構,穩定性強,抗震、隔音、隔熱性能好,施工工期短,對周圍環境、居民生活影響較小;空間組合變換靈活,組裝拆遷簡易便捷,可供整體搬遷;成本低,對技術工人的依賴減少,生產效率高、質量優良。
3.建筑產業化與預制裝配建筑技術發展的不足與建議
我國對于裝配式建筑和建筑產業化的研究和發展仍處于初級階段,存在諸多缺陷和問題,主要包括:相關部門對于建筑產業化和預制裝配建筑技術的宣傳力度不足,相關的法規、政策不健全,造成這種新技術、新工藝對于許多開發商不具有較強的吸引力,房地產企業參與度不高,不利于建筑產業化與預制裝配建筑技術在我國的推行;科研部門缺少對于新技術的研究動力,研究成果向生產力的轉化率低,產業化程度低;缺少全國統一的技術標準,采用預制裝配技術建造的房屋質量難以用標準進行衡量和控制等。
針對這些不足,我們提出了以下幾點建議:
第一、相關部門應引起足夠的重視,加大宣傳力度,提供有效的土地、規劃、稅收、財政以及金融政策支持,鼓勵企業進行新工法、新工藝的研發,提高產業化的科技含量,建立健全技術保障與質量控制體系建設,培育預制裝配住宅產業鏈,推動建筑產業化的發展。
第二、積極學習借鑒國外的先進技術和經驗,建立起對參與生產的一線技術人員和工人的認證、培訓體系,組織相關人員定期進行學習和培訓,加強考核制度,推進技術創新和人才培養。
第三、由設計規程、部品部件生產以及施工驗收等方面人手,盡快制定預制裝配式結構體系的設計標準和規范,研發出配套的設計標準圖集和可供實際應用的計算軟件,并完善工程造價和定額體系等。
4.未來中國的預制裝配式建筑發展趨勢
展望預制裝配式建筑的未來發展,大到整體空間布局,小到建筑細部的每一個預制構件,將建筑群與環境雕琢的如此細膩。在我國,預制裝配式建筑的發展正處于向工業化發達國家學習的起步階段,設計、生產、運輸、安裝各環節的技術是實踐過程中首要攻克的難題,對于預制裝配式建筑在環境、功能及美觀等建筑設計方面的因素并無有針對性的深入探討。
[關鍵詞]建筑工程 新技術 新材料 新工藝 應用
中圖分類號:TH46 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)10-0119-01
1.建筑技術發展趨勢
近年來,建筑工程技術飛速提升,且向“高”“大”“難”和綠色施工發展。“高”即建筑高度不斷攀升、“大”即建筑規模不斷擴大、“難”即施工功能難度不斷增加、綠色施工即“四節(節能、節地、節材、節水)一環保”(理念)。并利用BIM、電子計算機及先進的施工管理軟件對施工進度計劃進行跟蹤控制。作為一名技術工作者必須熟悉現代工程材料、建筑結構形式、施工技術發展趨勢。
1.1 新材料發展趨勢。材料是建筑工程的基礎,新材料應具備輕質、高強、高彈性模量、高耐久性特點,由傳統材料向綠色環保方向發展。一是傳統材料改進。表現為鋼材的高強度、高耐久性。國外級別已達500MPa,推廣780MPa;我國《混凝土結構設計規范》(GB50010)提出“優先使用400MPa級鋼筋,積極推廣500MPa級鋼筋”。住建部和工信部聯合頒發的《關于加快高強鋼筋的指導意見》(建標[2012]1號)指出的目標是“加速淘汰335兆帕級螺紋鋼筋,優先使用400兆帕級螺紋鋼筋,積極推廣500兆帕級螺紋鋼筋”。其次是混凝土的高強、高性能化。除強度高外,自密性、可泵性等成為趨勢。二是新型結構材料應用。纖維增強復合材料(FRP),如碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等與傳統材料相比質量更輕、強度更高、耐久性更好、應用更廣。三是綠色環保材料。數據顯示建筑及相關產業能耗占全社會終端能耗的44-48%,建材能耗占17%。
