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通俗的說,所謂預制裝配式建筑結構主要包括預制與裝配兩個環節。預制,即預先制作,要求結合建筑的構造要求在工廠內對原材料進行加工。而裝配則是指,將工廠預先制作完成的各部分構件進行現場組裝。
1 預制裝配式建筑結構技術概述
我國對于預制裝配式建筑結構的使用可追溯到上世紀80年代,其主要運用在大板建造方面。但受到經濟方面的制約,該結構并未得到有效發展。而在經濟飛速發展的21世紀,在多方面因素的刺激下預制裝配式建筑結構迅速進入到建筑建設過程中。就國內來講,北京與上海對該結構的研究與使用處于國內領先地位。其中由上海城建置業發展公司建設的浦江大型居住社區是國內首次以預制混凝土結構為主體的構件。
結合當前該結構體系的運用情況可見,其主要可分為兩類即專用型結構體系與通用型結構體系。其中以通用型最為廣泛,在結構組成上基本與現澆結構相似,包括剪力墻結構體系、框架結構體系以及混合體系。而專用結構體系則建立在通用型結構體系的基礎上,主要滿足不同建筑物在功能與性能上的需求。當前,專用型結構體系運用相對較少,國內主要存在與住宅用大板以及單層工業廠房等,國外則有預應力裝配框架體系、預制裝配停車樓體系、預應力空心模板墻體系等。最近幾年,國內對于預制裝配式建筑結構體系的開發也在不斷推進,并逐步在實際工程建設中得到試用,諸如預制預應力混凝土裝配整體式框架結構體系(由南京大地建設集團開發)以及預制裝配整體式混凝土剪力墻結構體系(由黑龍江宇輝建設集團開發)等。從發展層面上講,各結構體系的不斷創新是推動預制裝配式建筑結構不斷發展的核心環節。就現場施工來看,以主體結構豎向構件的預制施工技術難度最大,其包括剪力墻、框架柱及各類型梁等。同時采用各類建筑技術有機組合的方式使得預制裝配式結構的優勢進一步體現出來,其中主要有降減震技術結合的預制裝配整體式結構以及集保溫功能與施工構造一體的預制技術等。
預制裝配式建筑結構將建筑施工的綜合質量提升到一個新的臺階,與常規施工技術相比,其優勢主要表現在以下幾個層面:(1)與以往施工建設相比,預制裝配式技術中輕質墻板的比例更大,使得施工過程更加簡單,快捷,節約了大量人力與物力,對于控制施工成本具有重要作用,同時使建筑施工更具有靈活性;(2)在保證施工質量的基礎上,提升了建筑施工的速度,有效縮短工程周期。將施工中對環境、交通等方面的影響性降至最低,對于提升建筑企業的綜合經濟效益更具有關鍵性作用;(3)在預制裝配式建筑結構的施工中,對施工人員的數量及技術要求較低,有助于對施工質量進行有效控制。同時與以往施工技術相比,預制裝配式建筑結構的原材料在種類以及數量上均較低,保障了現場施工中的安全性,更符合綠色發展理念。
2 預制裝配式建筑結構設計核心關鍵
結合國內預制裝配式建筑結構的使用情況,文章主要對比例最大的兩種結構體系,即剪力墻結構體系以及框架結構體系中的設計要點加以分析。
2.1 預制裝配式框架結構體系
框架結構因具備使用簡單,運輸方便以及質量較輕等優勢在施工建設中得到廣泛運用,且主要運用于對高層建筑的施工中,與當前建設方向相符。該結構中以預制疊合板與預制疊合梁最為關鍵,而上述兩部分構件均在工廠直接制造而來,現場僅需要進行簡單的澆筑與焊接。為保證施工質量,在設計中需注意以下幾方面:(1)結構整體必須做到平整規則,對應內部支撐體系因具備足夠強度與韌性,滿足結構在使用過程中承載力要求。同時,各個梁柱的中軸線必須維持在同一水平面上;(2)采用剛接點對梁與柱間的交接部位進行處理,且框架基礎必須滿足強度、剛度與穩定性要求。所采用的混凝土強度等級應在C30以上;(3)需要對內部構件之間的焊接方式進行合理選擇,結合構件所處環境以及承載力特點,對焊縫形式以施焊方式進行選擇。針對承擔剪力、彎矩以及扭矩等作用時,需要對承載力設計要求分開計算。
2.2 A制裝配式剪力墻結構體系
對于剪力墻的設計需要注意以下幾點:(1)結合使用環境與條件,對縱橫墻結構進行選擇,并充分考慮外部動、靜荷載對墻體的作用,確保墻體各方面力學性能滿足正常使用的需求;(2)在橫墻布置的過程中,針對兩側端部的山墻結構需要安置承重墻板。內墻則需要結合抗側力構件承載力特點,對內力進行計算并布置合適的承重墻板以及填充墻板;(3)對于剪力墻間的連接部位,需要結合承受力特點進行構造設計。
3 預制裝配式建筑結構發展分析
Abstract: Due to energy-saving, environmental protection, short construction period, the guaranteed quality of the assembly building, it can be produced through factory assembly line. However, the current development process of the assembly building in China is relatively slow, which has been restricted by various factors. From the aspects of policy, technology, economy and others, this paper discusses the reasons, and gives a reasonable solution, hoping to promote the development of the assembly building in China.
