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關(guān)鍵詞:節(jié)能減排;裝配式住宅;營造體系;標準化;模塊化
中圖分類號:TU208
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2014)06-0141-06
1 引言
裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預制混凝土構(gòu)件或部件通過鋼筋、連接件或施加預應(yīng)力加以連接并現(xiàn)場澆筑混凝土而形成整體的結(jié)構(gòu),又簡稱為預制裝配式結(jié)構(gòu)(precast concrete,PC結(jié)構(gòu)),按照此工藝建造的建筑,稱為裝配式建筑,亦可稱為PC建筑。由此體系建造的住宅為裝配式混凝土住宅。裝配式混凝土住宅是住宅生產(chǎn)方式的變革,住宅產(chǎn)業(yè)化是住宅建設(shè)的發(fā)展趨勢,是實現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟的必然需求。當今世界,能源緊張、節(jié)能減排已是全球共同的話題,住宅建筑的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化勢在必行。
裝配式住宅工業(yè)化生產(chǎn),這與國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、節(jié)能減排、原材料的循環(huán)利用、提升建筑質(zhì)量等是密切相關(guān)的,政府在管理層面上也出臺了一系列政策大力支持。裝配式混凝土住宅已逐步在全國各地進行推廣,各地也初步形成了符合當?shù)靥厣难b配式混凝土住宅體系,也有相關(guān)的地方規(guī)范出臺。但從目前裝配式混凝土住宅的實際情況來看,存在的一個重要的問題是,標準化、模數(shù)化沒有充分體現(xiàn);建筑形式與裝配式、工業(yè)化的關(guān)系不緊密。產(chǎn)生此問題的根本原因是缺少一個標準的營造體系。
2 營造體系的標準化需求
國內(nèi)的PC技術(shù)有很多種,各地不盡相同。萬科在全國各地推廣的PC也有多種體系,北京萬科的是預制整體式剪力墻技術(shù)(豎向套筒連接),深圳萬科是內(nèi)澆外掛體系,上海萬科是PCF體系,上海城建(集團)采用的是框架體系。體系眾多,裝配式住宅產(chǎn)品的設(shè)計標準化、模數(shù)化的概念不強,和現(xiàn)澆的住宅產(chǎn)品比沒有實質(zhì)性的變化。標準化、模數(shù)化的缺失,導致裝配式住宅的建造成本大幅度提升。同時也存在為了預制而預制,或者象征性的采用部分的PC技術(shù)。達到此目的很容易,造價也不會太高。然而建立一套成熟的技術(shù)體系則需要長時間的實踐和堅持,只有不斷改進和優(yōu)化才能進一步降低成本,將技術(shù)的推廣應(yīng)用推向成熟。
2.1 裝配式建筑的技術(shù)策略
基于對裝配式建筑多年研究和實踐,建議可采用如下技術(shù)策略。
2.1.1 向制造業(yè)學習
我國建筑行業(yè)一直走的是粗放型的發(fā)展道路,標準化缺失,模數(shù)化沒有真正推廣開,建筑部品在推廣和應(yīng)用模數(shù)協(xié)調(diào)方面貫徹不力,導致住宅產(chǎn)業(yè)化長期形不成,開發(fā)成本、效率和效益低下。住宅開發(fā)及部品生產(chǎn)標準化概念淡薄,模數(shù)協(xié)調(diào)理論早丟到腦后。部品設(shè)備無序化生產(chǎn),技術(shù)引進名目混亂。我們一直號召向制造業(yè)學習,像造汽車那樣造房子,向機械行業(yè)、計算機行業(yè)學習,學習什么?首要的就是要學習標準化、模塊化思想,用標準化的理論知識武裝頭腦,結(jié)合建筑行業(yè)的實際,解決PC技術(shù)應(yīng)用帶來的成本居高不下、難以標準化的問題。同時需要建立標準化的一系列標準文件,占據(jù)行業(yè)發(fā)展的高端地位,引領(lǐng)社會化大協(xié)作生產(chǎn)模式的技術(shù)發(fā)展方向。
2.1.2 熟悉各種不同的技術(shù)體系,吸取各種技術(shù)體系的長處,尋找技術(shù)實施和研發(fā)的現(xiàn)實條件
技術(shù)體系的成熟不是一天兩天的事情,各種結(jié)構(gòu)技術(shù)體系均存在一定的優(yōu)缺點,沒有完美的技術(shù)體系。但可以結(jié)合規(guī)范的允許范圍,促進成熟可靠技術(shù)的實施推廣;并聯(lián)合社會各界技術(shù)研發(fā)力量,搭建尚未成熟的技術(shù)的研發(fā)平臺,熟悉掌握各種可能出現(xiàn)的技術(shù),在有條件時開展試驗。
2.1.3 以成本為導向研發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品,同時注意技術(shù)體系的延展性
宜家的產(chǎn)品設(shè)計有一個特色,那就是“先制訂價格,再進行具體設(shè)計和生產(chǎn)”,所以出現(xiàn)很多價格低廉、非常具有設(shè)計感的家居產(chǎn)品。宜家憑這樣的設(shè)計理念讓宜家的產(chǎn)品走進了干家萬戶,在激烈的市場競爭中占得一席之地。
做裝配式住宅也可以根據(jù)售價未開始設(shè)計,根據(jù)不同的受眾群體來設(shè)計適合他們的裝配式住宅。但同時還要考慮到裝配式技術(shù)的延展性,縱向是自身技術(shù)的發(fā)展的脈絡(luò)要清晰,在質(zhì)量穩(wěn)定和成本可控的同時逐步提升預制率,提供更加高質(zhì)量的產(chǎn)品,橫向是將裝配式住宅技術(shù)向其他領(lǐng)域擴展到辦公、商業(yè)乃至于各種業(yè)態(tài)的綜合集群建筑。
2.2 關(guān)于標準化、模塊化的研究
2.2.1 標準化
標準定義為“在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序,對活動或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復使用的規(guī)則,導則或特征的文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致并經(jīng)一個公認的機構(gòu)批準?!睒藴蕬?yīng)該以科學技術(shù)和經(jīng)驗的綜合成果為技術(shù),以促進最佳社會效益為目的。制定標準的對象是重復性事物或概念;制定標準的對象,包含生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)濟工作和社會活動各個領(lǐng)域,但并不是所有的事物或概念,而是比較穩(wěn)定的重復性的事物或概念;標準產(chǎn)生的客觀基礎(chǔ)是“科學、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果”;標準在產(chǎn)生過程中要“經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致”;標準的本質(zhì)特征是統(tǒng)一;標準“由標準主管機構(gòu)批準以特定的形式,作為共同遵守的準則和依據(jù)”的統(tǒng)一規(guī)定?!皹藴省笔且粋€廣義的概念,有文件標準、實物標準等。
2.2.1.1 標準化的定義
標準化為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序,對實際的或潛在的問題制定共同的重復使用的規(guī)則活動。上述活動主要是包括制定、及實施標準的過程。標準化的重要意義是改進產(chǎn)品、過程或服務(wù)的適用性,防止貿(mào)易壁壘,并促進技術(shù)合作。標準化的總目的是為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序并促進最佳的社會效益。除此之外,標準化還有一個或多個特定目的,以適應(yīng)某種需要或選擇。標準化的方法原理:標準化的基本原理通常是通行的八字原理:“統(tǒng)一、簡化、選優(yōu)、協(xié)調(diào)”。
2.2.1.2 標準化設(shè)計
標準化設(shè)計是指標準件的選用和常用件的設(shè)計。標準件設(shè)計中提高效率的最簡便的方法是建立標準件庫和常用件庫。經(jīng)過生產(chǎn)實踐的檢驗具有優(yōu)良的性能才能確立為標準件,其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已經(jīng)標準化,所以無須對其結(jié)構(gòu)合理性進行檢驗。在標準件庫設(shè)計中體現(xiàn)了信息傳遞的單向性,即設(shè)計者只能選用不能修改。標準件庫的優(yōu)點如下:采用統(tǒng)一的描述格式,不同系統(tǒng)開發(fā)的標準庫可以進行信息交換,最大限度地減少重復開發(fā)標準件庫造成的資源浪費,并提高了系統(tǒng)的可靠性;為設(shè)計人員提供盡可能完整的標準件信息,該信息不僅包含尺寸、圖形信息,還包括材料、功能信息等?;谑挛锾匦员淼臉藴始祗w系是開放的,易于擴充。
2.2.2 模塊化
模塊的本意就是“組件、預制件或預制住房單元”等,人們采用標準的尺寸的磚、石和黏結(jié)劑,通過不同的組合,可建成形狀、風格各異的建筑物。磚、石的形狀雖然簡單,但是他們的組合是多變的。Module的形容詞modular則表示有節(jié)奏的進行測量,含有積木化或組裝式等含義,模塊化(modularization)一詞就兼有積木化的意義。由若干塊“積木”,可以組合成不同形狀和風格的建筑物,雖然他們的元素不多,但它具有快速組合和形式多變的特點,這正是人們所需要的優(yōu)點。模塊化是在通用化、系列化、組合化等標準化基礎(chǔ)上引入系統(tǒng)工程原理而發(fā)展起來的一種標準化的高級形式,表現(xiàn)特征為尺寸模數(shù)化、結(jié)構(gòu)典型化、部件通用化、參數(shù)系列化,組裝積木化。作為組合化發(fā)展的高級階段,模塊化的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)的分解與組合原理。
2.2.2.1 模塊化的涵義
所謂模塊化設(shè)計,就是在標準化理論的基礎(chǔ)上運用系統(tǒng)工程的原理,將一復雜的工程產(chǎn)品分解成層次合理的簡化、系列化、標準化單元模塊,并用這些標準化模塊組合成各種不同產(chǎn)品的過程。它是以功能分析為基礎(chǔ),通過功能、用途不同的各模塊的互聯(lián)組合實現(xiàn)基型產(chǎn)品和變型產(chǎn)品,主要包括模塊劃分與模塊組合兩個過程,模塊劃分是功能模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程,模塊組合則是根據(jù)具體的功能要求,選擇合適的模塊組成產(chǎn)品。根據(jù)模塊化設(shè)計思想,產(chǎn)品的構(gòu)成層次發(fā)生了重大的變化。模塊成了設(shè)計制造單元,要設(shè)計并建立標準模塊庫、專用模塊庫與相似的零部件庫。生產(chǎn)時,查找標準模塊庫、專用模塊庫,對無法直接利用的模塊可在其基礎(chǔ)上進行變性設(shè)計形成新的模塊,重新拼合模塊使之成品化,縮短了設(shè)計周期。
2.2.2.2 模塊化設(shè)計
模塊化設(shè)計的關(guān)鍵是模塊化標準化和通用化。它是指結(jié)構(gòu)標準化,尤其是模塊接口標準化和通用化。模塊化設(shè)計所依賴的模塊化的組合,即連接或接口。顯然,為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換,模塊化應(yīng)具有可組合性和互換性兩個特征,而這兩個特征出現(xiàn)在接口上,必須提高其標準化、通用化、規(guī)格化的程度。例如,具有相同的功能,不同性質(zhì)的單元一定要具有相同的安裝基面和相同的安裝尺寸,才能保證模塊化的有效組合。計算機行業(yè)中,由于采用了標準通用的總線結(jié)構(gòu),來自不同國家和地區(qū)廠家的模塊均能組成計算機系統(tǒng)并協(xié)調(diào)工作,使這些廠家可以集中精力、大量生辰某些特定的模塊,并不斷進行精心改良和研究,促使計算機技術(shù)達到空前的發(fā)展。
2.2.2.3 模塊化與模數(shù)協(xié)調(diào)
關(guān)于模塊化與模數(shù)協(xié)調(diào),模塊化是復雜產(chǎn)品標準化的高級形式,無論是組合式的單元模塊還是結(jié)構(gòu)模塊都貫穿一個基本原則,這就是用型式和型式尺寸數(shù)目很少且有經(jīng)濟合理的統(tǒng)一化單元一模塊,組合成大量具有各種不同性能的各種復雜的非標準綜合體,這一原則成為模塊化原則。為了實現(xiàn)模塊化原則,保證模塊是由模塊組成的產(chǎn)品在尺寸上的協(xié)調(diào),必須建立一套模數(shù)系統(tǒng)對產(chǎn)品的主尺度、性能參數(shù)以及模塊化的外形尺寸進行約束,這就是建筑中的模數(shù)協(xié)調(diào)。
模數(shù)協(xié)調(diào)工作是各行各業(yè)生產(chǎn)活動中最基本的技術(shù)工作,遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則,全面實現(xiàn)尺寸配合,可保證在住宅建設(shè)過程中,在功能、質(zhì)量和經(jīng)濟效益方面獲得優(yōu)化,促使住宅建設(shè)從粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為集約型的社會化協(xié)作生產(chǎn)。