1.2 工程新結構。在高層/超高層建筑、大跨度空間建筑、生命線工程中,涌現出了雜交組合體系、組合結構和混合結構體系等新型結構形式。一是高層/超高層建筑主要以框-剪、框-筒、筒中筒和框-支體系為主。組合結構主要是鋼骨混凝土、鋼管混凝土;混合結構主要是外鋼框架-混凝土核心筒結構。二是大跨空間建筑,屋蓋結構跨度超過80M,多用于體育館、展覽館、機場等大型公共建筑。常用結構形式有薄殼結構、網殼結構、網架結構、懸索結構和膜結構。
1.3.施工新方法。地基基礎施工主要包括深基坑技術和樁基礎技術。傳統施工技術革新體現在新材料技術、工業化應用方面,如混凝土泵送、鋼筋焊接網片。模板腳手架工程主要是提升模板、提升外腳手架技術和新型模板腳手架技術,如鋼鋁框膠合模板、塑料模板、插接式鋼管腳手架和盤銷式鋼管腳手架。
2.建筑施工新技術
2.1 深基A施工技術。深基礎是采用了特殊的結構形式、施工方法完成的基礎。包括深部結構體、 深基坑工程、承臺/筏形基礎結構體(大體積混凝土施工)、監測與環境保護。深基坑施工主要有開挖技術、支護技術、止降排水技術、監測技術。樁基礎施工主要有非擠土樁、部分擠土樁、擠土樁。工法有灌注樁后注漿法(SFC工法)、長螺旋鉆孔壓灌樁技術(CFA工法)。
2.2 高層/超高層施工技術。按結構材料分成鋼筋混凝土技術、鋼結構技術和組合結構技術。其中,模板有新材料應用和提升技術;鋼筋有連接技術、高強鋼筋推廣和工業化;混凝土有可泵性和大體積澆筑。鋼結構技術有構件加工、吊裝和連接三方面。組合結構技術有鋼骨混凝土和鋼管混凝土技術應用。混凝土結構施工技術主要是混凝土高性能、高泵程、垂直運輸以及模板工程材料采用鋼(鋁)框膠合板、塑料、玻璃鋼;大模板用在剪力墻和筒體結構;爬升模板用在內外墻澆筑;滑升模板用在高聳、剪力墻、筒體結構。予埋鐵件采用大磁鐵查找,以免亂鑿。鋼結構施工技術主要有吊裝技術、焊接技術、高強螺栓連接技術。組合結構施工技術有組合結構,如鋼骨混凝土柱。混合結構如外框架-混凝土核心筒,還有鋼骨混凝土結構施工技術。
2.3 大跨空間施工技術。包括網架與網殼結構施工技術、懸索結構施工技術、膜結構施工技術、弦支穹頂結構施工技術。
2.4 減震控制建筑技術。包括主動控制技術、被動控制技術(又稱“結構耗能減震”技術)、混合控制技術。主要有疊層橡膠隔震技術、屈(拉)曲(壓)約束支撐技術。
3.建筑工程新材料
3.1 高強度材料。首先是高強高性能混凝土。具有高強度、高工作度、高體積穩定性和高抗滲性的混凝土。其次是高強度鋼筋。屈服強度為400MPa和500MPa級HRB和HRBF以上。強屈比大于1.15;伸長率大于7%,若推廣成全國主導受力筋,可節約30%鋼材。
3.2 輕質材料。根據《輕骨料混凝土結構設計規程》(JGJ12),干表觀密度不超過1950kg/m3;《建筑業10項新技術》(2010版)規定其表觀密度小于1900kg/m3。輕質材料運輸成本減少;保溫隔熱、耐火、隔聲及抗震性能增強。
3.3 高耐久材料。主要有耐久性混凝土,耐火耐候鋼材。
3.4 復合建筑材料。主要有纖維混凝土(FRC),纖維增強復合材料(FRP)。
3.5 綠色環保建筑材料。“3R”理念――Reduce、Reuse、Recycle。主要有綠色高性能混凝土、再生骨料混凝土、綠色墻體材料。
4.建筑施工新工藝
4.1 建筑工業化新技術與工藝。首先是焊接鋼筋網片技術,在工廠用專門的焊網機焊接成型的網狀鋼筋制品。其次是成型鋼筋制品加工與配送,在專門加工廠,按嚴格的工藝程序,用專業機械設備制成盤、直條鋼筋制品供應給工程。三是預制混凝土裝配整體式結構施工,采用工業化生產方式,將工廠生產的主體構配件運到現場,使用起重機械吊裝到設計位置,再用壓力注漿、后澆混凝土或后澆疊合層混凝土等方式將構配件、節點連成整體。