關鍵詞: 裝配式建筑;節能;環保
Key words: assembly building;energy saving;environmental protection
中圖分類號:TU208 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)15-0043-03
1 裝配式建筑的定義
裝配式建筑指的是將預制加工廠預制的構件,通過機械吊裝的方式,把零散的預制構件組裝成為一個整體建筑[1]。
2 裝配式建筑工程基本特征
2.1 施工主場地變化――工地變工廠
轉變原先復雜的現場施工作,將建筑的柱,板梁,陽臺,外墻等的制造變成在工廠生產線上生產,所有的模塊部件都可以在預制場中預先制造,避免了現場的澆筑,將大量現場的手工作業,換成了預制場的流水作業。具有提前預制,施工速度快,工期短,而且不受氣候影響的特點。
2.2 施工方式轉變――施工變總裝
原來的現澆結構需要立體的交叉作業,流水施工,而對于預制裝配式建筑,主要采用機械化的吊裝,最終將各模塊組成整體。安裝過程如同在工廠組裝汽車元件一樣進行拼接,現場作業大大減少,生產效率很高,安全,質量有保障等等特點。并且,建設與裝修于一體,裝修于主體工程可以同步施工。
2.3 身份的轉變――農名工變產業工人
由于現場大量采用吊裝技術,再也不需要大量的體力勞動,從業人員經過簡單培訓只要掌握預制裝配、吊裝的技術即可。大大減少了人力成本的需求,以及從業人員的就業環境。
2.4 形象的D變――污染施工變綠色施工
預制裝配式現場施工以吊裝為主,節能環保,腳手架搭設、現場砌筑、現場抹灰等等。以往現澆建筑出現的問題,裝配式建筑施工都可以避免,最大化實現綠色施工。有資料推算,裝配式施工至少節約節水量80%,能源70%,材料20%,土地20%,有效避免噪聲的產生。
3 制約我國裝配式建筑工程發展的關鍵問題分析
近年來,由于國家的大力倡導,許多地方開展了預制裝配式建筑工程的試點工作。但是,往往在實施過程中,都會發生“管理不到位,技術不成熟”的現象。很多施工單位對預制裝配式建筑的理解還是基于傳統的現澆結構,就是將傳統的建筑構件按照一定的規律進行拆分,然后轉移到工廠生產,然后再將各部分的部件按照原來的方式重新吊裝回去,這樣往往預制率不高,連接節點處理很不好,導致質量很差,經濟效益不高。
在管理上依然采取“層層分包”的模式,各方資質得不到保障,導致出現了很多工程質量和安全問題,甚至比傳統的現澆混凝土建筑的問題還多,這大大限制了集裝式建筑的發展。
3.1 裝配式建筑行業內存在不完善的法規政策
目前,國內屈指可數的政策性文件如《綠色建筑行動》、《進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》、《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》等在推廣裝配式建筑,這些政策的落實情況不容樂觀,由于約束力并不強烈,很多企業也并沒有嚴格按照要求執行,沒有對裝配式建筑的發展起到很大促進作用。
3.2 經濟支撐政策不完善
現代社會,現代企業的發展很大程度上都是以利益驅動為導向,雖然裝配式建筑的科技含量高,運用的先進的施工技術和管理模式的,保障了建筑工程的質量,保護了環境,節約了資源。但是畢竟我國的裝配式建筑的發展還處于起步階段,裝配式建筑的概念還沒有深入經營管理的心理,大多數的公司企業都還處于摸索,技術還不成熟,很大程度上影響了成本的提高,管理模式的落后,更多不可控因素都會影響最終建筑的成本,所以導致很多企業不愿意發展裝配式建筑。如果沒有長效的激勵政策,如金融、財政、稅收等方面,促使企業開展研究裝配式建筑的探索,裝配式建筑的政策依舊無法落地,裝配式建筑的發展依舊會發展緩慢。
3.3 技術水平不足
裝配式建筑的發展和廣泛應用依賴于扎實的專業技術,但是目前許多企業在需要極強專業技能的關鍵技術崗位上,或多或少地存在斷層或銜接不上的危機,使得在產能擴大方面存在極大的局限性,不能滿足住宅產業化的需求[50]。
主要體現在以下幾個方面:
①設計方面。
深化設計是制作新型預制構件的必要步驟。但傳統的預制構件廠和設計院要么不具備成熟穩定的深化設計模塊化的能力,要么不考慮深化設計,由此造成預制構件的生產存在一定偏差,不符合標準。
②在質量方面。
由于生產所用的原材料的質量沒有統一標準,參差不齊,使得磨具和配件的質量存在一定的差異,難以存在高質量。另外生產時的裝備資源尚未形成成熟的通用模塊,大部分需重新開模,有待改進。
③未形成標準化的預制構件。
目前存在的構件大多品種單一,通用性較差,使得在建筑結構上的應用存在脫節現象,尚未形成產業化的產品生產體系。
④配套材料供應不足。
在整個裝配式建筑生產和應用階段,需要大量的配套材料,如保溫連接件、預埋件、灌漿料、吊裝配件、鋼筋套筒、密封膠等。目前存在的問題是,這些配套材料的供應不足及產品質量管理體系未成熟,阻礙產業化產品生產體系的實現。
⑤管理技術不完善。
健全完善的項目管理體系是實現裝配式建筑項目良好運營的關鍵技術。目前,目前管理者對于裝配式建筑項目在工程管理中的實施仍處于探索階段,缺乏相關的知識儲備,造成實際施工效率低下;項目管理者沒有深入理解裝配式建筑的概念,認為裝配式建筑比傳統工藝前期投入較高,存在風險,從而限制了對管理模式的優化。
3.4 經濟成本高
一切活動的實現需要強大的經濟支撐。裝配式建筑項目的順利實施依賴于完善的濟管理體系和充足的資金支持。目前我國裝配式建筑的成本一直居高不下,仍存在以下制約裝配式建筑項目發展的經濟因素:
①在整個裝配式建筑項目實施的過程中設計多個單位之間的協同合作,例如設計單位、建設單位、施工單位以及項目監管單位。目前在不成熟的市場機制下這些單位處于條塊分割狀態,沒有推行EPC工程總承包的管理模式,造成責任界面不夠清晰,極大地阻礙了施工工期和消耗了大量成本。