2.2.2.4 模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)在裝配式混凝土住宅設(shè)計的目的
模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)在裝配式混凝土住宅設(shè)計的目的主要表現(xiàn)在以下幾方面:實現(xiàn)住宅建筑的設(shè)計者、制造業(yè)者、經(jīng)銷商、建筑業(yè)者和業(yè)主等人員之間的生產(chǎn)活動互相協(xié)調(diào);能從建筑各部位尺寸進行分割,并確定各部件(模塊)的尺寸和邊界條件,是部件(模塊)規(guī)格化,又不限制設(shè)計自由;優(yōu)選某種類型的標準化方式,達到使用數(shù)量不多的標準化部件(模塊),建造不同類型的住宅建筑;能使建筑部件(模塊)尺寸的數(shù)量達到優(yōu)先化;促進部件(模塊)的互換性,使部件(模塊)的互換與其材料、外形或生產(chǎn)方式無關(guān);采用合理化的方法定位,吊裝和組裝部件(模塊),以簡化施工現(xiàn)場作業(yè)。
2.2.3 PC技術(shù)體系選定要訣
PC技術(shù)體系選定的過程中一定要做到“六化”,即簡化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。具體可表現(xiàn)為以下九點:
1)結(jié)構(gòu)布置盡可能的簡單,構(gòu)件的規(guī)格盡可能的簡化;
2)相同通用構(gòu)件體系的住宅產(chǎn)品可以實現(xiàn)多種戶型和樓型,但是具有相同的“基因”,實現(xiàn)一種統(tǒng)一外部表現(xiàn),個性化的表現(xiàn)通過外表面顏色、附加構(gòu)件如陽臺板、空調(diào)板等的設(shè)置實現(xiàn)個性化;
3)構(gòu)件、戶型應(yīng)該形成事實上的通用化體系,并具有互換的特性,促進產(chǎn)品和部件的標準化;通用構(gòu)件應(yīng)具有很靈活的組合性特點;
4)按照建筑模數(shù),形成構(gòu)件、部品的系列化分布,以適應(yīng)更加多樣的需求;
5)PC建筑首先拆分為標準模塊,然后是標準構(gòu)件,形成一定的系統(tǒng)層次關(guān)系;某些非標部位形成非標模塊,以適應(yīng)部分特殊需求;
6)標準化需要形成一定的標準化構(gòu)件和部品庫,且這是一個開放的系統(tǒng),易于擴充;
7)拆分構(gòu)件時應(yīng)注意構(gòu)件在整個系統(tǒng)中的作用及其更換性的可能性以及必要性,并保持構(gòu)件在功能及結(jié)構(gòu)方面有一定的獨立性和完整性,構(gòu)件問的結(jié)合要素便于連接與分離;
8)構(gòu)件的標準化背后其實就是模板的標準化,目的就是提升鋼模的利用效率,標準的構(gòu)件可以由可變模板技術(shù)實現(xiàn)系列化的構(gòu)件系統(tǒng);
9)模塊化數(shù)理方面的支撐就是模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù),模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)首先利用基本模數(shù)網(wǎng)格控制建筑物的平立剖面,以利于拆分成單元模塊或構(gòu)件,并利用構(gòu)件定位技術(shù)、公差與配合等技術(shù)實現(xiàn)部件安裝接口的模數(shù)協(xié)調(diào)。
3 裝配式混凝土住宅相關(guān)體系
根據(jù)近年未裝配式混凝土住宅按結(jié)構(gòu)體系體可分為預制框架體系、預制剪力墻體系、預制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)澆外掛體系(各體系綜合比較見表1)。
3.1 預制框架體系
預制框架結(jié)構(gòu)體系(如圖1)的主要特征是將框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件拆分成梁、柱、樓板等基本預制結(jié)構(gòu)體,單個構(gòu)件重量較小,有利于預制和運輸。連接處可以選擇在梁柱節(jié)點,也可選擇在梁柱節(jié)點以外,垂直構(gòu)件連接一般采用套筒灌漿連接,可以實現(xiàn)高可靠性的連接。節(jié)點區(qū)或分段連接區(qū)現(xiàn)澆,樓板疊合層一般現(xiàn)澆,形成整體的剛度,達到等同現(xiàn)澆、抗震的目的。目前上海地區(qū)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)總高度不應(yīng)大于50m。
外墻作為結(jié)構(gòu)體的荷載,不作為主要受力構(gòu)件,根據(jù)建筑物的性質(zhì),可以選擇預制混凝土墻板或者玻璃幕墻。預制墻板與結(jié)構(gòu)體的連接采用干法或濕法連接,必定有一個方向與結(jié)構(gòu)體鉸接。結(jié)構(gòu)體遇到外部荷載發(fā)生形變時,墻板之間可以發(fā)生變形,但墻體本身不發(fā)生破壞。
預制框架可以結(jié)合現(xiàn)澆剪力墻或者預制剪力墻同時使用形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。預制框架結(jié)構(gòu)體系在上海、南京、沈陽有部分項目應(yīng)用。
3.2 預制剪力墻體系
預制剪力墻結(jié)構(gòu)體系將剪力墻結(jié)構(gòu)體系的建筑拆分成剪力墻、樓板等構(gòu)件,構(gòu)件類型較少,但單個構(gòu)件重量較大,剪力墻板豎向采用套筒或者漿錨連接,套筒可靠度高但是造價比較高,漿錨連接理論可行、造價較低,但施工質(zhì)量保證難度較大;墻板水平向采用預留現(xiàn)澆段連接。預制剪力墻的平面布置與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)區(qū)別不大,用于住宅比較容易適合傳統(tǒng)的高層住宅的消費習慣?,F(xiàn)行上海地區(qū)沒有規(guī)范出臺支持本系統(tǒng)。目前在國內(nèi)預制剪力墻技術(shù)北京、沈陽、哈爾濱有部分項目應(yīng)用(如圖2、圖3)。
3.3 預制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系
預制疊合剪力墻是為了實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化而生產(chǎn)的一種介于全現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻和全預制剪力墻之間的一種剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件。預制墻板工法又稱為PCF工法,日本是較早推廣、應(yīng)用這種剪力墻的國家,技術(shù)也相對成熟。目前,預制疊合剪力墻在日本作為框架填充墻或框架結(jié)構(gòu)中的抗震墻使用,真正作為受力構(gòu)件用于純剪力墻結(jié)構(gòu)的工程實例不多見,同時日本工程界對于結(jié)構(gòu)高度超過60m的建筑中采用預制疊合剪力墻態(tài)度謹慎?,F(xiàn)行上海地區(qū)規(guī)范規(guī)定預制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)只適用于結(jié)構(gòu)總高度不大于60m,層高不大于5.5m,抗震等級為三級以及以下的小高層、高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅外墻。目前在國內(nèi)預制疊合剪力墻技術(shù)上海有部分項目應(yīng)用。
3.4 其他體系
在國內(nèi)展開應(yīng)用的其他體系還有NPC體系、預制疊合墻板體系等,這些體系與前述介紹的三種體系之一無本質(zhì)區(qū)別。內(nèi)澆外掛體系本質(zhì)上是將部分外墻板當成荷載,受力結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的形式,兩者利用現(xiàn)澆連接在一起,本質(zhì)上不屬于結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件采用PC技術(shù)的范疇,不具備技術(shù)延展性,屬于為了預制而預制。預制異形柱結(jié)構(gòu)體系也是一種適合于預制構(gòu)件標準化的結(jié)構(gòu)體系,由于本體系現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的適用范圍(上海地區(qū)異性柱框架結(jié)構(gòu)適用的高度為21m,異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)體系適用的高度為40m)不算大,且尚未開展相應(yīng)預制工法的研究,預計未來可以作為一種比較有特點的預制技術(shù)體系加以應(yīng)用。
4 基于標準營造的技術(shù)體系研究
基于裝配式混凝土住宅標準營造可以從標準構(gòu)配件、標準戶型和標準立面三方面人手形成一套完善的技術(shù)標準體系。
4.1 標準構(gòu)配件
標準構(gòu)配件有立柱、疊合梁、墻板、疊合板,樓梯,陽臺六種構(gòu)件(如圖4),每種構(gòu)件的規(guī)格控制在2種以內(nèi),可以提高模板的重復利用率,降低模板的攤銷費用,從而降低生產(chǎn)成本。
4.1.1 標準立柱
規(guī)格600x600,可采用預制柱或現(xiàn)澆柱。
方柱VS扁柱(見圖5):方柱形狀和受力性能I-IN個方向完全相同,更有利于構(gòu)件梁、墻體的標準化,提高模板的利用率;扁柱在角部設(shè)置帶來了多種非標準構(gòu)件,處理難度較大。
4.1.2 標準墻板
150厚預制混凝土外墻板或200厚預制夾心保溫墻板,造價要求高時采用單板,造價允許時可采用夾心墻板(見圖6)。
4.1.3 標準樓板
采用疊合樓板,板厚140(60預制+80現(xiàn)澆)(見圖7)。
4.1.4 標準樓梯
采用預制樓梯(見圖8)。
4.1.5 標準陽臺板
采用懸挑疊合陽臺板(見圖9)。
4.2 標準戶型設(shè)計
4.2.1 戶型設(shè)計原則
裝配式混凝土住宅設(shè)計應(yīng)該充分體現(xiàn)標準化、模數(shù)化的設(shè)計理念。筆者結(jié)合實際情況,對戶型的設(shè)計總結(jié)出若干原則:
1)裝配式框架一剪力墻體系的預制率的高低可調(diào)節(jié)性大,且此體系還可以用于辦公、商業(yè)、學校等一系列的公共建筑中,市場前景廣闊。因此,新的戶型設(shè)計依舊選用裝配式框架一剪力墻體系;
2)針對中小戶型設(shè)計,提出將梁柱外凸到室外,以減弱凸梁凸柱對室內(nèi)的影響;
3)建筑尺寸盡量統(tǒng)一,從而可以較少預制構(gòu)件的種類和規(guī)格。通過構(gòu)件之間不同的組合來達到各種戶型的使用要求;
4)廚房、衛(wèi)生間、陽臺等小構(gòu)件尺寸盡可能一致。
4.2.2 標準戶型設(shè)計
在上述原則的指導下,提出了如圖10所示的標準戶型設(shè)計。
此戶型構(gòu)件的種類少,大部分的構(gòu)建是以6.6m和3.3m為基本尺寸。平面規(guī)則,基本沒有凹凸,體形系數(shù)小,對節(jié)能有利。柱網(wǎng)規(guī)則,縱橫兩個方向均能對齊,對結(jié)構(gòu)受力有利。沒有凹口,對房間采光有利。梁柱外凸,減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件對平面的影響。此戶型設(shè)計成一房、二房、三房,三種不同戶型的組合形式,可滿足中小戶型的住房基本功能需求。戶型單元之間可分可合(如圖11)。
此戶型的建筑構(gòu)(部)件可拆分為:交通核剪力墻部分、樓梯、框架柱、框架梁、護墻體、陽臺、樓板、空調(diào)板等(如圖12)。剪力墻為現(xiàn)澆構(gòu)件、樓板和陽臺為疊合構(gòu)件、其它的均可做成預制構(gòu)件(如圖13)??筛鶕?jù)工程實際情況,自主選擇預制構(gòu)件。
4.2.3 戶型的可延展性設(shè)計
僅一種戶型是不可能滿足市場的需求。在上述對裝配式建筑的認識、實踐和設(shè)計原則的指導下,提出了一系列的戶型設(shè)計方案。同樣的建筑構(gòu)件,通過不同的組合,再配以不同的現(xiàn)澆的交通核,未滿足不同住宅需求,實現(xiàn)簡化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化設(shè)計,衍生出三種系列的戶型平面。
4.2.3 1A系列
由三戶組成一個單元,開間模數(shù)3300,進深模數(shù)4500。通過現(xiàn)澆交通核的不同,來滿足11-24層的戶型要求(如圖14、15)。
4.2.3.2 B系列
由四戶組成一個單元,開口按摩模數(shù)3300,進深模數(shù)3300和3600。通過現(xiàn)澆交通核的不同,未滿足11-24層的戶型要求(如圖16、17)。
4.2.3 3C系列
由四戶組成一個單元,開間模數(shù)3300,進深模數(shù)由三種。通過內(nèi)天井來實現(xiàn)中間戶型廚衛(wèi)等房間的通風和采光。此設(shè)計建筑進深大,有利于節(jié)約用地(如圖18、19)。
4.2.3.4 通廊式戶型(如圖20)
上述系列的房型都體現(xiàn)了標準化、模數(shù)化、系列化的概念。戶型平面規(guī)整,有利于建筑節(jié)能。但建筑的進深不大,對節(jié)約土地不利。如果能逐步采用暗衛(wèi)生間,對裝配式建筑的戶型設(shè)計是非常有利的。既可以減少凹凸和內(nèi)天井,又能加大建筑進深。小面寬、大進深的建筑可以節(jié)約土地。