4.2 建筑結構施工新工藝。傳統腳手架已不能適應“高、大、難”的現代建筑施工需要,必須采用附著升降腳手架技術和液壓爬升模板技術。混凝土采用清水砼施工工藝、高強高性能混凝土施工工藝。
5.綠色建筑和綠色施工
按《綠色建筑評價標準》(GB/T50378)定義,在建筑的全壽命周期內,在大限度地節約資源、保護環境和減少污染,為人們提供健康、使用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。“綠色建筑”=“綠色規劃、設計”+“綠色施工”+“綠色運營”+“綠色拆解”。根據《綠色施工導則》,工程建設中,在保證質量、安全等基本要求的前提下,通過科學管理和技術進步,最大限度地節約資源與減少對環境負面影響的施工活動,實現“四節一環保”。
關鍵字:鋼結構;建筑;結構設計
1.引言
隨著科技的發展新型材料的運用越來越廣泛,以鋼結構為主體的建筑是現代空間結構發展的主流。鋼結構,以其強烈的工業化特色和輕質高強的優勢,在工業及民用建筑中的應用越來越廣。鋼體建筑已成為推動我國建筑行業快速發展的新型坐標,是現代建筑工程中較普通的結構形式之一。
2.現代鋼結構的特點
2.1?建筑與結構的設計與功能一體化
在鋼結構建筑中,結構的形體,構件很大程度上制約著建筑的形象。因此,在結構選型與布置階段尤其重要。鋼結構建筑設計的復雜化與精致度要求越高,對細部設計、建筑細部質量的要求也越高。鋼結構建筑設計具有建筑設計的一般屬性,其專業化不但能提供豐富的設計知識而且能有效的整合設計資源和市場專家共同對建筑負責。
2.2?鋼結構原材料可以循環使用
鋼結構的發展很大程度上填補了我國資源、能源短缺的現象。鋼材以其高強度高效能的特性被廣泛運用在生活之中,鋼材不需要制模式施工,邊角料等可通過再循環利用顯示其高價值。全封閉式保溫隔熱防潮系統的新型住宅主要是利用鋼材的特性,國際上發展的新型環保節能住宅的特點是溫度變化小,熱損失低且節能。
2.3?工程建設成本低,工期短
為了實現了建筑工業化大規模生產,鋼結構協調統一建筑模數的標準,提高了建筑智能工程。為了使材料加工和安裝合作化,鋼結構建筑進行了預工程化,從而大大降低了建筑的建設成本;與此同時縮短了工期,加快了施工速度,由此推進了房地產開發商的買賣進程,使建筑能更早投入使用,滿足消費者需求。
2.4?建造大跨度和超高、超重型的建筑物
鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜; 其密度與強度的比值遠小于其他建筑材料,在同樣受力情況下鋼結構自重小,從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體。比如日本東京后樂園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結構,面積達28000平方米。
3.鋼結構在建筑中的應用
3.1?高層建筑鋼結構的應用
鋼結構材料輕質高強、承載力高而自重輕。據統計高層鋼結構的自重僅是鋼筋混凝土高層結構自重的一半到60%左右。鋼結構構件均在工廠制作加工,且鋼材可以回收,建造和拆除時對環境污染較少。為了保證高層鋼結構承載,我國配置適用于使用條件的承重結構體系鋼筒中筒體系及鋼框架-鋼筋混凝土剪力墻組合結構體系。
3.2?大跨度鋼結構