②市場化以及商業化發展受阻。目前裝配式建筑項目的實施沒有形成完善的產業鏈,處于“零星”的運作狀態,前期工廠投建、技術研發、人力培訓、專業器材采購,無疑造成了先進企業前提投入成本過高,后期獲利較慢。
③由于該領域專業人士專業知識的匱乏,以及對成本認知的誤區,造成社會資本對裝配式建筑項目的資金投入減少,缺乏該有的積極性,甚至影響資本市場對裝配式建筑項目的支撐力度,加劇了產業鏈的崩潰。
4 針對制約我國裝配式建筑發展問題的應對建議
目前我國在建筑工業化領域仍處于發展的初級階段,也是必經階段,而國外的發展已達到成熟的水平,有完整的供應體系和先進的技術以及豐沃的資金支撐等。因此我們與國外的先進水平相比仍具有較大的差距,不能盲目地復制和模仿國外的操作流程,我們應該有選擇地吸收國外的先進技術和管理方法,結合自身的實際情況,在實踐中制定符合國情的成熟的裝配式建筑措施[2,3]。
4.1 做好頂層設計,完善法律和規范體系
根據“簡政放權”的原則,國家層面應引導建筑行業加快供應側結構改革,產業發展政策盡快明確裝配式建筑建設的發展,從立法上建立健全的裝配式建筑體系。根據我國的社會結構特點,從頂層做好設計,科學的產業布局。可以出臺國家法律,層層向下推進,出臺建筑行業法規規范,通過完善的強有力的法律來約束大家的行為,大力發展裝配式建筑,積極引導裝配式建筑的發展,通過一定的政府調控,完成相關標準的完善,并進行有效的監督。
4.2 進一步加大政策扶持力度
政府除指定頂層政策外,應該完善相關的配套扶持政策,給予企業相關福利政策,保障科技研發和降低成本模式的探索。如在歐美等國家,對于裝配式建筑的發展都采取了多項優惠政策,取得了良好的效果。所以,我國各地都應該結合裝配式建筑的發展趨勢,對于裝配式建筑的工程優先處理,開辟綠色通道,減少繁瑣的審批程序,將更多的精力投入技術的研發,發展國家體制下的保障房建設。可以通過政府主導,各方建筑企業單位共同參與,積極加入到各類保障房或者政府基礎設施的建設當中,如拆遷房、自住房、廉租房、公用廁所等等工程。
4.3 創新裝配式建筑技術,設立相關標準
隨著我國裝配式建筑的不斷法發展,裝配式建筑必然要滿足更多的社會需求,其技術體系及標準都應加快創新,進一步提升裝配式建筑的技術水準,提高裝配式建筑的力學性能,結構優化,注重新技術、新材料、新工藝的研發。大力發展我國預制構件的集成化、標準化、通用化、多樣性等特征,成體系的建設與改革。綜合考慮我國裝配式建筑的發展現狀和機械設備、技術支撐、人才儲備、材料性能等潛力,建立屬于我國的預制件產品目錄,同一收錄符合要求的不同生產單位的預制構件,并根據實際情況對預制件進行合理的組合與歸類,滿足裝配式建筑的發展中個性化的要求。
4.4 培養專業人才,提高創新思想
應該加強專業人才的培養,加強人才隊伍的建設。可以通過校企聯合,企業提供良好的實習環境,高校設立相關專業或者相關課程,讓學生接收專業化裝配式建筑的知識。還可以通過引進國外裝配式建筑領域相關人才,聘請高水平的專業人士去高校講座授課,拓展學生的視野,培養對裝配式建筑的認知與興趣。
4.5 整合市場資源,因地制宜發展裝配式建筑
市場層面應注重解決裝配建設成本高的問題,除了得到政策性的福利支持外,還需要當地政府或者企業充分考慮市場因素。
①建立完善裝配式建筑行業的市場鏈條,通過重組、重新配置、共享的方式,整合在裝配式建筑行業這個產業鏈上的各相關單位形成完備的產業鏈。
②通過提高大規模生產的行業標準,通過擴大需求,最大限度地提高生產效率,使組裝建筑功能滿足使用要求。
③充分考慮目前市場特點,采取逐步推進,先易后難的方式,結合政府政策和優惠,在特定地區特定建筑開展裝配建筑的發展,依托政府的政策性工程開展試點,逐步向商業化的建筑拓展,積累經驗,循序漸進的提升裝配式建筑的比例,提高裝配率,切實降低裝配式建筑的成本,最大程度地滿足市場的需求。
5 結論
通過從政策、技術和經濟的角度深入剖析影響我國裝配式建筑發展的因素,指出裝配式建筑管理應完善政策體系、建立相關標準、培養專業人才、提高創新思維、整合市場資源、減少成本,從而進一步推動裝配式建筑的發展。
參考文獻:
[1]蔣勤儉.國內外裝配式混凝土建筑發展綜述[J].建筑技術, 2010,41(12):1074-1077.
【關鍵詞】裝配式建筑;應用;發展
一、引言
以工廠預制的構件和配件,在施工現場用機械裝配而成的建筑,被稱為裝配式建筑。工廠化生產,機械裝配現場作業,充分體現了現代建筑的產業化特征。這種建筑方式提高了建造速度,減少了施工現場環境污染,提高了建造效率。裝配式建筑的應用和發展對現代建筑業的發展意義重大。
二、裝配式建筑的研究及應用
1、國外的研究及應用
由最初的美洲移民時期的木構架拼裝房屋,到二戰后為解決歐洲、日本等國的房荒問題,而發展起來的裝配式建筑,以其建造速度快,生產成本低在世界各地迅速推廣。
作為工業革命源頭的歐洲,建筑工業化比較發達,裝配式建筑有很廣泛的應用。西歐發達國家如法國、英國等,對裝配式大板建筑進行了重點發展,總結了建筑構件生產施工過程中的經驗,研發了一套專用于裝配式住宅建筑的體系。法國的大板建筑技術上比較成熟"在非地震區可以建造25層的建筑,在地震區也能建造10-12層的建筑。
美國在1991年PCI年會上提出將預制裝配式建筑的發展作為美國建筑業發展的契機,由此帶來預制裝配式建筑在美國二十年來長足的發展。現今美國,混凝土結構建筑中裝配式建筑的比例占到了35%左右。此外,采用高強硅砌塊的13層大樓――加州希爾飯店經受了大地震依然完整無損。被譽為美國最高模塊化建筑的希爾頓帕拉西奧德爾里奧酒店,1968年設計建造現在仍然在使用,這足以證明了預制結構的耐久性。
二戰后經濟迅速崛起的日本,建筑工業化處于世界先進水平,日本裝配式建筑的發展在亞洲也處于領先地位。日本現有建筑,其中很大一部分房屋是裝配式建筑。這與日本在立法方面給與裝配式建筑稅收、財政以及技術方面的支持密不可分。