4.3 標準立面設(shè)計
裝配式建筑的立面設(shè)計同樣應(yīng)體現(xiàn)標準化、模數(shù)化的理念。在二進制的計算機領(lǐng)域里“0”和“1”創(chuàng)造了數(shù)字世界,簡單卻擁有無限可能。在做立面設(shè)計時可以借鑒這個概念?!?”可以看做裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu),“1”可以看做標準化、模數(shù)化的通用部件。兩者相結(jié)合,并以不同的排列和組合未達到立面設(shè)計的變化與同一性。
上述建筑戶型的立面上已經(jīng)存在有四種元素――柱、梁、板、陽臺(欄桿)。此四種元素是建筑的基本構(gòu)件。現(xiàn)代住宅建筑中通常會在空調(diào)板外加百葉,來隱蔽空調(diào)室外機。因此,立面上總共有柱、梁、板、陽臺(欄桿)、百葉共五種元素。通過五種元素的不同組合方式、柱和墻面的顏色和材質(zhì)的變化,來到達立面設(shè)計的標準化、模數(shù)化、多樣化(如圖21)。
5 標準營造體系控制造價的基本心思路
裝配式混凝土住宅控制造價的總體思路是:大力推廣標準化工作,促進預制構(gòu)件的社會化大生產(chǎn)和加強施工操作人員的培訓,降低預制構(gòu)件的造價和安裝價格;部分簡易構(gòu)件,比如疊合樓板推行工地現(xiàn)場就地預制,減少運輸費用。而在采用較低PC率的時候,比如立柱不采用預制,內(nèi)隔墻全部采用傳統(tǒng)砌塊等靈活措施。
下面參照已有項目,根據(jù)標準營造體系進行不同PC率的造價分析(見表2―5,表內(nèi)數(shù)據(jù)基于筆者部分工程實踐,按照上海市相關(guān)技術(shù)規(guī)程和定額計算標準)。
關(guān)鍵詞:預制裝配式;鋼結(jié)構(gòu)住宅
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A文章編號:
引言
20世紀70年代至今,隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)住宅在全球經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)得到了深入的發(fā)展,總體走向成熟。這些發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)住宅的科研和工程應(yīng)用起步較早,工業(yè)化水平已經(jīng)很高。迄今為止,國外鋼結(jié)構(gòu)住宅已經(jīng)形成了相當規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化住宅體系,并且在住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面的研究已經(jīng)進入對住宅體系靈活性、多變性的研究階段。這對我國住宅鋼結(jié)構(gòu)體系及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展有很大的借鑒意義。
1 中國預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀
預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅具有模塊化、標準化的特點,適應(yīng)工業(yè)化需求,且抗震性能優(yōu)越、施工周期短、鋼材可回收、綜合技術(shù)經(jīng)濟指標好。但由于種種原因,我國在多高層住宅建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)住宅的僅占了很小一部分,這其中既有人們傳統(tǒng)觀念難以接受的問題,也有預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅自身的問題。
1.1 政策背景
我國住宅產(chǎn)業(yè)化的正式提出,始于1999年國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)建設(shè)部等八部委《關(guān)于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見》,要求加快住宅建設(shè)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變,推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化,提高住宅質(zhì)量,具體提出了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的要求。國務(wù)院(1999)第72號文件更是為預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供了前所未有的政策支持,該文件明確提出:發(fā)展預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅,擴大預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場占有率,將會加速住宅產(chǎn)業(yè)化過程,對我國建筑、冶金及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。
1.2 行業(yè)背景
2003年以來的大規(guī)模行業(yè)投資造成的鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩,2012年新開工面積負增長以及施工面積連續(xù)數(shù)月增速下降而壓制了需求,國內(nèi)外經(jīng)濟疲軟導致家電、船舶、機械等涉鋼商品消費萎靡。在供給端和需求端共同擠壓下,鋼鐵行業(yè)已由微利運行進入虧損狀態(tài)。雖然2012年四季度以來,伴隨著全球經(jīng)濟環(huán)境好轉(zhuǎn),下游需求的整體好轉(zhuǎn)支撐鋼價逐步上漲,但總體來說,現(xiàn)階段是一個發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的好時機。
1.3 發(fā)展現(xiàn)狀
我國鋼結(jié)構(gòu)住宅起步較晚,大規(guī)模研究開發(fā)、設(shè)計制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近幾年才發(fā)展起來。預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在國內(nèi)起步更晚,觀望者多,需求量少,實施者少。近年來,隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多,我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速。
2 國內(nèi)預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅主要實踐
鋼結(jié)構(gòu)建筑市場興起于上海和廣東,現(xiàn)在雖已遍布全國,但因地域經(jīng)濟發(fā)展不平衡,可將其分為北京、上海、蘇杭、粵閩、天津等五大區(qū)域。鋼結(jié)構(gòu)建筑企業(yè)主要分布在東南沿海地區(qū)的主要城市,如上海、杭州蕭山、東莞和無錫等大中城市,而在東北、西北、西南和華中地區(qū),鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展緩慢,有些城市還處于起步階段。
2.1 北新集團
作為北新建材發(fā)展新型房屋業(yè)務(wù)的重要平臺,北新房屋成立于2002年,由北新建材與豐田、新日鐵、三菱等公司合資設(shè)立,公司全套引進日本先進的輕鋼結(jié)構(gòu)房屋技術(shù),以現(xiàn)代房屋制造業(yè)的標準化、精細化和定制化實現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計、制造、安裝,實現(xiàn)“像造汽車一樣造房屋”。
成都青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)花園村項目是由北新集團全資子公司北新集成房屋有限公司與成都市青白江區(qū)政府合作開發(fā)的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)住宅項目,占地140畝,可容納266戶。這是青白江新農(nóng)村建設(shè)的示范項目,同時也是成都市新型輕鋼節(jié)能建筑。青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)花園村項目體現(xiàn)了北新集成房屋在建造過程、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的集成以及抗震性能等方面的突破。
青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)花園村
2.2 遠大集團
我國首座工廠化集成建筑在長沙建成,這是一棟前所未有的住宅樓。在全部零部件都是工廠化生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)房屋里,看不到任何管線路和風口,而房子卻正在制冷或取暖,提供冷、熱水;當主人遠在千萬里之外,可通過家里的電話自動打開空調(diào)和音響,或關(guān)閉窗戶和電燈⋯⋯這種我國首創(chuàng)的全新概念的集成建筑,通過了湖南省建委組織的國內(nèi)外專家的技術(shù)鑒定。據(jù)介紹,集成建筑的誕生掀開中國建筑史上新的一頁,預示著專業(yè)化大工廠生產(chǎn)住宅的時代已經(jīng)來臨。
2011年在湖南省洞庭湖畔,遠大可建一廠僅僅用了15天(360個小時)就建成了一幢高30層總建筑面積達1.7萬平方米的酒店大樓。而且大樓主體框架建成用時僅46個小時,大樓封層耗時僅90個小時。這座大樓由遠大集團建造,命名“T30”。大樓之所以建成神速,是因為其93%的部分不是在工地蓋起來,而是在工廠生產(chǎn),連內(nèi)裝修一起做完后運到現(xiàn)場,隨后像拼積木一樣拼裝起來。
遠大“T30”
2.3 寶鋼集團
作為鋼鐵行業(yè)的龍頭,寶鋼集團一直致力于加大鋼結(jié)構(gòu)住宅領(lǐng)域的拓展力度。早在2008年,在武漢黃金口小區(qū),寶鋼和賽博思公司就開始開發(fā)建造鋼結(jié)構(gòu)住宅示范工程。該工程被國際鋼鐵協(xié)會Living Steel(住宅鋼結(jié)構(gòu))項目選定作為中國地區(qū)可持續(xù)性住宅的示范建筑。
寶鋼、賽博思黃金口岸鋼結(jié)構(gòu)住宅示范工程
2011年,寶鋼成立了寶鋼建筑系統(tǒng)集成有限公司,打造鋼結(jié)構(gòu)住宅從信息化管理、集成化設(shè)計、裝配化施工到最后的裝修建筑一體化的完整產(chǎn)業(yè)鏈,希望實現(xiàn)“像造汽車一樣造房子”的目標,核心業(yè)務(wù)范圍將涵蓋政府公用建筑、保障型住宅、商業(yè)建筑、商品住宅。
2012年,由寶鋼集團牽頭發(fā)起的國內(nèi)裝配式鋼結(jié)構(gòu)民用建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟近日在上海正式成立。據(jù)介紹,該聯(lián)盟匯聚了寶鋼集團、中國建筑股份有限公司、同濟大學、中國建筑標準設(shè)計研究院等23家行業(yè)內(nèi)知名的企業(yè)、院校和科研機構(gòu),涵蓋技術(shù)研發(fā)、設(shè)計、工程施工、部品部件生產(chǎn)、房產(chǎn)開發(fā)等建筑產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。
3 我國預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展阻力
3.1 市場接受度低
鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展面臨的首要問題是現(xiàn)階段社會對這種新的住宅體系還存有疑問。毋庸諱言,鋼結(jié)構(gòu)住宅在防火、梁柱節(jié)點做法、樓板形式、配套墻體材料、經(jīng)濟性上尚有許多不完善的地方。中國消費者由于長期居住在磚混或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅中,習慣將混凝土住宅的優(yōu)勢與鋼結(jié)構(gòu)住宅的劣勢作比較。強大的慣性力量的轉(zhuǎn)變不是一朝一夕的事情,這需要一個逐步接受的過程。
3.2 設(shè)計方法滯后
傳統(tǒng)的住宅設(shè)計和預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計無論從結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計、基本模數(shù)的確定、平面的定位方式、設(shè)計的指導思想等等方面都存在著很大的區(qū)別。在方案階段,通用結(jié)構(gòu)體系和專用結(jié)構(gòu)體系沒有區(qū)分,模數(shù)化、標準化的設(shè)計思想沒得到足夠重視;在施工圖階段,缺少對于構(gòu)件及裝配節(jié)點的深化設(shè)計,沒有解決構(gòu)配件的標準化定型和裝配節(jié)點的構(gòu)造詳圖設(shè)計,這些問題或多或少阻礙了預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。
3.3 標準規(guī)范缺乏