大跨度結構多用于多功能的場館、飛機場等,現在人類已具有建造跨度超過千米的超高層建筑能力。為了滿足建筑對跨度的限制要求,膜結構與鋼索相結合形成索膜結構體系在建筑中頻繁出現,這種方式的結合已成為這類型建筑標志,如英國的千年穹頂,其直徑長達到320m,它是形體與性能的完美結合,其展覽建筑多為索膜結構體系。
3.3?其他鋼結構建筑類型
由于鋼材具有良好的韌性和強度,故還可以用于重型廠房結構、可拆卸的結構以及海上采油平臺等其它鋼結構構筑物。施工現場可利用面積小,鋼結構以占用土地面積小而被廣泛應用。因此,鋼結構因其諸多優點而廣泛應用于其他非住宅類建筑。
4.國外鋼結構的發展現狀
近年來,以美國、日本的建筑鋼結構建設事業蓬勃發展。在美國,低層建筑中采用鋼結構還是很普遍。美國輕鋼結構廣泛應用于工廠、體育館、展覽館等建筑。輕鋼具有自重輕,建設周期短,適應性強,造價低,易維護等特點,故其被發達國家廣泛應用。世界上最大的室內體育館是美國建設,主要由索、桿、膜組成,是當今最有發展前途的一種新型空間結構。日本高層主要采用鋼結構,由巨型結構柱和、空間桁架梁組成的體系建造出鋼結構建筑,如最大的懸索橋為日本的名石大橋。從美國、日本、歐洲一些發達國家的經驗看,建筑業即將成為鋼材的主要市場。
5.我國建筑鋼結構的前景與差距
鋼結構建筑是一個國家經濟實力的重要體現,是一個城市的標志性建筑。大型建筑企業的競爭力不斷提高,建筑行業綜合實力的快速發展,為我國建筑鋼結構行業提供了良好的市場機遇。據統計,目前我國建筑用鋼約占整個鋼材消費總量的1/2,其中房地產建筑用鋼約占整個建筑用鋼的3/5。截止“十二五”末,我國鋼結構產量將達6000萬噸,我國建筑鋼結構行業迎來發展機遇。建筑鋼結構的運用將向高層住宅公路、鐵路橋梁建設等領域發展,我國政策的支持和引導為建筑鋼結構行業發展帶來新機遇。
與世界發達國家相比,鋼結構行業相關技術、設計水平、產品質量等還比較滯后,國內高層鋼結構鋼材幾乎都從國外進口,工程總承包由國外承擔, 行業技術標準規范、管理水平等方面還存在較多的問題。
為了解決這種現象,筆者認為,應從以下三方面進行改善:第一,要積極引進國外先進技術,與發達國家在鋼結構建筑領域開展廣泛的技術合作和交流,學習先進經驗,加快鋼結構企業與國際市場接軌的步伐;第二,為滿足市場需求,亟須推進設計理念優化,培養我國自己的建筑鋼結構工程設計人才隊伍,培育出更多的優秀人才;第三加強建筑鋼結構行業管理體系,進一步強化行業自律,整頓市場無序競爭、提高工程的質量。
參考文獻:
[1] 黃友江.鋼結構的穩定設計分析[J].黑龍江科技信息,2009.
[2] 高層民用建筑鋼結構技術規程(JGJ99-98).北京:中國建筑工業出版社,2002.
[3] 鋼結構設計手冊(第三版).北京:中國建筑工業出版社,2004.
關鍵詞:裝配整體式 混凝土 結構體系 應用
引言
1956年,國務院在關于加強和發展建筑工業化的決定中指出:為了從根本上改善我國的建筑工業,必須積極地有步驟地實現機械化、工業化施工,必須完成對建筑工業的技術改造,逐步地完成向建筑工業化的過渡。1977年北京采用裝配式混凝土建造的房屋占混凝土結構房屋總數的30%,上海占50%。70年代,預制混凝土空心樓板得到了普遍應用。70年代末,我國引進了南斯拉夫預制預應力混凝土板柱結構體系。隨著裝配整體式混凝土結構體系的發展,在工業廠房和住宅結構中不斷得到應用。近年來,國內對裝配式預應力混凝土框架結構做了許多卓有成效的工作包括常點受力分析、整體性分析、極限承載力分析以及低周反復荷載作用下的抗震性能試驗等。
一、裝配整體式混凝土結構國內應用現狀及主要問題
1.國內應用實例
2005年底萬科地產公司對建成的工廠化預制鋼筋混凝土多層住宅1號試驗樓對其進行有益的研發和探索。該公司對其結構住宅進行了理論分析、比較,最終采用梁柱中間拆分框架體系。該體系的優點在于梁和梁、柱和柱連接節點位置的選擇在結構受力最有利的位置,更容易保證整個預制框架體系結構的安全性和可靠性。