2、國內的研究及應用
上世紀五六十年代,裝配式建筑的研究和應用在我國才剛剛開始,應用最多的是多種預制屋面梁、預制空心樓板、大板建筑、吊車梁、預制屋面板,但我國裝配式建筑技術比較落后,預制構件整體性差、承載能力低、延性不好、構件的跨度也小,由于這些物理性能和功能的許多局限,到90年代中期,全現澆式混凝土建筑體系幾經逐漸取代了預制裝配式混凝土建筑。此后經濟迅速發展的近十年間,預制裝配式施工的施工技術和管理水平的提高、勞動力成本的上升,以及預制構件的加工精度與質量方面的提高,預制裝配式建筑的應用重新升溫,發展態勢快速、良好。目前國內的一些知名建筑企業如上海萬科集團、南通建工總承包有限公司、上海瑞安集團等開發的項目中均采用了預制裝配式建筑,取得了較好的實踐價值和示范效果。
我國香港、臺灣地區裝配式建筑應用比較普遍,香港屋宇署制定了完善的預制建筑設計和施工規范,高層住宅多采用疊合樓板、預制樓梯和預制外墻等方式建造,廠房類建筑一般采用裝配式框架結構或鋼結構建造.。臺灣地區建筑體系和日本、韓國接近,裝配式結構的節點連接構造和抗震、隔震技術的研究和應用都很成熟,裝配框架梁柱、預制外墻掛板等構件應用較廣泛,預制建筑專業化施工管理水平較高,裝配式建筑質量好、工期短的優勢得到了充分體現。
三、裝配式建筑的分類及其發展
1、裝配式建筑的分類
預制裝配式建筑的應用逐漸發展出砌塊建筑、板材建筑、模塊建筑、輕型框架建筑、升板和升層建筑五種主要形式。
(1)砌塊建筑
墻體是由預制的塊狀材料砌成的建筑稱為砌塊建筑。多用于建造3-5層的建筑。建筑砌塊有小型、中型、大型之分,又分為空心和實心兩類,砌塊建筑有比較多優點,生產工藝簡單,施工簡便,造價也較低。
(2)板材建筑
板材建筑又稱為大板建筑,是由預制的大型內外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成的。多用于全裝配式建筑。這種建筑有效的減輕了結構的重量,擴大了建筑使用面積,增強了建筑抗震能力。板材建筑的內墻板多為鋼筋混凝土的實心板或者空心板;外墻板多為帶有保溫層的鋼筋混凝土復合板,或者泡沫混凝土或大孔混凝土、也可用輕骨料混凝土等制成帶有外飾面的墻板。
大板建筑在一定程度上制約了建筑物的造型和布局,內部缺少靈活性的分隔。設計中要尤其注意節點問題。以保證構建連接的整體性。解決好外墻板接縫的防水以及樓縫、角部的熱工處理等問題。
(3) 模塊建筑
模塊建筑是由板材建筑的基礎上發展而來的一種裝配式建筑。這種建筑工廠化的程度很高,現場安裝快。盒式建筑的裝配形式有: 1)整體模塊式,完全由承重盒子重疊組成建筑。 2)板材模塊式,將小開間的廚房、衛生間或樓梯間等做成承重盒子,再與墻板和樓板等組成建筑。 3)核心體模塊式,以承重的衛生間盒子作為核心體,四周再用樓板、墻板或骨架組成建筑。 4)骨架模塊式,用輕質材料制成的許多住宅單元或單間式盒子,支承在承重骨架上形成建筑。也有用輕質材料制成包括設備和管道的衛生間盒子,安置在用其他結構形式的建筑內。盒子建筑工業化程度較高,但投資大,運輸不便,且需用重型吊裝設備,因此,發展受到限制。
(4)框架輕板建筑
其組成部分是板材和預制的骨架,可用鋼、木做成板材和骨架的組合,但大多數是采用鋼筋混凝土結構作為承重骨架。承重結構有兩種形式:一是框架結構,承重框架由柱、梁組成,再擱置非承重的內外墻板和樓板;二是板柱結構,由柱子和樓板承重,內外墻板是非承重的。骨架板材建筑結構可以減輕建筑物的自重,內部空間分隔靈活,適用于多層和高層的建筑。此結構裝配形式有兩種:全裝配式、預制和現澆相結合的裝配整體式。保障骨架板材建筑結構的剛度需求和整體性的關鍵是構件的連接,柱、梁、板等節點連接十分重要,具體施工中應以結構需要和施工條件為前提,使用哪種方式經計算后再進行設計和選擇。
(5)升板和升層建筑
升板建筑是底層混凝土地面上重復澆筑各層樓板和屋面板,豎立預制鋼筋混凝土柱子,以柱為導桿,用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設計高度,加以固定。外墻可用磚墻、砌塊墻、預制外墻板、輕質組合墻板或幕墻等;也可以在提升樓板時提升滑動模板、澆筑外墻。升板建筑一般柱距較大,樓板承載力也較強,多用作商場、倉庫、工場和多層車庫等。升層建筑是在地面安裝好升板建筑每層的樓板的內外預制墻體,然后一起提升的建筑。這種建筑方式可以加快施工速度,對于場地受限制的地方非常適用。
2、裝配式建筑的發展
為了加快推進城市現代建筑產業化發展,我國應借鑒發達國家的做法,加強基礎性研究工作,理清與完善裝配式建筑相關的技術標準體系,進一步分析裝配式建筑的全面推廣會給現有的設計施工監理帶來的深刻變化,制定相關政策來適應建筑產業的新變化,完善標準體系,加強技術集成和推廣應用。建立起一系列完整的生產標準、技術標準、管理標準、驗收標準。實現裝配式建筑從設計、生產到銷售、售后服務的一整套產業過程中有標準可依;加強技術集成,加快推廣步伐,建議將一些成熟技術納入標準,強制實施加大科技投入和技術創新,加大推廣裝配式建筑的科技投入,加快形成多種裝配式現代建筑體系。
四、結語
我國已經有了一些代表性的預制裝配式建筑項目和示范工程,裝配式建筑符合建筑可持續發展的理念,將是我國房屋建設發展的必然趨勢,應用前景廣闊。
參考文獻:
關鍵詞:裝配式建筑;工程管理;影響因素;對策
1裝配式建筑的優勢