預制裝配式住宅的相關(guān)設(shè)計、施工標準規(guī)范欠缺,與之相關(guān)的施工工藝、工法和安全規(guī)程也還未建立,甚至在某些方面和國內(nèi)現(xiàn)行的建筑技術(shù)標準、規(guī)范在很多地方還不兼容,使得設(shè)計、審批、驗收無標準可依。這對工業(yè)化住宅的大規(guī)模推廣是一個障礙。
3.4 工程造價偏高
造價偏高是阻礙鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的關(guān)鍵因素,特別是與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅相比,鋼結(jié)構(gòu)造價明顯較高。采用預制裝配式的建造方式之后,構(gòu)件作為工業(yè)產(chǎn)品進入施工單位,還增加了稅收環(huán)節(jié),在房價日益高漲的背景下消費者更難以接受。由于缺乏經(jīng)濟激勵政策,眾多開發(fā)商缺乏建造預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的積極性,因而阻礙了預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣應(yīng)用。
3.5 部品部件發(fā)展滯后
鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù),由于過去缺乏技術(shù)引導,市場需求沒有達到產(chǎn)業(yè)化程度。因此,我國的相關(guān)產(chǎn)品功能性單一,工業(yè)化程度不高,產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化標準的要求。目前,該技術(shù)零散而不系統(tǒng),技術(shù)水平及標準參差不齊,不配套,需進一步研究創(chuàng)新并進行整合。我國鋼結(jié)構(gòu)住宅在建材和部品方面,目前建造輕鋼結(jié)構(gòu)試驗工程所需材料許多要從國外運來,甚至有些由外商在中國大陸委托加工的部件,往往也只能到國外去采購,在國內(nèi)市場上一時還找不到。這嚴重制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和推廣。
4 預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅未來發(fā)展建議
鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計有模塊化、標準化、系列化的特點,可以達到工廠化和裝配化的要求,并且抗震性能優(yōu)越、工業(yè)化程度高、施工周期短、綜合技術(shù)經(jīng)濟指標好。建筑工業(yè)化是以構(gòu)件預制化生產(chǎn)、裝配式施工為生產(chǎn)方式,以設(shè)計標準化、構(gòu)件部品化、施工機械化、管理信息化為特征能夠整合設(shè)計、生產(chǎn)、施工等整個產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式。
4.1 加強政府對預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的推進作用
在推廣預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的道路上,政府的引導作用不可忽視。國家有關(guān)部門應(yīng)制定相應(yīng)的激勵和扶持政策,對已建成的示范工程應(yīng)及時進行經(jīng)驗總結(jié)和宣傳,使之成為今后的發(fā)展模式。此外,政府還應(yīng)當投入一定的科研資金,鼓勵科研單位開展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅及相關(guān)技術(shù)的研究工作。加強政府在預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化進程中的作用,通過在政府主導項目中采用住宅產(chǎn)業(yè)化的建設(shè),有助于推動住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)品為市場所接納,也通過政府的示范效應(yīng),帶動住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
4.2 采用模數(shù)化和標準化的設(shè)計方法
目前國內(nèi)設(shè)計單位大多數(shù)較少涉及鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計,對于標準化和模數(shù)化的設(shè)計方法更是不甚了解,仍舊按照傳統(tǒng)的設(shè)計方法去進行設(shè)計,影響了預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣。因此,總結(jié)標準化和模數(shù)化的設(shè)計方法并加強對設(shè)計人員在標準化和模數(shù)化設(shè)計方面的技術(shù)培訓是當務(wù)之急。
4.3 引入BIM技術(shù)
BIM即建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。俗話說:“工欲善其事,必先利其器?!盉IM提供了一種交互式的預制裝配式住宅虛擬設(shè)計平臺,可針對每個預制構(gòu)件,建立構(gòu)件信息化系統(tǒng)。在構(gòu)件制作、施工前對構(gòu)件進行虛擬三維檢討,以期在制作和施工前發(fā)現(xiàn)存在的各種問題并予以解決。
結(jié)語
預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國處于起步階段,其發(fā)展面臨很多問題。但從社會綜合效益分析以及改善住宅品質(zhì)、提高安全生產(chǎn)和文明施工水平、縮短施工周期、減少對熟練勞動力依賴等潛在價值來看,發(fā)展工業(yè)化預制裝配式建筑技術(shù),是國家和地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展到一定水平的必然選擇,也是住宅產(chǎn)業(yè)化是我國住宅業(yè)發(fā)展的必由之路。
參考文獻:
[1] 沈健偉.發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅遇到問題和對策及發(fā)展現(xiàn)狀和前景分析[J].2012年中國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)大會論文集,2012,10:500-504
關(guān)鍵詞:混凝土;裝配式住宅;施工現(xiàn)狀
建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展使得建筑企業(yè)間的競爭日趨激烈,建筑施工企業(yè)要想獲得競爭優(yōu)勢,就要在施工技術(shù)應(yīng)用水平上不斷提高,混凝土裝配式住宅施工在當前比較流程,在這一方面的施工技術(shù)水平提高就顯得比較關(guān)鍵。
1混凝土裝配式住宅施工現(xiàn)狀分析
1.1施工隊伍建設(shè)質(zhì)量有待提高
混凝土裝配式住宅施工質(zhì)量的保障,需要有專業(yè)隊伍作為支撐,建筑施工企業(yè)自身有著特殊性,對施工技術(shù)的要求也比較高,這就使得施工技術(shù)管理人員的素質(zhì)也要能滿足施工管理要求[1]。但是一些施工企業(yè)為了能夠獲得最大化利益,就在施工隊伍的建設(shè)方面沒有注重質(zhì)量的控制,一些施工人員沒有施工的資質(zhì)也被安排到施工隊伍當中,這就必然會影響整體的施工質(zhì)量。施工人員的綜合素質(zhì)有待提高,專業(yè)技術(shù)比較欠缺,對整體的建筑施工質(zhì)量帶來很大質(zhì)量威脅。
1.2施工驗收質(zhì)量問題突出
混凝土裝配式住宅的施工后驗收工作是比較關(guān)鍵的,這是建筑施工最后的質(zhì)量控制環(huán)節(jié),但是在實際的施工驗收工作環(huán)節(jié),驗收人員沒有嚴格的按照驗收的標準執(zhí)行。我國當前還未形成涉及到生產(chǎn)和施工等完成的驗收標準,這就必然會影響驗收的規(guī)范性,對裝配式住宅的施工質(zhì)量控制增加了很大難度,阻礙了混凝土裝配式住宅的進一步發(fā)展。
1.3材料質(zhì)量控制力度有待加強
混凝土裝配式施工質(zhì)量的影響因素中,材料因素是比較突出的,但是管理人員并沒有充分注重材料的質(zhì)量控制,使得應(yīng)用的材料不能滿足實際的要求,存在著很大安全隱患。在對施工材料的運輸中方法的不當造成材料破損的問題也比較多[2]?,F(xiàn)場材料管理的方法不恰當,造成材料的損壞以及標準不符合應(yīng)用要求等現(xiàn)象常常存在。
2混凝土裝配式住宅施工技術(shù)應(yīng)用方法
2.1混凝土裝配式住宅臺做磨具制作的措施
混凝土裝配式住宅施工中對臺做磨具的制作是比較重要的,要保證其質(zhì)量,制作的類型主要由鋼臺座進而混凝土臺座,在制作臺座磨具的時候要注重保證其表面光滑。制作的時候要注重其穩(wěn)定性和使用的剛度,保障混凝土澆筑的抗沖擊能力,避免出現(xiàn)變形的質(zhì)量問題[3]。在預留孔以及預埋件位置方面進行合理化的設(shè)置,嚴格遵循相應(yīng)的原則進行施工,對周轉(zhuǎn)的次數(shù)能結(jié)合實際合理控制,只有保證臺做磨具的制作質(zhì)量才能有助于整體建筑施工順利進行。
2.2施明確工方案
混凝土裝配式住宅施工技術(shù)的科學應(yīng)用過程中,要充分重視施工方案的明確,裝配式住宅有著其自身的特殊性,設(shè)計過程中就要充分重視構(gòu)件生產(chǎn)要素集成,對住宅的水電以及門窗等安裝過程中,就可在樓板和墻板構(gòu)件制作方面進行同時完成。施工中地下基礎(chǔ)部分可和工廠構(gòu)件的制作同時實施,對構(gòu)件的現(xiàn)場安裝就要把預制水電管線有效連接,在構(gòu)件安裝后把連接部分裝飾層加以完善,安裝好門窗,在這樣的施工形式下就能大大節(jié)約施工的時間,提高施工的效率。
2.3提高施工技術(shù)管理水平
混凝土裝配式住宅施工技術(shù)的應(yīng)用過程中,要充分注重質(zhì)量的有效控制,要積極借鑒國外技術(shù),和我國的混凝土裝配式住宅施工實際相結(jié)合,形成有特色的技術(shù)管理體系,增加技術(shù)管理的實用性。要能加強相關(guān)企業(yè)以的了解,對技術(shù)資源進行有效的整理優(yōu)化,技術(shù)的應(yīng)用并非是順利的,在對混凝土裝配式住宅施工技術(shù)的應(yīng)用過程中,也存在著技術(shù)應(yīng)用參差不齊的現(xiàn)象,這就需要施工企業(yè)自身的管理要加強,在對技術(shù)的溝通交流方面做好努力工作,形成完善的施工技術(shù)以及管理體系,對施工技術(shù)的資源進行有效整理,保障施工技術(shù)水平的提高。
3混凝土施工質(zhì)量控制
混凝土裝配式住宅的施工技術(shù)應(yīng)用中,混凝土施工作業(yè)是比較關(guān)鍵的,這就需要對每個混凝土施工環(huán)節(jié)加強質(zhì)量的控制,施工中振動臺振搗的方式要和預制構(gòu)件的特征相結(jié)合,混凝土的振搗要選擇振搗棒輔助振搗,選擇小型的比較合適,對振搗的時間控制要科學,保證混凝土和預制構(gòu)件的密實度[4]。在對預制構(gòu)件的制作中使用平臥重疊的方法,混凝土的強度將5兆帕作為分界點,按照標準進行澆筑,注重上下層的隔離措施實施。
4結(jié)束語
綜上所述,混凝土裝配式住宅施工技術(shù)的實際應(yīng)用過程中,施工人員要注重按照技術(shù)標準進行應(yīng)用技術(shù),保障每個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制作業(yè),只有按照要求執(zhí)行,才能保障整體的施工質(zhì)量。希望能在此次的研究下為實際施工提供有益發(fā)展思路。
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【關(guān)鍵詞】 聊城 裝配式建筑
1 裝配式建筑的定義與內(nèi)涵
裝配式建筑是指將梁、板、樓梯等建筑構(gòu)件在廠區(qū)機械化、模塊化生產(chǎn)后,再到達建筑施工現(xiàn)場進行安裝拼接的一種建筑類型和生產(chǎn)方式。
這種新型建筑形式一直以來受到國家政府部門和行業(yè)專家的推崇,在《關(guān)于發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑的指導意見》(建科〔2005〕78號)、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)建設(shè)部等部門關(guān)于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量的若干意見的通知》(〔1999〕72號)等文件中明確指出裝配式住宅屬于低碳環(huán)保、節(jié)能減耗、政策支持的優(yōu)勢項目,全力要求加快其發(fā)展建設(shè)進程。特別是山東省住建廳下發(fā)《關(guān)于公布2015年度山東省建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化試點城市、試點工程項目、生產(chǎn)基地名單的通知》,明確濟南、青島為試點城市,正式啟動我省裝配式建筑全面發(fā)展的序幕。
2 裝配式建筑在聊城市推廣的重要意義
就我市而言,做好裝配式建筑推廣工作可以帶來以下優(yōu)勢:
一、建筑模塊工廠化生產(chǎn),標準統(tǒng)一、質(zhì)量把控有保障,產(chǎn)品可溯源、責任區(qū)分簡單。
二、廠區(qū)生產(chǎn)有利于培養(yǎng)一批專業(yè)素養(yǎng)高、技術(shù)水平靈活的生產(chǎn)工人,為提升我市整個建筑市場勞動力水平做出貢獻,有利于將我市勞動力人口優(yōu)勢與技術(shù)優(yōu)勢相結(jié)合,打造建筑市場聊城制造的品牌
三、固定的園區(qū)生產(chǎn)、連續(xù)化生產(chǎn),可以以土地、生產(chǎn)車間為擔保,有效保護工人工資福利等個人利益不受傷害,避免年關(guān)建筑工人集中上訪討要工資的社會性的發(fā)生。
四、裝配式生產(chǎn)避免現(xiàn)場施工的揚塵、噪聲,對減少霧霾、污水等環(huán)境問題有較大幫助,同時減少建筑工地鄰里單位之間的矛盾糾紛,有利于和諧水城的創(chuàng)建。
五、盡早入手,確定行業(yè)標準話語權(quán),有利于確立我市行業(yè)地位,爭取更多市場份額。
3 我市推廣裝配式建筑的優(yōu)勢
目前我市裝配式建筑發(fā)展具有良好的基礎(chǔ),具體而言表現(xiàn)在如下方面:
一、具有一批諸如聊建集團、中通鋼構(gòu)等建筑建材行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),企業(yè)責任感、戰(zhàn)略眼光都具有一定眼光,科技研發(fā)水平不弱。
二、有我市企業(yè)參股的山東金柱萬斯達裝配建筑有限公司等企業(yè),已經(jīng)在濟南獲得大量裝配式建筑項目,積累了相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗。
三、聊建集團和清華大學、山東建筑大學等科研機構(gòu)合作,對裝配式建筑進行了深度技術(shù)攻關(guān),效果良好,并參與行業(yè)標準的制定,技術(shù)話語權(quán)分量較重。
四、我市棚戶區(qū)改造、鄉(xiāng)鎮(zhèn)改貌、新型城鎮(zhèn)化工作量大質(zhì)優(yōu),如果與裝配式建筑結(jié)合更是錦上添花。同時裝配式建筑減少環(huán)境污染,也是我市全國衛(wèi)生城復檢過關(guān)后,環(huán)境保護的常態(tài)要求。
五、社會重視,科技局專門進行調(diào)研,推進項目開展,多位人大代表和政協(xié)委員提出多份提案,呼吁政府相關(guān)部門立項支持。
4 推廣裝配式建筑的措施保障
基于以上情況,建議從如下發(fā)面加快我市裝配式建筑積極發(fā)展:
一、建立行業(yè)協(xié)會,加強組織協(xié)調(diào),擴大宣傳,提高社會認知度。
由市政府組織,市住房城鄉(xiāng)建設(shè)委作為牽頭單位,成員單位包括市規(guī)劃、發(fā)展改革、國土、科技、經(jīng)濟信息化、質(zhì)監(jiān)、財政和相關(guān)企業(yè)等部門,做好宣傳推廣。采取多種形式,在報紙、電視、電臺與網(wǎng)絡(luò)等設(shè)置專欄或?qū)n},并組織大型宣貫會議和論壇等,對政府管理部門、開發(fā)商、施工單位、生產(chǎn)企業(yè)以及消費者開展宣傳教育,提高裝配式建筑的社會認知程度。
二、推廣適用技術(shù),完善標準體系,積極做好技術(shù)研發(fā)和推進工作。
開展設(shè)計標準化、部品模數(shù)化研究,新型部品設(shè)計、生產(chǎn)工藝研究,機械設(shè)備研究,以及信息管理平臺開發(fā)等。建立健全標準戶型設(shè)計圖集,生產(chǎn)、施工和驗收標準,以及住宅性能認定規(guī)程和部品認定制度等。
三、發(fā)揮政策調(diào)控作用,開展試點示范
優(yōu)先在以劃撥方式取得土地的政策性住房,政府投資的公益性建筑上開展試點。對于其他商業(yè)性項目,政府相關(guān)部門在確定土地出讓價格以及開發(fā)單位在投標和競購土地過程中應(yīng)綜合考慮產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)用和成本因素,進行扶植幫助。
四、整合行業(yè)資源,培育實施主體
1、調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局,完善資源配置。一是在我市扶持建設(shè)若干家預制部品、鋼構(gòu)品生產(chǎn)企業(yè),使生產(chǎn)能力適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化住宅建設(shè)需要。
2、整合行業(yè)資源,培育住宅產(chǎn)業(yè)集團。以市場為導向,整合產(chǎn)業(yè)鏈資源,鼓勵開發(fā)、設(shè)計、部品生產(chǎn)、施工、物流企業(yè)和科研單位組成聯(lián)合體,或形成優(yōu)勢互補、實力雄厚、信譽良好的大型產(chǎn)業(yè)集團。
3、實施“引進”戰(zhàn)略,加快住宅產(chǎn)業(yè)化進程。鼓勵發(fā)達地區(qū)有實力的住宅產(chǎn)業(yè)集團與我市有關(guān)企業(yè)開展合作,充分吸收其先進技術(shù)和管理經(jīng)驗,培育我市住宅產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和施工力量。二是在產(chǎn)業(yè)化住宅項目招投標中,允許外地企業(yè)直接參與競爭,促進我市住宅產(chǎn)業(yè)化工作。
4、開展技術(shù)培訓,培養(yǎng)專業(yè)人才
一是加大企業(yè)人才培訓支持力度,促進裝配式建筑企業(yè)與相關(guān)職業(yè)教育機構(gòu)合作,培養(yǎng)實用技術(shù)人員。二是依托試點、示范工程,通過企業(yè)內(nèi)部培訓,培養(yǎng)具備建造相關(guān)專業(yè)技術(shù)及生產(chǎn)、操作經(jīng)驗的職業(yè)技術(shù)工人。三是加強勞務(wù)企業(yè)管理,建立用工與培訓長效機制。
5 結(jié)束語
裝配式建筑從概念提出到實踐應(yīng)用已經(jīng)將近十年,技術(shù)層面沒有太多障礙,推廣的最大難點在于居民的認可程度,以及拆遷時期補償問題的標準確定不明確。居民有心理負擔和思想包袱。政府應(yīng)及時出臺相關(guān)配套政策,打消顧慮積極推進。需要強調(diào)的是,目前建筑行業(yè)在國民經(jīng)濟中占的比例還是比較大的,要傳統(tǒng)建筑市場生產(chǎn)形態(tài),建設(shè)裝配式建筑市場新格局就要做好行業(yè)轉(zhuǎn)型時的經(jīng)濟震蕩的心理預期。
Abstract: in this paper, the popular now three residential beamtocolumn concrete structure building technology analysis concludes, points out the advantages and disadvantages of each technology, and to accelerate the assemble type concrete structure housing industrialization pace putting forward some advice.
中圖分類號:TU375文獻標識碼:A文章編號:
隨著我國“建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化”進程的加快,以及中國“人口紅利”的不斷減少,建筑行業(yè)用工荒的出現(xiàn),住宅工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的趨勢日漸明顯。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用重新成為當前研究熱點,全國各地不斷涌現(xiàn)出住宅建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新形式。
80年代,在我國流行的裝配式預制大板住宅,由于結(jié)構(gòu)整體性差、滲漏、樓板裂縫等原因,存在許多影響結(jié)構(gòu)安全及正常使用的隱患和缺陷,逐漸被現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)所取代。但隨著當前新興的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,特別是近年來引進了許多國外先進技術(shù),本土化的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造新技術(shù)正逐步形成,因此,本文對現(xiàn)在流行的住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)進行歸納,大體上有以下三種趨勢。
一、 以萬科集團和中南集團為代表的全預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù):
萬科集團和中南集團較早即開始了工業(yè)化住宅建造技術(shù)的探索和試點,先后向香港和日本學習,目前主要形成了兩大技術(shù):
萬科集團的PC(precast concrete)技術(shù),該技術(shù)主要用于全預制混凝土構(gòu)件,如陽臺、樓梯、空調(diào)板、部分內(nèi)隔墻板等;PC技術(shù)主要解決了全預制構(gòu)件制作及安裝技術(shù),并將裝飾、保溫及窗框與墻板整體預制,不僅解決了窗框滲水問題,而且減少了現(xiàn)場濕作業(yè)量及免去后期施工工序。
中南集團NPC(new precast concrete)技術(shù)體系,該技術(shù)引自國外預制混凝土技術(shù),結(jié)合我國設(shè)計要求,形成了具有自身特色的技術(shù)體系。豎向構(gòu)件剪力墻、填充墻等采用全預制,水平構(gòu)件梁、板采用疊合形式。相鄰構(gòu)件的連接:豎向通過下部構(gòu)件預留插筋(連接鋼筋)、上部構(gòu)件預留金屬波紋漿錨管實現(xiàn)鋼筋漿錨連接,水平向通過適當部位設(shè)置現(xiàn)澆混凝土連接帶,以現(xiàn)澆混凝土連接;水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件通過豎向構(gòu)件預留插筋伸入梁、板疊合層及疊合層現(xiàn)澆混凝土實現(xiàn)連接;通過鋼筋漿錨接頭、現(xiàn)澆連接帶、疊合現(xiàn)澆等形式將豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件連接形成整體結(jié)構(gòu)。
中南集團NPC技術(shù)體系較為系統(tǒng)和完善,結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件基本采用全預制、水平構(gòu)件采用疊合形式,大大降低了現(xiàn)澆量,裝配率達90%以上。但其剪力墻構(gòu)件完全通過豎向漿錨鋼筋連接,現(xiàn)場存在大量的灌漿孔,要保證各個孔的灌漿質(zhì)量是不容易的,并且現(xiàn)場抽檢也非常困難,因此,需對NPC技術(shù)體系中的連接做進一步改進,從而減少現(xiàn)場工作量,同時更可靠地保證結(jié)構(gòu)安全。
二、 半預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)PCF(precast concrete form):
該技術(shù)主要用于預制混凝土剪力墻外墻模以及疊合樓板的預制板等結(jié)構(gòu),其他部分:如內(nèi)部剪力墻、部分內(nèi)隔墻、電梯井等仍然采用支模現(xiàn)澆。PCF技術(shù)解決了外墻模板問題,避免了腳手架及模板的支設(shè),節(jié)約模板并提高施工安全性。但是,PCF技術(shù)中所采用的外墻混凝土模板在設(shè)計中并未考慮其對墻體承載力及剛度的貢獻,一方面造成了材料浪費,另一方面使計算假定可能與實際結(jié)構(gòu)相差較大,這對于抗震設(shè)計是比較危險的。另外,其主體結(jié)構(gòu)即剪力墻幾乎為全現(xiàn)澆、樓板為疊合樓板,因此,現(xiàn)澆量仍然較大。這種技術(shù)以宇輝集團裝配整體式預制混凝土剪力墻技術(shù)和合肥西偉德疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)為代表。
宇輝集團基于剪力墻豎向連接專利技術(shù)“插入式預留孔灌漿鋼筋搭接連接”,形成了裝配整體式預制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)。其預制構(gòu)件主要包括豎向剪力墻板、水平疊合樓板、樓梯板以及陽臺等。其裝配式預制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式簡單、制作方便,但同時存在構(gòu)件形式單一、構(gòu)件較大且重、需配置較高要求的吊裝設(shè)備等問題。
西偉德混凝土預制(合肥)有限公司引進德國“ double-wall precast concrete building system”技術(shù),形成了疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為疊合式樓板、疊合式墻板以及預制樓梯等。疊合式樓板由底層預制板和格構(gòu)鋼筋組成,可作為后澆混凝土的模板;疊合式墻板由兩層預制板與格構(gòu)鋼筋制作而成,現(xiàn)場安裝就位后可在兩層預制板中間澆筑混凝土;格構(gòu)鋼筋可作為預制板的受力鋼筋以及吊點。