2008年萬科又開發了沈陽萬科工業化住宅示范樓,其結構形式為剪力墻結構――預制外墻與現澆內墻結合式,首創了預制外墻和剪力墻結構體系融合的新模式。
同年南京大地集團公司從法國引進一種預制預應力鋼筋混凝土裝配整體式框架結構體系一世構體系。它的節點由鍵槽、U形鋼筋和現澆混凝土三部分組成,其中的U形鋼筋主要起到連接節點兩端梁端的預應力鋼筋在鍵槽即梁端塑性鉸區實現搭接連接,U形鋼筋在世構體系中起著重要的連接作用,其施工工藝的好壞直接影響世構體系的節點性能。目前U形鋼筋的施工工藝還過于復雜也成了世構體系進一步推廣的障礙之一。
2.存在的主要問題
我國的裝配整體式結構體系技術比較落后,一方面由于唐山地震中大量預制混凝土結構遭到破壞使人對裝配式結構的應用更加保守,另一方面,國內的預制混凝土構件存在著跨度小、承載力低、延性差、品種單一等諸多問題,也嚴重阻礙了裝配式結構在我國的發展。我國裝配整體式混凝土結構還未得到廣泛的推廣,另外,在實際應用中對于該結構體系的預制柱之間的連接,現澆梁和預制柱的節點連接,自承式鋼筋桁架疊合板的理論研究甚少,特別是裝配整體式混凝土結構的設計規范尚需要完善。
二、裝配整體式結構體系的施工特點、重點及難點問題分析
1.裝配整體式結構體系的施工特點
裝配整體式結構的構件之間的連接以現澆節點為主,構件與構件之間通過現澆節點連接,預制PC構件的鋼筋伸入現澆構件中錨固連接,新舊混凝土之間按照后澆帶處理方式施工,保證了房屋的整體性,同時徹底消除了構件制作誤差和安裝誤差,不會出現隔音、防水問題。
根據現階段我國應用的現狀來看,裝配整體式結構房屋,在保證房屋整體性能的前提下,均屬于采取部分預制的策略,采用“有選擇性的確定預制范圍”原則,例如剪力墻、框架柱等承擔水平作用較大的主要垂直承重結構構件,均采用現場澆筑的方法,其余非承重構件或非主要結構承重構件考慮預制,或者采用預制疊合的方法,首先保證了結構的受力性能,其次預制構件之間以及與承重結構構件之間采用現場澆筑的方式連接,不存在縫隙,因而減少了防水隔音方面的后患,同時有利于消除構件制作安裝的誤差,提高建筑的整體質量,雖然這樣做預制率有所下降,但是由于所處時代不同,現澆部分可以采用工具式定型模板進行生產,效率高、質量好,也一樣達到了效果,這種施工工法更加合理。
2.裝配整體式結構體系施工的重點及難點
新舊混凝土的連接構造是現場施工的一個難點,預制構件與新澆筑混凝土之間的連接難度更大,要求預制構件連接部位表面必須是露出毛碴,這成為預制PC與現澆混凝土能否連接位整體的關鍵,技術落后的方法就是用人工鑿毛,這會對構件形成“隱傷”,目前普遍采用的方法是在混凝土凝固前,將連接部位表面“掃毛”,預制構件連接部位可以做到粗骨料外露一半,我們稱為“水洗面”,并且不擾動構件混凝土,確保連接可靠。
目前國內外對預制PC技術的運用,在建筑設計、模具、構件生產、現場施工安裝等多個環節都是獨立分散的、不成系統的,設計單位、制造廠商、施工單位都只對自己的業務領域相對熟悉,對其他領域的知識和經驗很少,能夠全面系統掌握預制PC建筑的設計、制造、安裝技術的公司為數不多,這就限制了預制PC技術在裝配整體式建筑中的發展和應用。
三、裝配整體式結構住宅的合理化方案選擇和建議
目前國內住宅逐漸向多高層發展,結構形式多數以剪力墻為主,只要主要技術指標已經確定,項目的材料用量就已經基本確定,因此材料成本的可節省空間有限,怎樣將原材料變成房屋產品,其實是整個生產建設活動的過程決定了建筑的成本,因此技術方案尤為重要.