裝配式建筑工程是當下最新穎的建筑模式,它可以最大限度的減少建材的損耗,還擁有非常多的優勢是傳統的建筑模式沒辦法代替的。預制構件在預制建筑中的應用,它取代了傳統工程中的混凝土攪拌、澆筑、振動工序等。這樣可以有效的降低人員的使用量并可以確保施工現場的安全,同時,可以避免過多的建筑垃圾,實現環保。使用標準預制構件還可以降低施工材料的使用量,與傳統建筑形式相比節能環保效果更好。除此之外,使用傳統工藝進行施工時經常會出現滲漏、開裂等質量問題,再加之質量管理制度、管理責任、施工人員素質等方面的影響,都無法確保質量管理的效果,因此應從根本上來轉變施工工藝,實現標準生產的同時為施工質量提供有效的保障。預制建筑可以為項目質量提供有效保護,建筑中使用的部件均是按照工廠標準生產的。這樣在一定程度上為質量管理提供了有力的保障。
2裝配式建筑工程管理的影響因素
2.1施工準備的影響因素
裝配式建筑的構件之間搭配混亂以及構件不合理的堆放都是影響工程管理的重要因素,因此,在建筑工程準備施工之前,相關企業一定要進行合理的建筑工程施工規劃,并且要有一定的預見性來應對緊急情況。其次,施工過程中用到的各種設備質量以及工作人員的專業素養都在一定程度上影響著建筑工程管理。另外,科學的施工方案以及建筑質量的規劃方案對裝配式建筑工程的發展也有著深遠的影響。綜上所述,工程施工前做好充分的準備工作,將直接影響裝配式建筑的工程管理質量。
2.2管理人員的管理意識的影響因素
經過大量的建筑探索發現,裝配式建筑工程本身具有一定的特性,因而對相關管理人員的要求非常的嚴格,但事實上,裝配式建筑的管理人員并沒有掌握相關的管理技巧,對比于與同行業其他建筑類型,裝配式建筑的管理人員在技術操作水平以及管理手段等多個方面都有很大的欠缺,甚至有些管理人員依然采用最傳統的管理辦法,所以,相關人員一定要積極引進新穎的管理方案、掌握新型管理技術,否則在裝配式建筑工程的管理上將會出現越來越多的問題。此外外因為施工管理人員的專業技術水平和理念也在很大程度上影響著建筑施工管理制度的良好構建,也會在不同程度上影響工程的順利開展。
2.3管理協同的影響因素
相對于傳統的現澆式建筑工程來說,裝配式建筑工程在技術水平等方面上有了很大的進步,正因為技術水平的飛躍式進展,裝配式建筑的管理組織也將面臨更為苛刻的要求。所以相關單位一定要做好管理方面的工作協調,主要包括:建筑質量方面的協調、構件生產方案的協調、圖紙、技術方針和技術等多方面的協調。除此之外,要想建筑工程質量過關的話,與監管方與戶主方之間也要進行很好的協調。另外需要注意的是,施工企業還需要安排相應技術人員,積極有效的開展施工技術交底工作,同時為了保障施工環節得以順利的開展,還要對裝配式建筑的整體施工情況進行及時的跟蹤,并且在管理上為其提供堅實可靠的后盾支持。
3簡析裝配式建筑工程管理的對策
3.1改變當下的建筑工程管理理念
要想進一步提升裝配式建筑工程施工管理水平,應根據時展的需要從根本上轉變管理理念,管理人員應充分的認識到施工管理的重要性。傳統建筑模式管理中大部分施工企業通常沒有做好組織工作,各部門間的協調工作也相對較弱。所以一定要及時轉變裝配式建筑施工的理念,同時還要嚴格依據工程的實際情況來做好相應的施工組織管理和協調工作,從而充分保障制度執行的有效性,同時還能提高施工的質量。
3.2進一步完善施工管理體系
傳統的工程施工項目中經常會出現管理體制缺失等情況,如果將其用在裝配式建筑施工管理中,無法實現管理的目的。因此,為了對裝配式建筑進行有效的管理,符合發展要求,裝配式建筑企業應根據具體情況構建起一套適合應用的施工管理體系。在體系建設過程中,可以將發達國家的先進管理經驗納入其中;同時還應與工程實際情況進行結合,制定出容易執行且可以發揮出管理作用的管理體系,根據項目的具體情況和需求優化管理體系,并將其納入管理工作;此外,相關的管理部門也應不斷的加大監管力度,促進施工管理工作可以有序進行,達到管理的目的。
3.3采用工程總承包的模式
裝配式建筑工程管理的整體發展過程當中,主要沿用工程總承包的管理模式來招投標,一方面能夠保障工程的整體質量,另一方面能夠提高裝配式工程管理總承包的管理和檢驗通過率。總承包企業要加強施工許可、發包承包、質量監督以及完工檢驗等核心步驟的管理以提高整體水平。
3.4建立健全的裝配式建筑施工管理的監督管理機制
裝配式建筑施工管理監督管理涉及到圖紙設計、部件生產、部件加工等環節,所以必須要針對各個環節實行追溯制度對于裝配式建筑施工管理節能產品的認定,要加強各方主體責任的管理,如果發現質量安全問題,必須要嚴厲查處。此外,建筑企業要加強裝配式建筑工程管理的防水防火以及防腐蝕力度,嚴格實施監管責任制,進一步加強監督管理的強度。只有這樣,才能增加百姓的信任度,才能最大限度的提高裝配式建筑施工管理的質量監督管理以及質量安全管理,促進其更快更好的發展。
3.5裝配式建筑施工管理的人才培養
近年來,我國建筑行業的整體發展趨勢就是裝配式建筑施工管理,然而事實上,相關技術人員的缺乏確嚴重阻礙了裝配式建筑施工管理的進一步發展,因此,打造專業的人才培養基地顯得尤為重要。這將為裝配式建筑工程管理提供更多的有專業素養的人才,為其長遠的發展提供人才保障、奠定堅實的基礎。此外,裝配式建筑行業還可以依據現實狀況選擇相應的學校展開合作關系,有針對地培養有用的人才。
4結束語
總而言之,作為整個施工過程的核心部分,裝配式建筑工程管理在企業的工作中應當得到格外的關注,在工程管理工作的開展過程當中,相關管理人員要協調各方面人員發揮裝配式建筑工程管理的巨大優勢來提高整體的工作效率。另外,在這個龐大的過程管理體系當中,相關管理人員應當主動承擔自己的責任,發揮主觀能動性,盡自己最大可能提升管理水平及其業務能力。并且引進先進的學習理念,勇于創新,吸取各方先進知識提升本企業的業務能力,嚴格按照國家規定的標準進行裝配式建筑工程管理,取得更大的進步。
參考文獻
[1]蘇楊月,趙錦鍇,徐友全,司紅運.裝配式建筑生產施工質量問題與改進研究[J].建筑經濟,2016,37(11):43-48.
[2]才紅,寧堯.淺析裝配式建筑在吉林省的應用研究中存在的問題[J].門窗,2015(11):155+157.