合肥西偉德的構(gòu)件預制設(shè)備先進、制作精良,但由于其引進時間較晚、預制構(gòu)件形式簡單,目前僅應(yīng)用于地下車庫結(jié)構(gòu)中。同時,其疊合式結(jié)構(gòu),現(xiàn)場混凝土澆筑量也很大,墻板內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量也不便檢查,有一定的施工難度。
三、改良式現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)
該技術(shù)主要是以清華大學的輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)為代表,其核心是采用工廠化的輕鋼構(gòu)架等技術(shù)來代替現(xiàn)有的鋼筋制作與綁扎,達到節(jié)省人工,提高效率的目的。
輕鋼構(gòu)架固模就是通過用輕鋼構(gòu)架來代替現(xiàn)場綁扎的鋼筋,用免拆面板、保溫板及一體化板等固模來替代現(xiàn)有的模板,在固模間澆筑混凝土的一種裝配技術(shù),分為輕鋼構(gòu)架固?;炷翂w和輕鋼構(gòu)架固模混凝土樓板。其特點是,輕鋼構(gòu)架可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),施工現(xiàn)場基本不用綁扎鋼筋;免拆模板,減少濕作業(yè),節(jié)省材料、人工,降低能耗,提高工程質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)的房屋整體性好,抗震性能強,能滿足復雜的建筑結(jié)構(gòu)。但是,輕鋼構(gòu)架固模所采用的固模在設(shè)計中并未考慮其對墻體承載力及剛度的貢獻,造成部分材料浪費,也存在與PCF技術(shù)相同的問題。輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)只是在鋼筋方面采用了裝配技術(shù),混凝土仍采用現(xiàn)澆形式,是對現(xiàn)有技術(shù)的一種改良。
在建筑產(chǎn)業(yè)化、綠色低碳經(jīng)濟理念的驅(qū)使下,許多房地產(chǎn)、建筑施工及設(shè)計院等企業(yè)開展了住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的積極探索和研發(fā),我區(qū)崳景華城房地產(chǎn)正和清華大學合作,應(yīng)用輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)建造有關(guān)開發(fā)項目。為加快住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)化步伐,應(yīng)結(jié)合各種技術(shù)特點,取長補短,形成適合我國國情的新技術(shù)。在此過程中,有以下問題需要解決:
1、從標準、設(shè)計源頭解決裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的標準化及模數(shù)化問題,這是工業(yè)化生產(chǎn)的必然條件,這要求政府有關(guān)部門從產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略布局方面,去制定標準推行專業(yè)化、工業(yè)化生產(chǎn)。
【關(guān)鍵詞】建筑施工;裝配式住宅;安全風險
管理建筑裝配式住宅是在施工現(xiàn)場將預制的構(gòu)配件組合、裝配而成的一種建筑結(jié)構(gòu)。建造速度快;施工過程不受氣候的制約;大幅降低人力成本;顯著提高建筑整體質(zhì)量是其突出的特點。但建筑裝配式住宅施工也面臨諸多安全隱患,怎樣強化施工安全風險管理,有效降低施工安全風險,這是相關(guān)單位務(wù)必要認真思考并深入探究的課題。
一、建筑裝配式住宅施工安全隱患
和一般的住宅建筑相比,裝配式住宅具備自身的特殊性,包括高空作業(yè)多、以吊裝作業(yè)為主等,因而導致施工安全隱患較多[1]?,F(xiàn)場安裝預制混凝土結(jié)構(gòu)是建筑裝配式住宅工程施工的核心難點,因為施工現(xiàn)場的不確定因素較多,加之構(gòu)件種類繁多,有效管理施工現(xiàn)場,尤其是加強核心技術(shù)管理,將對結(jié)構(gòu)總體施工工期及效益產(chǎn)生直接影響。這里以公司一體化模式施工的上海松江區(qū)佘山21丘大型居住社區(qū)39A項目的1、2號裝配式建筑住宅樓作為參考,該項目由公司自主設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和施工,裝配率可達到80%以上,但現(xiàn)場安全風險管理難度較大,主要體現(xiàn)在構(gòu)件安裝現(xiàn)場臨時支撐風險較大、構(gòu)件吊裝作業(yè)風險較大等方面。所以加強安全風險管理至關(guān)重要。
二、建筑裝配式住宅施工安全風險管理原則
(一)事前控制安全風險
在建筑裝配式住宅項目施工的安全風險管理中,公司嚴格遵循兼顧事前、事中以及事后控制的原則。所謂事前控制就是在施工之前要細致分析建筑裝配式住宅施工安全的風險因素,針對一些常見安全問題提出相應(yīng)的方案,保證工程施工安全。如果事前安全風險控制工作做得不充分,一旦施工環(huán)節(jié)發(fā)生安全隱患,將需花費大量物力、人力才能彌補,后果難以估量。
(二)事中控制施工風險
公司對施工風險進行事中控制的重點在于控制施工過程的安全風險。建筑裝配式住宅施工是以構(gòu)配件的運輸、堆放、檢驗以及安裝等過程為主線的,提高施工人員的技術(shù)水平,并充分配備起重吊裝設(shè)備,嚴格執(zhí)行各項安全施工規(guī)范、規(guī)程,以保證建筑裝配式住宅結(jié)構(gòu)的施工安全及質(zhì)量。
(三)事后及時總結(jié)經(jīng)驗
事后及時總結(jié)經(jīng)驗的目的在于更好地指導今后的施工實踐[2]。建筑裝配式住宅的發(fā)展尚不成熟,很少有可以參考的數(shù)據(jù),因而公司在施工中為獲得可靠的、穩(wěn)定的一手資料,專門委派專業(yè)人員實時記錄施工現(xiàn)場的情況,通過分析施工資料準確掌握施工安全影響因素,從而為確保安全施工采取一些必要的措施,為今后開展同類型施工作業(yè)提供依據(jù)。
三、建筑裝配式住宅施工安全風險管理措施
(一)嚴格執(zhí)行施工現(xiàn)場安全措施
公司制定了完善的施工現(xiàn)場安全風險管理措施,并致力于將其全部落到實處。主要包括:所有人員進入施工現(xiàn)場都必須帶好安全帽,操作人員務(wù)必持證上崗,嚴格遵守行業(yè)標準;臨時拆除安全設(shè)施(洞口保護網(wǎng)、洞口水平防護)時必須取得項目安全負責人的許可,離開操作場所時需要對安全設(shè)施進行復位,禁止工人在吊裝范圍下方穿越;吊裝梁板之前在梁、板上提前到位安裝安全立桿、安全維護繩,為吊裝工人提供佩戴安全帶的連接點;吊裝前嚴格檢查吊具、鋼絲繩、葫蘆等起重用品的性能是否完好;吊裝構(gòu)件時,由專業(yè)的起重工負責操作、吊裝工負責安裝;嚴禁在施工現(xiàn)場吸煙,并配備好消防、滅火設(shè)備,按現(xiàn)場實際情況配備相應(yīng)的消防器材;嚴禁使用塔吊進行斜吊、斜拉,嚴禁起吊埋設(shè)在地下或地面上凝結(jié)的重物,必須全部松動施工現(xiàn)場的混凝土構(gòu)件或模板之后才能起吊
(二)健全施工安全風險管理制度
一是實行安全施工管理機制,即公司努力完善制定崗位安全施工標準,按照國家頒布的安全規(guī)程,結(jié)合建筑裝配式住宅的施工特征及實際情況,編制可行性高的崗位安全施工規(guī)程手冊,并頒發(fā)給各個部門、施工小組。同時,完善各項安全風險管理制度,如建立安全施工會議制度、安全施工崗位責任制度,尤其是必須在危險源作業(yè)點掛牌,明確責任人等。二是增強施工人員防范安全風險的意識,因為施工人員是建設(shè)裝配式住宅的主體,只有提高他們的安全風險防范意識,才能更有效地杜絕安全事故。如公司針對施工人員開展日常的安全生產(chǎn)教育工作,定期、不定期組織所有施工人員學習分析和處理安全事故的典型案例,促使他們及時樹立安全第一的施工作業(yè)意識,拒絕違章作業(yè);設(shè)置由專人負責的安全電箱標準化管理制度,加強用電安全管理。同時,施工安全風險監(jiān)管人員也要注意增強安全風險防范意識,在施工之前務(wù)必要檢查機械設(shè)備維護工作,監(jiān)督施工;每一天都要認真巡視各個施工作業(yè)面,將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
(三)做好建筑施工臨邊防護工作
為避免建筑裝配式住宅施工環(huán)節(jié)發(fā)生臨邊墜物風險,公司采用的都是定型化的工具維護,但隨著每個施工場地等條件的不同,定型化工具維護還不能全部實施,對腳手架的使用顯得相當重要。公司使用腳手架在臨邊口搭設(shè)好護欄,并利用安全網(wǎng)圍擋,選用顏色醒目的油漆涂刷,讓施工人員清楚看到[3]。在基坑工程施工中,也可選用腳手架搭設(shè)臨邊圍護結(jié)構(gòu),并使其至少能防1000kN的外沖擊力;該圍護結(jié)構(gòu)可選用黃黑雙色油漆涂刷。對于工具化的圍護欄桿,其底部可選擇混凝土澆筑擋土墻,并把圍護欄桿固定到擋土墻上。另外,任何一個登高通道的兩側(cè)都必須設(shè)置好安全護欄,且搭設(shè)時要嚴格依據(jù)相關(guān)標準、規(guī)范的要求;通道可選擇有足夠?qū)挾鹊哪_手板,將其固定牢靠;樓梯防護則要符合安全防護標準及要求,可選擇用腳手管搭設(shè);樓梯坡度務(wù)必要符合規(guī)定的要求,禁止搭設(shè)太過陡峭的上下樓梯
(四)吊裝作業(yè)安全風險管理措施
為做好安全風險管理工作,公司專門成立了安全工作小組,專門針對裝配式建筑施工制定適用的安全管理流程、規(guī)章制度,保證安全施工。同時,針對吊裝作業(yè)配備了幾名專職安全員,完全依據(jù)安全管理制度開展吊裝作業(yè)現(xiàn)場的安全管理工作,重點監(jiān)控施工重點區(qū)域、難點區(qū)域,發(fā)現(xiàn)問題務(wù)必第一時間上報。且在設(shè)置預制混凝土構(gòu)件的吊點時,施工方要積極參與討論,完成設(shè)計圖之后依托建筑信息模型技術(shù)落實施工模擬仿真工作,同時優(yōu)化預制混凝土構(gòu)件吊點方案,向預制混凝土構(gòu)件制作工廠反饋結(jié)果,確保工廠一次性到位生產(chǎn)吊點預埋件,保證施工過程中的安全吊運。針對吊裝作業(yè),還要落實現(xiàn)場檢查工作,該工作的內(nèi)容要和施工現(xiàn)場安全風險管理保持同步,重點檢查落實安全風險管理措施的情況以及現(xiàn)場施工人員配備裝備的情況,檢查防火設(shè)備、安全警示標志等情況。最后還有超載吊運問題,應(yīng)借助建筑信息模型技術(shù)布置施工平面圖,依據(jù)預制混凝土構(gòu)件的重量合理確定塔吊的型號,嚴禁在施工期間超載吊運預制混凝土構(gòu)件、其他施工材料,保證塔吊設(shè)置與設(shè)計、施工要求等相符。
四、結(jié)束語
建筑裝配式住宅施工是一項較為復雜的系統(tǒng)工作,其中涉及諸多吊裝工序,施工安全隱患有所增大。鑒于此,公司在施工環(huán)節(jié)中嚴格遵循安全風險管理原則,采取合理的、行之有效的安全風險管理措施,杜絕了安全事故發(fā)生,有效保證了裝配式建筑住宅樓項目施工作業(yè)的有序安全進行,同時保證了裝配式住宅的整體質(zhì)量。
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞] 預制裝配式;建筑設(shè)計;發(fā)展趨勢
【分類號】:TU-80
預制裝配式建筑是建筑工業(yè)化的產(chǎn)物,給人們的印象是粗糙、簡陋、冰冷。只是為了滿足特殊或是基本功能而建造,很少考慮到建筑的精致、美觀以及與環(huán)境的關(guān)系等因素。隨著工業(yè)化的發(fā)展,預制裝配式建筑成為了工業(yè)化建筑的多元化發(fā)展的一個重要載體,對預制裝配式建筑的要求不止于最基本的使用功能,同時人們對環(huán)境的關(guān)注度不斷提高,使現(xiàn)代的預制裝配式建筑必須考慮形式、功能、環(huán)境等因素的平衡?,F(xiàn)代工業(yè)化建筑進入了多元化的時代。人們價值觀,審美觀的多元化直接導致了預制裝配式建筑“百花齊放”的格局。
1.國外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
在過去的幾年中,歐、美、日等建筑工業(yè)化發(fā)達的國家和地區(qū)已經(jīng)成為了一個實驗區(qū),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(zhàn)。建筑的設(shè)計和建造技術(shù)有了很大的演變,在強大的技術(shù)支撐下,預制裝配系統(tǒng)幾乎可以滿足任何類型的建筑。也可以說預制技術(shù)的不斷發(fā)展為建筑形式提供了更多的可能性。
2.國內(nèi)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
從二十世紀50到60年代,我國開始對預制裝配式混凝土建筑的設(shè)計和施工技術(shù)進行研究,并形成了一系列相應(yīng)建筑類型的體系。到20世紀80年代,預制裝配式混凝土建筑在全國范圍內(nèi)的應(yīng)用進入到了全盛時期,許多地方都逐漸形成了設(shè)計、制作、安裝的工業(yè)化裝配式混凝土建筑一體化生產(chǎn)模式。但是我國的裝配式混凝土建筑設(shè)計和施工技術(shù)研發(fā)水平還無法滿足社會需求也跟不上建筑技術(shù)發(fā)展的變化,究其原因是因為預制裝配式建筑的物理性能和功能還有許多局限和不足之處。直至20世紀90年代中期,全現(xiàn)澆式混凝土建筑體系幾經(jīng)逐漸取代了預制裝配式混凝土建筑,目前裝配式建筑體系除了在單層工業(yè)廠房中有較多的應(yīng)用外,在其他類型的建筑中很少能見到。