針對每一個項目,到底選取哪些構件進行預制比較合理?對這個問題不好一概而論,應該結合項目管理人對裝配整體式工法的理解,以及當地所具備的生產、安裝條件來確定,既不能為了預制而預制,也不能有條件而不發揮預制的優勢,應該綜合各種因素來確定具體的方案,如果不能因地制宜地合理選擇技術方案,在某些條件不成熟的情況下,盲目地追求預制,才是造成裝配整體式結構成本上升的真正原因。
1.裝配整體式結構施工方式的造價構成
裝配整體式結構的土建造價構成主要由直接費、間接費、利潤、規費、稅金組成,與傳統方式一樣,間接費和利潤由施工企業掌握,規費和稅金是固定費率,構件費用、運輸費、安裝費的高低對工程造價起決定性作用。
2.降低裝配整體式結構工程造價的具體措施
(1)優化設計
由于設計對最終的造價起決定作用,因此項目在策劃和方案設計階段時,就應系統考慮到建筑方案對深化設計、構件生產、運輸、安裝施工環節的影響,合理確定方案,并合理設計預制構件與現澆連接之間的構造形式,降低生產、施工難度。
(2)優化工藝、簡化工藝(模具技術、流水線、)
從萬科、大地公司的情況看,預制外墻都必須采用反打工藝,需要使用大量的密封膠條輔助材料,施工工序復雜,增加了成本,構件生產采用固定工位,如果對生產模具進行革新,使模具成為長期使用的通用設備,并改為流水線生產方式,可以大大提高生產效率,從而降低構件生產成本。
(3)合理選擇技術路線和安裝工法
不同的技術路線決定了不同的生產工藝和安裝工法,產生不同的生產和施工效率。項目在設計階段,可根據工程特點,從以上構件產品中選擇合理的技術進行組合,既要考慮到構件生產、安裝的成本,又要考慮到現場現澆的成本,綜合確定技術方案。
四、展望
隨著我國政府主導的保障性住房不斷推進,裝配整體式結構將獲得更大的發展及應用;但也應該認識到:我國目前的住宅產業化水平與國際先進水平差距較大,要迎頭趕上還要有一個漫長的過程,引進國外住宅產業的先進發展模式,在國內需要有一個消化吸收和適應的問題,并在這個過程中將逐漸形成適合我國住宅產業化的發展之路。
參考文獻:
關鍵詞:建筑工業化 模塊化施工成組技術計算機仿真技術
中圖分類號: TU5 文獻標識碼: A 文章編號:
一、模塊化施工理念
為了便于理解模塊化施工,我們將模塊化施工和傳統的施工做一比較。傳統的施工過程可以簡化成以下流程:先由土建人員進行土建施工;然后移交給安裝人員引入鋼結構、設備、管道等,期間可能需要吊車拖車等進行協助;待鋼構件、設備、管道等基本引入到位后,再反移交給土建人員進行二次作業,如二次澆注,粉刷,二次地面等;當條件具備后,安裝人員在某些區域進行電氣儀表等精密設備的安裝;最后整個系統施工完成后移交給調試與運行。而模塊化施工是一種先進的施工理念,它將土建、安裝、調試等工序進行了深度地交叉,在土建施工的同時,可以依照模塊設計圖紙,進行其它的專業施工。土建施工完畢后,專業單位根據已分好的模塊,將在加工廠和制作場地制作好的模塊運往現場進行裝配,迅速的完成施工作業。
模塊化施工,它的先進在于它大量地引入了平行作業,施工進度快,可在短期內交付使用;勞動力減少,交叉作業方便有序,施工高空作業大為減少,有利于保證安全;每道工序都可以像設備安裝那樣檢查精度,且施工環境大大改善,有利于保證質量;施工現場噪音小,散裝物料減少,廢物及廢水排放很少,有利于環境保護;施工成本降低。模塊化施工的精髓并沒有徹底顛覆傳統施工理念,而是依靠當今的先進技術把它進行了優化。
二、模塊化施工的方法
1.首先,整個項目設計圖紙下來后,施工人員及工藝工程師根據現場的實際情況,進行施工和設計更深度的結合,也就是進行圖紙的深化設計。
2.在深化設計圖紙的基礎上,結合下列幾點將深化設計圖紙轉化為模塊設計圖紙。模塊設計圖紙主要解決對建筑產品進行模塊劃分,模塊和模塊之間對接的節點形式,要求偏差等問題。另外,利用成組技術將功能相近的構部件進一步優化,以便批量生產。模塊設計要根據以下因素來進行:構件的節點形式、現場的運輸道路情況、運輸設備和吊裝設備的能力、模塊和模塊對接的節點要求和難易程度、土建的施工方法,如采用閉口施工還是開口施工、模塊和模塊對接時調整面或點的設置位置等。