【關鍵詞】新型工業化建筑;技術標準;技術規范;建設
新型工業化建筑與傳統建筑相比有很大優勢,在工廠制作預制構件的生產方式很大程度上避免了在現場生產的浪費,大量節約建筑材料和能源消耗,而且還可以提高構件精度和構件生產效率,在提倡可持續發展和發展綠色建筑的背景下,新型工業化建筑已經成為我國建筑業的發展方向。但目前我國建筑工業化程度與國外發達國家相比還有很大差距,相關技術標準體系還很不完善。新型工業化建筑的生產要求標準化的設計、工廠化的生產和裝配化的安裝,這就需要一套完善的技術標準使各個專業、各個環節有效銜接起來。因此,發展新型建筑工業化,制定一套完善的技術標準是前提。目前,我國國家、地方和相關企業已經頒布了一些有關丁業化建筑的標準,指導著我國新型建筑工業化發展。但是,這些標準還存在著國家統一標準較少,標準不統一和相關標準缺失的問題。本文在對典型國家和地區的工業化建筑技術標準進行分析和借鑒的基礎上,系統分析我國新型丁業化建筑技術標準和規范現狀。
一、國外典型國家新型工業化建筑技術標準借鑒
雖然改革開放以來中國各個方面都取得了長足發展,但在工業化建筑方面還與國外發達國家存在著一定差距。國外許多發達國家在很早以前就已開始推廣工業化建筑,在技術標準方面也已取得了許多成果,值得我國借鑒。
(一)瑞典
瑞典從20世紀50年代開始推行工業化建筑政策,并大力發展以通用部件為基礎的通用體系,早在20世紀40年代就著手建筑模數協調的研究,并在20世紀60年代,將建筑部件的規格化逐步納入瑞典工業標準。瑞典在1960年頒布了“浴室設備配管”標準,1962年頒布了“門扇框”標準,1967年頒布了“主體結構平面尺寸”和“樓梯”標準,1968年頒布了“公寓式住宅堅向尺寸”及“隔斷墻”標準,1970年頒布了“模數協調基本原則”,1971年頒布了“廚房水槽”標準。這些標準囊括了公寓式住宅的模數協調,各部件的規格、尺寸。部件的尺寸、連接等的標準化、系列化使通用體系得到較快的發展。瑞典標準對于建筑產品的規定比較詳細,大至主體結構尺寸小到廚房水槽都有規定,這樣可以大大提高建筑產品的通用性,逐漸形成通用體系。
(二)丹麥
丹麥是世界上第一個將模數法制化的國家,并制定了20多個必須采用的模數標準,包括“建筑規則設計模數”、“模數組件的尺寸”、“優先采用的建筑水平向尺寸”、“雙跑樓梯的樓梯間”、“廚房構件”等。丹麥推行工業化建筑的途徑是開發以采用“產品目錄設計”為中心的通用體系,同時比較注意在通用化的基礎上實現多樣化。丹麥通過模數和模數協調實現構配件的通用化。主要的通用部件有混凝土預制樓板和墻板等主體結構構件。這些部件都適合于3M的設計網格,各部分尺寸是以1M為單位生產的,部件的連接形狀(尺寸和連接方式)都符合于“模數協調”標準,因此不同廠家的同類產品之間具有互換性(于萍、陳效逑,2011)。丹麥標準對于模數協調的要求比較嚴格,對于建筑及建筑產品的尺寸和規格的規定比較多而且比較詳細,對于建筑的水平與豎向尺寸、各類構件的尺寸和小型建筑產品的尺寸都有規定,通過這種方式來規范設計,發展通用體系。
(三)日本
早在1969年,日本政府就制定了《推動住宅產業標準化五年計劃》,開展材料、設備、制品標準、結構材料安全標準等方面的調查研究工作,并依靠各有關協會加強住宅產品標準化工作。1971年2月通產省和建設省聯合提出“住宅生產和優先尺寸的建議”,對房間、建筑部品、設備等優先尺寸提出建議。標準化工作是企業實現住宅產品大批量社會化商品化生產的前提,極大推動了住宅產業化的發展(紀穎波,2011)。
(四)法國
法國的工業化建筑起步較早。從20世紀50年代到70年代是“第一代工業化建筑”,出現過許多“專用建筑體系”,不同體系出自不同廠商,各建筑體系的構件互相不通用。20世紀70年代后過渡為“第二代工業化建筑”,以通用構配件制品和設備為特征。1977年成立了構件建筑協會,1978年該協會制訂了尺寸協調規則。法國政府在1982年調整了技術政策,提出一套構件目錄,只要與某些其它目錄協調,并組成一個“構造邏輯系統”即可(孟剛,2005)。
(五)小結
可以看出,模數協調和部件通用體系在工業化建筑發展中起到了十分重要的作用。模數協調強調的是在建筑設計階段盡量統一尺寸,做到標準化設計,而部件通用體系強調的是在部件生產階段盡量統一部件的規格尺寸,做到部件通用。兩者之間存在著緊密的聯系,設計是生產的基礎,標準化設計有助于部件的通用,部件生產是設計的延續,部件通用可以促進標準化設計。各級政府部門在修訂和制定標準時應充分借鑒國外標準,尤其是在模數協調和部件通用體系兩方面。
二、我國新型工業化建筑技術標準現狀
目前我國針對傳統建筑的標準規范已經形成相對完善的體系,其中也涉及了一些有關工業化建筑的內容,但涉及專業不全,規定分散,不成體系,本文對此按照執行范圍進行分類、總結和分析。
(一)國家標準
表-1中所列標準涉及建筑設計、建筑產品、結構設計和施工驗收四方面,其中既有針對工業化建筑而制定的標準,也有針對傳統建筑制定而又涉及裝配式混凝土結構的標準。針對工業化建筑的標準大部分頒布較早,已不能夠滿足新型工業化建筑的要求,應結合新材料、新技術和新工藝等進行修訂。傳統建筑標準中關于裝配式混凝土結構的規定不夠深入,應進行深化完善。
(二)行業標準
表-2中所列行業標準大部分為建筑產品標準,另外還有兩部集設計和施工于一身的綜合規程以及一部抗震標準。與國家標準情況相似,針對工業化建筑的標準頒發時間較早,應結合現狀修訂,傳統建筑標準中關于工業化建筑的規定應深化完善。
(三)地方標準
從表-3可以看出,各地區已出臺的針對新型工業化建筑的技術標準在內容上基本一致,大體可分為總則、術語解釋、材料要求、建筑設計、結構設計、施工和驗收。且各技術標準和規范都集中大部分篇幅對結構設計進行了詳細規定,而其他章節則只做了原則性規定,比較概括,不夠具體、詳細,具有一定的指導作用。
沈陽市作為全國首個國家現代建筑產業化試點城市,在制定技術標準方面明顯領先于其他地區。在國家住建部、省住建廳等部門的指導和大力支持下,沈陽市組織中建標準院、中建東北院、中建設計集團、沈陽建筑設計院等設計單位,以現代建筑產業化工程建設為依托,不斷豐富完善裝配式建筑技術標準體系,在構件制作與驗收、工程質量、安全、節能、檢測等方面開展技術標準體系研究編制工作(于海,2012)。
(四)在編標準
目前行業標準《裝配式混凝土結構技術規程》(征求意見稿)已經,相關人員正在積極修改。該規程規定了裝配式混凝土結構的基本要求、材料、建筑設計、結構設計、框架結構設計、剪力墻結構設計、裝配板式結構設計、外墻掛板設計、構件制作與儲運、構件安裝與施工和工程驗收。另外,據北京市建委消息稱,將啟動《裝配式混凝土結構住宅建筑設計規程》編制工作,積極推動產業化住宅設計標準建設。該規程將對住宅設計中的模數協調、平面設計、外墻、內墻、樓面設計、內裝修與設備管線設計等方面進行深入研究,提出具有可操作性的技術要求,為規劃管理和建筑設計提供技術依據。由標準院作為組編單位編制的《裝配式住宅設計規范》也正處在編制中。