3.預制裝配式建筑基本設(shè)計原則
1)成本控制
預制比傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工方法在成本控制上更加有效,這是因為預制概念中的成本有三個方面:材料、勞動力和時間,從理論上講,其中任何一個方面減少,成本也降低了,但這并不意味著預制減少了整個項目的預算。材料也是一個控制成本很重要的因素。在傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場很難精確的計算出需要多少材料,所以常常會訂購過量的材料以確保工程用量。這樣往往就會產(chǎn)生浪費,無謂的增加成本。而在預制建筑項目,可以通過前期設(shè)計對材料用量做出準確判斷,從而有針對性的進行采購。
2)進度安排
可以說預制裝配式建筑最大的優(yōu)點是縮短了現(xiàn)場施工的工期。預制裝配式建筑的項目能夠節(jié)省時間源自工廠制造和現(xiàn)場施工可以同時進行。在建筑工程中很少使用預制基礎(chǔ),因此現(xiàn)場在建造基礎(chǔ)的同時工廠加工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造構(gòu)件以及服務(wù)系統(tǒng)和室內(nèi)集成模塊。
3)質(zhì)量控制
質(zhì)量的定義是雙重的:不僅僅是生產(chǎn)質(zhì)量和設(shè)計質(zhì)量,往往更依賴于建筑師的工作質(zhì)量。為了能夠使建筑的預制取得成功,以上兩點都必須要考慮周全。這些原則看上去是對立的。只要生產(chǎn)質(zhì)量提高,建筑就會變得更加標準化、平淡無奇,而高質(zhì)量的設(shè)計就會不可避免的地表明了生產(chǎn)效率的匱乏。
4)人性化工作
依靠著空調(diào)以及干燥的室內(nèi)環(huán)境,工人的安全系數(shù)有所提高?,F(xiàn)場施工不僅要求工人需要面對暴露在惡劣天氣條件下、處在道路兩側(cè)比較危險的位置、面對有危險的突出物等,還可能需要工人們長途跋涉。而預制能給提供一個短途通勤的機會,這就減少了成本也降低了工人們在長時間工作之后因為疲勞而導致他們在往返于工地和家中的路上發(fā)生危險的幾率。
4.預制裝配式建筑的優(yōu)勢
1)設(shè)計多樣化
目前,住宅設(shè)計和住房要求嚴重脫節(jié),承重墻多、開間小、分隔死、房間的空間無法靈活分割。而裝配式房屋則采用大開間,用戶根據(jù)需要可靈活地利用組合式墻體分割成“隨心所欲”的空間環(huán)境。
2)功能現(xiàn)代化
傳統(tǒng)的建筑能源利用率很低。裝配式建筑的地面、屋頂、墻體、門窗框架等都采用各種新型保溫、隔熱材料,房屋采用新型的供熱、制冷技術(shù),如太陽能的儲存和利用;工廠化的建筑構(gòu)件精確度高,可以提高墻體和門窗的密封功能。
3)制造工廠化
智能化的住宅應(yīng)該無論是墻體結(jié)構(gòu)材料,還是內(nèi)部裝飾材料都選用綠色的優(yōu)質(zhì)材料,而工廠化的生產(chǎn)正是住宅現(xiàn)代化的最優(yōu)生產(chǎn)方式。如傳統(tǒng)的建筑物要使其美麗的外表面涂料久不退色是十分困難的。但工廠化生產(chǎn)的建筑外墻板不但質(zhì)輕、高強,而且在工廠經(jīng)過模具、機構(gòu)化噴涂、烘烤等工藝就可使建筑物美麗的色彩久不退色。
4)施工裝配化
由于裝配式建筑比傳統(tǒng)的建筑自重減輕約一半,因此,對地基承載力的要求也隨之降低,地基的施工也會簡化很多。工廠預制好的建筑構(gòu)件運到施工場地后,立刻可按設(shè)計要求安裝施工。
5)時間最優(yōu)化
預制建筑最大的優(yōu)點是縮短了現(xiàn)場施工的時間,對工期有更高的可預測性。預制建筑的項目能夠節(jié)省時間源自工廠制造和現(xiàn)場施工可以同時進行。在建筑工程中很少使用預制基礎(chǔ),因此現(xiàn)場在建造基礎(chǔ)的同時工廠加工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造構(gòu)件以及服務(wù)系統(tǒng)和室內(nèi)集成模塊。
6)技術(shù)可持續(xù)化
盡管在建造過程中,使用集成構(gòu)件早已經(jīng)被提上了設(shè)計師和技術(shù)專家的議程,但是裝配式建造理論體系中并沒有和環(huán)境保護理論體系發(fā)生交叉。如今,人們已意識到建筑垃圾造成的嚴重環(huán)境破壞。在諸如木材加工、砌磚、粉刷和裝飾的過程中的切割和原料混合工序中由于沒有集成裝配的過程,也會產(chǎn)生多余而造成浪費,這種在建造過程中產(chǎn)生的浪費份額巨大。
5.未來中國的預制裝配式建筑發(fā)展趨勢
展望預制裝配式建筑的未來發(fā)展,大到整體空間布局,小到建筑細部的每一個預制構(gòu)件,將建筑群與環(huán)境雕琢的如此細膩。在我國,預制裝配式建筑的發(fā)展正處于向工業(yè)化發(fā)達國家學習的起步階段,設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、安裝各環(huán)節(jié)的技術(shù)是實踐過程中首要攻克的難題,對于預制裝配式建筑在環(huán)境、功能及美觀等建筑設(shè)計方面的因素并無有針對性的深入探討。
由于我國經(jīng)濟發(fā)展起步晚,建設(shè)量極大時間又非常集中,建筑工業(yè)化還處于比較落后的狀態(tài),雖然目前在預制建筑在住宅的發(fā)展上有了一些新氣象,但是還沒有形成規(guī)模和氣候,產(chǎn)業(yè)鏈也不是很完善,還需要進一步的支持和推動。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,各種公共建筑開始在各個城市中不斷出現(xiàn),很多建筑由于功能和形式的需求采用了異形的結(jié)構(gòu)形式,無法用傳統(tǒng)的建造方法實現(xiàn),也在不同程度上采用了預制構(gòu)件裝配的方法。
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞]預制裝配式;設(shè)計;施工;一體化;優(yōu)化
引言
預制裝配式建筑(prefabricatedconcrete)即PC建筑,是通過工廠化生產(chǎn)構(gòu)件,經(jīng)過養(yǎng)護、運輸、吊裝、連接、與現(xiàn)澆段結(jié)合等步驟形成的混凝土結(jié)構(gòu)。預制裝配式建筑是未來建筑工業(yè)化的發(fā)展方向,符合綠色建筑的理念。預制裝配式建筑在我國仍處于發(fā)展的初期階段,與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑存在較大差異,其設(shè)計、施工也與傳統(tǒng)建筑截然不同,至今仍沒有國家標準規(guī)范指導,施工作業(yè)人員缺乏經(jīng)驗。本文以上海市內(nèi)環(huán)第1個預制裝配式住宅建筑為例,對預制裝配式建筑的設(shè)計施工一體化進行分析研究。
1預制裝配式建筑特點
預制裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑相比有如下特點。1)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計需要對建筑結(jié)構(gòu)進行構(gòu)件拆分,構(gòu)件拆分需要綜合考慮設(shè)計、施工、吊裝、運輸、施工場地布置等因素。機電管線、線盒需預埋預設(shè)在預制構(gòu)件中,到現(xiàn)場后直接對接安裝。2)構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn),生產(chǎn)模具重復使用率高,構(gòu)件尺寸精度高,達到清水混凝土的效果,預制構(gòu)件甚至能根據(jù)設(shè)計需要在構(gòu)件表面印出清水花紋。3)構(gòu)件在工廠中預制,后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場直接吊裝施工,方便快捷。最大程度減少現(xiàn)場濕作業(yè),減少對環(huán)境的揚塵、噪聲等污染,減少現(xiàn)場施工作業(yè)人員配置,在城市市區(qū)內(nèi)施工有明顯優(yōu)勢。4)預制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件結(jié)合的現(xiàn)澆節(jié)點受力復雜,是設(shè)計施工的關(guān)鍵節(jié)點,鋼筋排布密集,在后期存在漏水隱患。預制裝配式建筑的以上特點導致其設(shè)計、施工相比傳統(tǒng)建筑有其自身特性,并且兩者相互影響,因此單獨研究預制裝配式建筑的設(shè)計、施工存在片面性,不利于其發(fā)展,需對預制裝配式建筑的設(shè)計與施工進行一體化研究,使預制裝配式建筑的設(shè)計與施工相互配合、相互促進,優(yōu)化提高,為建設(shè)項目增值。
2預制裝配式建筑設(shè)計
2.1聯(lián)系現(xiàn)場實際的結(jié)構(gòu)深化設(shè)計
現(xiàn)階段開發(fā)商為加快資金回籠,不斷壓縮項目周期,而預制裝配式建筑在建筑施工圖完成之后仍需對建筑進行構(gòu)件拆分,進行結(jié)構(gòu)深化設(shè)計。構(gòu)件拆分的大小、質(zhì)量、形狀,直接影響到現(xiàn)場材料堆放的布置、施工臨時道路的設(shè)置、吊裝的選擇、塔式起重機基礎(chǔ)的設(shè)計等。在施工方案總設(shè)計中需考慮施工現(xiàn)場實際情況,并在可行的情況下進行優(yōu)化,尤其在施工場地狹小的城市核心區(qū)域。因此預制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分深化設(shè)計需與施工單位緊密聯(lián)系,并在前期總體設(shè)計中考慮運輸、施工難度和成本等。
2.2考慮全施工過程的受力設(shè)計
預制裝配式建筑構(gòu)件在工廠內(nèi)生產(chǎn),經(jīng)過養(yǎng)護,構(gòu)件強度達到要求后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,再通過吊裝安裝到位。構(gòu)件在成為結(jié)構(gòu)的一部分前需要經(jīng)過運輸、翻身、吊裝等多個過程,出現(xiàn)多種不同的受力形態(tài),這些過程均需通過預埋在構(gòu)件內(nèi)的球形鉚釘實現(xiàn)。因此構(gòu)件拆分及設(shè)計過程中不僅需考慮構(gòu)件在建筑結(jié)構(gòu)中的受力還需考慮生產(chǎn)施工全過程中構(gòu)件的受力。構(gòu)件吊點的設(shè)置需考慮到構(gòu)件重心位置、吊裝中的平衡、構(gòu)件運輸過程中擺放角度等。以本工程中轉(zhuǎn)角飄窗設(shè)計為例:轉(zhuǎn)角飄窗屬于多維度異形構(gòu)件,構(gòu)件內(nèi)存在大開洞,構(gòu)件自重達9.7t,且構(gòu)件重心位置不在墻身豎向范圍內(nèi),因此在構(gòu)件上部設(shè)計了4個吊點,確保構(gòu)件吊裝的平衡??紤]吊裝運輸過程中構(gòu)件的受力,通過MIDAS軟件分析構(gòu)件的應(yīng)力分布,如圖1a所示。通過分析發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)角飄窗在吊裝過程中局部應(yīng)力分布過大,需進行加固處理。通過研究采用3根槽鋼對轉(zhuǎn)角飄窗進行加固處理,加固后的應(yīng)力分布如圖1b所示,應(yīng)力集中明顯減弱,可以確保吊裝運輸?shù)陌踩?/p>
2.3機電管線設(shè)計
預制裝配式建筑中的機電管線與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中的機電管線施工存在較大不同,在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中機電管線通過預埋并直接整體澆筑在混凝土中,而預制裝配式建筑中機電管線需預先埋設(shè)于構(gòu)件中,抵達現(xiàn)場后與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中預埋管線進行拼接,體積和質(zhì)量巨大的構(gòu)件在現(xiàn)場完成機電管線精確對接施工難度極大。因此機電管線設(shè)計需盡量避免埋設(shè)于預制構(gòu)件中,本工程同時使用BIM軟件對現(xiàn)澆和預制構(gòu)件部分進行建模,分析構(gòu)件內(nèi)部的管線排布、線管線盒的位置,確保機電管線能夠精確對接。
2.4利用預制構(gòu)件特性完善建筑設(shè)計
預制構(gòu)件為工廠化生產(chǎn),尺寸精度高,表面整潔,能達到清水效果,且能夠預制出相應(yīng)的花紋。在建筑設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到預制構(gòu)件自身優(yōu)勢,減少建筑做法,減少現(xiàn)場濕作業(yè)。在本項目中,設(shè)計多處利用到了預制構(gòu)件的特性,如在樓梯部分充分利用了預制構(gòu)件的精度,安裝完畢后表面不再做面層處理,如圖2所示;墻壁后期做掛石材處理,墻壁取消了傳統(tǒng)的抹灰濕作業(yè)。
3預制裝配式建筑施工
3.1充分領(lǐng)會設(shè)計意圖