3.運用空間分析程序和計算機模擬仿真技術對施工的每一工況進行模擬仿真,驗證模塊劃分的可行性,進一步優化模塊。
4.模塊制作。根據劃分好的模塊,在加工廠或制作場地進行模塊制作。對于結構模塊,要注意制作模塊平臺的平整度、模塊的尺寸精度、模塊的吊裝點的設計、運輸及吊裝變形的預防。設備模塊制作時,要注意設備的方向和位置、調整段的留置點位置、吊裝點的選擇、運輸和吊裝過程對設備的保護等。
5.模塊運輸和安裝。目前,運輸設備和吊裝設備的發展使得小型模塊的安裝、運輸和吊裝不成問題。但如果要運輸一些大型的模塊,由于運輸條件的限制,就需考慮靠近安裝現場進行制作。運輸可以通過做簡易胎具進行,另外也可將小型模塊運送到安裝現場組裝成大型模塊再進行一次性安裝。
三、模塊化施工在具體施工中的應用
(一)下面以中冶集團的兩個工程為例,說明模塊化施工在具體施工中的應用。1250熱軋薄板工程總投資14億,原定合同工期24個月,但由于圖紙問題等,總工期實際上只有12個月,而且土建施工完成后給安裝和調試的工期已所剩不多。筆者所在分公司負責整個水系統的管道和設備安裝,加熱區和主廠房的鋼結構制作安裝工作。屋架跨度30米,在結構安裝過程中,將整個廠房結構分為柱子,吊車梁和制動梁輔助桁架拼接成整體模塊,每兩榀屋架在地面將檁條、拉桿等全部安裝完畢后作為一個模塊進行整體吊裝,在整個施工過程中收到好的效果,機械費用降低了20%左右,進度比原來提高了三分之一,而且大大降低了高空作業,減少了安全事故的發生。在水系統施工過程中,最大的循環水泵房24臺大型水泵,8臺過濾裝置,閥門130余個,管道從DN200到DN1400共計500余米。依照所排工期,土建交給安裝條件到安裝完成時間只有15天,如果常規的施工方法,施工時間在30天左右。在施工過程中,當圖紙到位后,對整個現場及吊裝設備進行驗算,將圖紙上管道和設備安裝分為水泵、水泵前支管和閥門設備、水泵后支管和閥門設備、主管道管道和閥門設備幾大模塊,在1250主廠房北側300米的制作場地進行模塊預制。還未等土建施工完畢,幾大模塊已經預制完畢,而且對于其它小的設備和管道安裝也同時進行了預制(如下圖),這樣大大提高了施工進度,施工質量,而且改善了現場作業人員的工作環境。中心循環水泵房僅用14天就出色的完成了施工任務,而且模塊化施工可以增加整個系統的完整性,可以使試車調試提前交叉進行。整個1250熱軋薄板工程,正常施工作業2年完成的工作量壓縮到12個月,成本降低率最后核算達到近30%,這些很大成度上得易于模塊化施工。
(二)在一1160M3高爐工程中,通過運用模塊化施工,大大加快了施工進度,提高了施工質量,降低了高空作業工作量,確保了安全生產。在高爐結構制作安裝過程中,將高爐爐殼分為六個吊裝單元模塊,將高爐結構分為高爐框架柱、高爐圍管及圍管平臺、高爐平臺欄桿、高爐爬梯等幾大模塊,這些模塊均在地面進行預先預制拼裝,之后整體模塊吊裝,從而克服了以往由于高爐安裝垂直高度高,且上部工序未完成不能進行下部工序的缺點,使得幾個工序平行作業,加快了進度。在過去需要用一個月才能完成的工作量現在通過利用模塊化施工僅用了18天時間就完成了高爐爐帽以下爐殼的安裝,27.8米及以下框架平臺的安裝。另外,由于原設計的安裝接點由高空改為地面,也大大提高了焊接質量。
四、模塊化施工中面臨的挑戰和應對措施
1.首先,模塊化施工使工作面很大程度的鋪開,但又對生產的精細化程度要求越來越高,這就要求加強各個加工預制地點的信息溝通,信息技術成為工程建造管理中不可或缺的重要手段。只有通過信息技術的廣泛應用,才能對生產過程進行有效的管理和深層次的控制。此外,信息技術的應用必須滲透到建造過程和工藝控制當中,嘗試深度利用Primavera、Intergraphy及辦公室自動化等相關軟件資源。
2.培養施工現場技術人員的模塊化設計能力,加強施工圖設計與建造工程的深度結合,優化施工模塊及模塊之間的接口/節點形式,提高工廠化預制能力,優化現場施工方案和資源配置。這樣做的目的是讓建造與設計的接口由外部接口變為內部接口,從而縮短協調路徑,提高協調效率,縮短工期。