(五)小結
目前各級標準中,關于結構設計和施工安裝及驗收的標準還比較少,應盡快修改相關標準,增加相關內容。另外雖然有一些關于建筑產品的標準,但還不能滿足新型工業化建筑的生產要求,應加緊修改現行標準并編制相應新標準。在修改和編制標準時應結合現有的地方標準和企業標準,做到能夠充分反映新技術和新工藝;并且應該與在編標準相協調,力爭做到不重復,不矛盾。另外,在生產過程上,工業化建筑和傳統現澆建筑相比,無論是設計所依據的標準規范、施工安裝標準,還是驗收檢查標準,都由于生產方式的變化而有所不同,應進行修訂。在建筑設計上,應加強有關模數協調的規定;在結構設計上,現行相關標準中幾乎沒有針對節點設計的內容,應增加相關內容;在構件部品生產上,應盡快完善關于尺寸規格、生產要求等方面的標準,盡快建立一套通用體系;在施工安裝上,現行相關標準中關于裝配式混凝土結構的規定比較分散,應進行整合,增加必要規定,尤其是關于節點連接這一重要環節的規定;在驗收檢查上,主要應修改兩方面規定:一是部分工程的驗收地點由工地現場轉移到了構件部品工廠;二是應增加關于節點連接的驗收規定。
三、對我國新型工業化建筑技術標準的修訂和建議
結合我國現行建筑技術標準規定和國外工業化建筑發展過程中制定的技術標準和要求,本文對我國發展新型工業化建筑過程中部分主要技術標準提出兩點建議。
(一)對現行主要技術標準的修訂建議
1 建議。具體見表-4。另外,《建筑模數協調統一標準》、《住宅建筑模數協調標準》、《建筑門窗洞口尺寸系列》、《裝配式大板居住建筑設計與施工規程》、《住宅樓梯預制混凝土中間平臺》和《住宅樓梯預制混凝土梯段》都是為了發展工業化建筑而制定的,但制定時間較早。近幾年工業化建筑發展迅速,相繼出現了許多新材料、新技術和新工藝。上述標準應結合工業化建筑的現狀進行修訂,以適應新型工業化建筑發展。
2 說明。《住宅建筑規范》中的條文大多針對現澆結構,應增加針對裝配式混凝土結構部分。《建筑物防雷設計規范》中規定構件中的鋼筋可作為防雷設施的引下線。此技術在現澆結構中易于實現,在裝配式混凝土結構中不易實現,應作相應修改。《混凝土結構設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》中沒有專門針對節點設計的內容,節點設計是裝配式混凝土結構設計的重要組成部分,應增加針對節點設計的相應內容;另外針對裝配式混凝土結構的構造要求較少,應繼續完善,如節點連接構造要求等。《建筑抗震設計規范》中對各類建筑的抗震計算和構造做出了規定,但沒有關于裝配式混凝土建筑的抗震計算和構造,應增加相應抗震計算方法和構造要求。《建筑施工組織設計規范》主要針對現澆結構進行規定,應增加針對裝配式混凝土結構施工特點的相關規定,如構件部品、施工機械等。《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中第9章裝配式結構分項工程中,對預制構件的驗收、結構性能和裝配式混凝土結構施工做出了規定,但不夠具體,應進行完善。另外,由于構件部品在工廠生產所以在現場驗收的規定已不適用,應增加針對工廠生產驗收部分。《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》應與《建筑物防雷設計規范》進行同步修改。《混凝土結構加固設計規范》中沒有針對節點加固的方法和構造要求,節點連接處是裝配式混凝土結構的薄弱環節,應增加相應加固方法和構造要求。《外墻外保溫工程技術規程》中有大量針對現澆結構的規定,應增加針對裝配式混凝土結構的相應規定。《建筑外墻防水工程技術規程》中沒有關于構件部品連接節點的防水設計,構件部品連接節點是防水的薄弱環節,應增加相應防水設計內容。《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》是混凝土結構進行施工的重要參考,目前該圖集只針對現澆混凝土結構,應增加針對預制裝配式混凝土結構的部分。
(二)對新增技術標準的建議
1 建議。(1)完善模數標準體系,增加各類建筑的模數標準,如學校模數標準、醫院模數標準、辦公樓模數標準等。(2)完善建筑產品通用體系,增加關于各類建筑產品的尺寸、規格的標準,如預制梁尺寸規格標準、預制柱尺寸規格標準、預制隔墻板尺寸規格標準等。
2 說明。(1)目前我國現行建筑模數標準只有《建筑模數協調統一標準》、《住宅建筑模數協調標準》和《廠房建筑模數協調標準》三部,應完善模數標準體系,增加各類建筑模數標準。(2)目前我國建筑產品標準體系還不夠完善,通用體系尚未建立,許多建筑產品缺乏與之對應的尺寸、規格的標準,應增加各類建筑產品的尺寸規格標準。
四、結論
為了找出目前我國新型工業化建筑技術標準體系存在的問題,同時借鑒國外典型的成功經驗,對完善我國新型工業化建筑技術標準體系提出建議,本文主要開展了以下工作并得到相關結論。
(一)對我國新型工業化建筑技術標準進行總結和分析
目前我國已經出臺了一些關于新型工業化建筑的國家標準、行業標準和地方標準。其中國家標準和行業標準大都頒布較早,已不能滿足新型工業化建筑的建造,地方標準大都只對結構設計進行了詳細規定,而其他方面則比較概括。
(二)對典型國家的技術標準特點進行總結
對瑞典、丹麥、日本和法國的技術標準特點進行總結,雖然四國在做法上不太一樣,但是基本上都體現出了模數協調和部件通用體系在技術標準中的重要性。
【關鍵詞】裝配式建筑;技術;研究
Experience in assembly building technology
Yang Jian-min
(Shandong China weifang diesel motor vehicle bureau of highway constructionWeifangShandong261041)
【Abstract】The author describes the development of the prefabricated construction technology and classification, emphatically discusses the current state are introduced the structure of the assembled monolithic concrete structure analysis, component design, connection design, and points out the key problems need to be aware of.