預制裝配式建筑在國內(nèi)仍處于發(fā)展的初級階段,施工操作經(jīng)驗不多,因此在施工過程中需充分領(lǐng)會設(shè)計意圖。構(gòu)件作為一類特殊產(chǎn)品,在最終成為結(jié)構(gòu)的一部分前需經(jīng)歷吊裝、運輸、翻身等過程,而構(gòu)件一旦破壞再生產(chǎn)需經(jīng)過較長周期,將直接影響到整個項目施工工期,因此施工需要充分領(lǐng)會設(shè)計對構(gòu)件受力分布的考量,防止構(gòu)件在吊裝、運輸?shù)冗^程中出現(xiàn)破壞。
3.2施工關(guān)鍵節(jié)點優(yōu)化處理
預制裝配式建筑徹底顛覆了傳統(tǒng)的施工方式,施工中的吊裝作業(yè)、建筑做法等與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)完全不同,施工中要充分考慮施工的各個過程優(yōu)化。預制構(gòu)件與現(xiàn)澆段間的連接是裝配式結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵,該節(jié)點受力復雜,鋼筋預埋較多。施工中需充分理解構(gòu)件預留鋼筋與現(xiàn)澆段之間的連接關(guān)系,分層次完成鋼筋綁扎連接?,F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中窗附框位置經(jīng)常存在漏水隱患,若預制結(jié)構(gòu)后期再裝窗附框?qū)⑼瑯哟嬖诼┧[患,因此在施工前與設(shè)計溝通研究,將窗附框在工廠中與預制構(gòu)件一同澆筑完成,形成整體,避免后期存在的漏水隱患。3.3現(xiàn)澆段與預制段節(jié)點處理預制構(gòu)件與現(xiàn)澆段連接處是關(guān)鍵節(jié)點,因為混凝土澆筑時間不同,存在施工縫且收縮不一致,存在滲漏隱患,同時也是結(jié)構(gòu)連接的薄弱環(huán)節(jié)。為避免后期出現(xiàn)滲漏情況,本項目在預制構(gòu)件的上部和下部分別采取了不同的方式進行節(jié)點處理。為方便構(gòu)件堆放,構(gòu)件下部設(shè)計為拉毛平面,構(gòu)件吊裝完成后在構(gòu)件外側(cè)采取3道防水措施,如圖3所示,從外到內(nèi)依次為220mm防水卷材,13mm厚耐候膠,20mm×30mm橡膠條。在構(gòu)件的內(nèi)側(cè)采用預制構(gòu)件上部留有預留縱筋和箍筋,施工中無法采用上述3道防水措施,通過與設(shè)計溝通研究,將構(gòu)件上部設(shè)計為凹槽形式,如圖4所示。在與現(xiàn)澆段鋼筋綁扎后采用防水混凝土澆筑,凹槽的設(shè)計不但可以防止水流向內(nèi)側(cè),還能有效增強節(jié)點連接。
4結(jié)語
預制裝配式建筑在國內(nèi)仍處于發(fā)展的初級階段,在進一步摸索前進的過程中,設(shè)計與施工一體化協(xié)作,可以有效地促進設(shè)計、施工的優(yōu)化提升,為建設(shè)項目增值。通過本工程的應(yīng)用研究,在結(jié)構(gòu)深化設(shè)計中聯(lián)系現(xiàn)場實際、綜合考慮施工全過程中構(gòu)件應(yīng)力分布、機電管線設(shè)計優(yōu)化、利用預制構(gòu)件特性等對設(shè)計施工有極大促進作用。同時在施工中充分領(lǐng)會設(shè)計意圖、做好成品保護、優(yōu)化關(guān)鍵施工節(jié)點等可有效地促進生產(chǎn)效率,提升工程質(zhì)量,提升經(jīng)濟效益,促進預制裝配式建筑的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:預制裝配式 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 結(jié)構(gòu)體系 施工要點 解決措施
一、預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工要點
(一)工藝流程
梁、柱、外墻板、樓板、樓梯等預制構(gòu)件工廠內(nèi)加工預制構(gòu)件運至施工現(xiàn)場吊裝柱(校正定位連接)吊裝陽臺吊裝梁(校正連接)吊裝樓梯吊裝預制樓板(疊合層樓板鋼筋綁扎、澆筑混凝土)吊裝外墻板。
(二)柱吊裝施工
預制柱的吊裝順序按照吊裝方案規(guī)定的順序進行,逐層分段流水作業(yè),以避免反復作業(yè)。在吊裝前清理柱子安裝部位的雜物,檢查柱子軸線,并對預制柱型號、結(jié)構(gòu)尺寸、埋件位置等進行全面仔細檢查,防止誤吊或返工處理。柱子在車上直接起吊,首先安裝吊點,柱子根部設(shè)置防護墊子,每個柱子都需要按照指定的位置、型號進行吊裝,同時保證方向的正確性,調(diào)整柱子位置,使鋼筋頭部對準柱底部的套筒空腔,慢慢插入。根據(jù)柱的邊線確定柱的位置,在初步吊裝就位后,在柱縫隙周圍封泡沫條,用螺母墊片調(diào)節(jié)標高。在柱子初步就位后,安裝可調(diào)斜支撐,配合紅外線投線儀,通過可調(diào)斜支撐調(diào)整柱子垂直度,固定柱子。對已經(jīng)就位好的柱子,要用經(jīng)緯儀認真校準軸線位置及垂直度,確認不超出偏差,方可進行柱腳灌漿。
(三)陽臺吊裝施工
在預制陽臺構(gòu)件吊裝前,應(yīng)將水泥砂漿找平層垃圾清掃干凈,并濕潤鋪水泥漿一層,隨即坐漿安裝,以保證構(gòu)件之間的良好結(jié)合和密實。構(gòu)件起吊時,由作業(yè)人員穩(wěn)住構(gòu)件,對準墻上邊線,再根據(jù)外挑尺寸控制線,確定好壓墻距離,放穩(wěn)就位,挑出的部分壓在臨時支撐上,即可卸鉤。預制陽臺安裝完成后,應(yīng)將內(nèi)邊預留的鋼筋理直,并與梁鋼筋連接好,側(cè)挑梁的外伸鋼筋還應(yīng)按設(shè)計要求錨入墻內(nèi)或梁內(nèi)。
(四)梁吊裝施工
按照圖紙規(guī)定或施工方案中所確定的吊點位置,進行掛鉤和鎖繩,注意吊繩的夾角一般不小于45°,掛好鉤繩后緩慢提升,繃緊鉤繩,離地 500mm 左右時停止上升,認真檢查吊具是否牢固,拴掛是否安全可靠,方可吊運就位。如吊運單側(cè)或局部帶挑邊的梁,要考慮其重心位置,避免偏心,以防傾斜。吊裝前檢查柱頭支點鋼墊的標高、位置是否符合安裝要求,就位時需找好柱頭上的定位軸線和梁上軸線之間的相互關(guān)系,以便梁正確就位,梁的兩頭應(yīng)用支柱頂牢。操作人員分別從兩頭扶穩(wěn),對準軸線,平穩(wěn)落鉤,緩慢入座。梁身垂直偏差應(yīng)控制在允許范圍之內(nèi),在整個校正過程中,必須觀察柱子的垂直有無變化。若因梁安裝使柱子的垂直偏差超出允許值,必須重新進行調(diào)整。當梁的標高及支點位置校正合適,支頂牢固,即可連接鋼筋,灌漿套筒或焊接質(zhì)量應(yīng)符合要求。
(五)疊合樓板吊裝施工
疊合樓板是預制和現(xiàn)澆混凝土相結(jié)合的一種結(jié)構(gòu)形式。薄板的主筋即疊合樓板的主筋,上部現(xiàn)澆混凝土層僅需配置負彎矩鋼筋和構(gòu)造鋼筋。預應(yīng)力薄板用作現(xiàn)澆混凝土層的底模,不必為現(xiàn)澆層支撐模板。板底光滑平整,板縫經(jīng)處理后,頂棚可不再抹灰。將支承架的龍骨找平,并固定牢固之后,才能吊裝薄板。預應(yīng)力薄板在車上直接起吊,吊至樓面根據(jù)控制線確定疊合板的精確位置。吊裝完成后用泡沫條 + 普通砂漿堵縫,綁扎樓層梁、板鋼筋和預埋水電管線盒同步進行,樓面?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)澆樓板降板處吊模施工,樓層現(xiàn)澆混凝土,完成該層的施工。在常溫條件下澆筑上層混凝土時,需要先澆水濕潤,在冬季寒冷氣候條件下施工時,則要注意加熱保溫養(yǎng)護。
(六)樓梯吊裝施工
預制樓梯吊裝施工只包括了預制樓梯段的吊裝,預制樓梯斜段進場經(jīng)檢查合格后將構(gòu)件卸放到工作凳上。預制樓梯斜段吊裝斜面支撐存在向下滑移趨勢,可在樓梯斜段設(shè)置預埋件,將斜面支撐轉(zhuǎn)為平面支撐。樓梯段吊裝時,手動葫蘆調(diào)節(jié)樓梯底部,使樓梯呈“之”字型放置,再根據(jù)事先放出的控制線將樓梯斜段初步就位,將調(diào)整好的樓梯段用連接件與支座預埋件牢固后,方可卸鉤。樓梯初步安裝就位后,調(diào)節(jié)支架頂托校準樓梯標高,安裝可調(diào)斜支撐,進行固定,完成樓梯的安裝。
(七)外墻掛板吊裝施工
柱、梁、疊合板吊裝完成后,即可開始吊裝外墻掛板,外墻掛板起吊前檢查吊環(huán),用卡環(huán)銷緊先吊到安裝位置時,找好豎向位置再緩緩下降就位,外墻板就位時以墻邊線為準,做到外墻面順平,墻身垂直,縫隙一致,企口縫不得錯位,標高必須準確。整個安裝過程中注意保護外墻掛板的棱角和防水構(gòu)造,并有專人負責外墻板下口定位、對線,并用靠尺板找直。外墻掛板剪力鍵及拉結(jié)鋼筋錨入疊合板內(nèi),與樓層現(xiàn)澆板同時施工,吊裝預制外墻掛板時,預制外墻掛板預留鋼筋不需穿梁,只需將預制外墻掛板墻頂掛件(豎向支撐)插入板面埋件即可,然后通過斜撐調(diào)節(jié)垂直度,利用限位片調(diào)節(jié)水平高度,利用插片調(diào)節(jié)板內(nèi)側(cè)制作及安裝精度,就位后將限位片與墻頂掛件焊接,然后綁扎現(xiàn)澆層鋼筋,澆筑混凝土外墻掛板與樓層現(xiàn)澆板同時施工,如此循環(huán)作業(yè)。
二、預制裝配式結(jié)構(gòu)體系發(fā)展困境
(一)技術(shù)體系不完備
目前,預制裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展主要集中在裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)住宅上,其他房屋類型的預制裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展不均衡,無法支撐整個預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)行業(yè)的健康發(fā)展。
(二)基礎(chǔ)研究的缺乏
預制裝配式結(jié)構(gòu)體系中的鋼筋豎向連接、夾心墻板連接件這兩個核心技術(shù)仍不完善。作為預制裝配結(jié)構(gòu)中豎向鋼筋連接的主流方式,套筒灌漿連接在相當長的一段時間內(nèi)作為機械連接形式應(yīng)用,在接頭受力原理與性能指標要求、施工控制、質(zhì)量驗收等方面對鋼筋、灌漿套筒、灌漿料共同作用的考慮并不周全。
(三)標準規(guī)范不完備
目前,整個預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)行業(yè)由于技術(shù)體系不完備、缺乏足夠的工程實踐經(jīng)驗,我國有關(guān)預制裝配式結(jié)構(gòu)的標準規(guī)范中部分技術(shù)內(nèi)容仍處于空白,需要完善的內(nèi)容還很多。
(四)可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)不良
在一定時期內(nèi)預制裝配式結(jié)構(gòu)本身的造價不會低于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),欲采用先進的建造方式,需要更加先進的行業(yè)管理體制、技術(shù)人員與操作者,并且設(shè)計同樣也需要專業(yè)化。以上種種關(guān)系到了企業(yè)是否能夠持續(xù)地盈利,若企業(yè)無法盈利與發(fā)展,則行業(yè)無法持續(xù)發(fā)展。
三、解決措施
從勞動力成本方面來看,由于詼力價格的增長,現(xiàn)場手工作業(yè)的施工方式必然會減少,裝配化施工成為必然。除勞動力成本外,城市施工作業(yè)場地狹小、環(huán)保要求高也必將促進裝配化建筑的應(yīng)用。同時,僅僅是發(fā)展裝配式剪力墻、框架結(jié)構(gòu)住宅,必然無法支撐整個預制裝配式結(jié)構(gòu)行業(yè)的健康發(fā)展,可推進其他房屋類型的預制裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展,如大開間框架結(jié)構(gòu)結(jié)合精裝修的形式,遠勝于簡單的裝配式剪力墻、框架結(jié)構(gòu)。發(fā)展預制裝配式結(jié)構(gòu)的另一個有效措施是落實設(shè)計施工一體化,由施工總承包單位根據(jù)建筑方案完成施工圖。設(shè)計施工一體化是國際上普遍實行的工程承包方式,有利于從節(jié)約綜合成本的角度發(fā)展預制裝配方式建造。從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工到驗收基本是按照現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)來管理的,對預制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的管理也十分不到位,甚至不如預拌混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)完善。預制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)和安裝企業(yè)的資質(zhì)管理,行業(yè)質(zhì)量、驗收管理均相對較弱,在政府部門管理減弱的情況下,只有靠相關(guān)行業(yè)協(xié)會在今后的工作中積極彌補這方面的缺陷。
四、結(jié)語
預制裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件只需在工廠預制完,運至施工現(xiàn)場后即可直接吊裝,不僅解決了混凝土用量增加,材料浪費,后期拆模后觀感較差等諸多問題,而且施工速度快,質(zhì)量有保證。
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