【Key words】Prefabricated construction;Ttechnology;Research
裝配式建筑是指用預制的構件在工地裝配而成的建筑。在我國,裝配式建筑從20世紀50年代開始,經歷了開創、發展、低潮、恢復、發展、創新等階段。如今,隨著勞動力成本的上升以及節能環保方面的要求,建筑技術逐步轉向產業化發展,于是裝配式建筑技術隨之趨向成熟。目前,相應的技術體系和技術標準已經形成,裝配式建筑正處于全面推廣應用階段。
對于裝配式建筑的建筑設計來說,應具有符合其產業化要求的特點,故除應滿足建筑功能和性能要求外,很重要的一點是應盡量選用大開間、大進深且簡單、規則的平面布置,同時要求其承重的豎向構件宜上下連續,而且門窗洞口以及廚衛的布置等都盡量滿足標準化要求,盡量不要做不規則的形狀,否則就失去工廠產業化生產的意義了。
裝配式結構體系可分為裝配式混凝土結構、木(竹)結構和鋼結構。而裝配式混凝土結構體系按連接形式可分為濕式連接和干式連接兩大類。濕式連接即裝配整體式混凝土結構,即通過連接件將相鄰構件的受力縱筋相連,在連接處澆混凝土,為等同現澆形式。注意:只有在濕式連接的連接點比較強的情況下才能等同現澆。干式連接即全裝配式混凝土結構,即連接區通過焊接、螺栓、預應力或者栓釘連接,不需要現澆混凝土,為非等同現澆形式。目前規范以濕式連接即裝配整體式混凝土結構為主。所以下面我們也主要研討裝配整體式混凝土結構的相關問題。
關于裝配整體式混凝土結構的結構分析:在各種設計狀況下,裝配整體式混凝土結構可采用與現澆混凝土結構相同的方法進行結構分析。但當同一層內既有預制又有現澆抗側力構件時,地震設計狀況下宜對現澆抗側力構件在地震作用下的彎矩和剪力進行適當放大。
關于裝配整體式混凝土結構中預制構件的設計:在持久及地震設計狀況下,按《混凝土結構設計規范》進行設計;在短暫設計狀況下,構件截面驗算的控制指標包括承載力、裂縫寬度、截面邊緣最大混凝土拉應力,應根據國家標準《混凝土結構工程施工規范》GB50666中的有關規定進行驗算。
P于濕式連接的傳力途徑:(1)壓力:由后澆混凝土、灌漿料或座漿材料直接傳遞;(2)拉力:由連接鋼筋傳遞;(3)剪力:由結合面混凝土的粘結強度、鍵槽或者粗糙面、鋼筋的摩擦抗剪作用、銷栓抗剪作用承擔。
濕式連接的連接設計思路:拉、壓、彎承載力計算同混凝土構件,滿足構造要求時無需做另外計算;但剪力與現澆構件的斜剪并不相同:因為預制構件之間的連接處剪力的傳遞是通過結合面直剪,所以結合面直剪應單獨進行計算,并確定鍵槽及抗剪鋼筋等的數量。
應該注意到,因為每個預制廠家的設備、模板尺寸都不相同,而且施工現場的吊裝設備也不一樣,所以設計人在構件拆分之前一定要對這些情況進行充分了解,然后才能保證拆分后的構件在每個環節都不出錯。同理,對于裝配式混凝土結構標準圖集中的節點亦不能不加分析直接引用到圖紙當中,而應該視具體情況因地制宜地參照其做法并作出相應修改。所以,裝配式建筑設計者應積極協調建設、設計、制作、施工各方之間的關系,并加強建筑、結構、設備、裝修等專業之間的配合,只有這樣,才能設計出可行的結構和構件。同時設計者在進行裝配式結構設計時應盡量簡化節點構造、減小接頭數量,同時還要兼顧方便施工,盡量控制成本。
參考文獻
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[2]混凝土結構設計規范GB 50010-2010(2015版) .
關鍵詞 裝配式建筑 工程計價模式 工程量清單設計
一、概述
由于裝配式建筑的特殊性,現行《建設工程工程量清單計價規范》(GB50500-2013)和《計價定額》中針對裝配式建筑工程的分部分項工程項目劃分、特征描述和工程量計算規則的規定適用性不強,導致在具體項目上招標人編制清單難度較大。本文正是針對以上問題,從研究適合裝配式建筑的清單項目入手,解決如何編制裝配式建筑適用的清單項目的問題。
二、裝配式建筑的施工順序
裝配式建筑是將各類通用預制構件(Precast Concrete,簡稱PC構件)經專有連接技術提升為工廠化生產,現場機械化裝配為主的專用建筑技術體系,其構件的生產、物流和現場作業充分體現出現代建筑產業化特征。
裝配式建筑具體施工順序如圖1所示。該施工順序適用于一般裝配式建筑施工安排,由于結構、現場條件、施工環境的不同可能會對施工過程和順序產生不同的影響,因此根據施工特點和具體情況的不同,具體施工順序可能略有不同。
三、裝配式建筑與現澆建筑在清單項目的差異分析
裝配式建筑工程與現澆式建筑工程在“混凝土及鋼筋混凝土工程”清單項目上的主要差異如表1所示。
四、裝配式建筑分部分項工程量清單的設計
根據2013版《建設工程工程量清單計價規范》12位編碼原則,在裝配式建筑工程特有清單項目前加大寫字母“Z”,“Z”代表裝配式建筑工程,用于區分裝配式建筑工程與現澆式建筑工程工程量清單項目。
為最大限度地體現與現行工程量清單計價規范的一致性,補充工程量清單的工程分類順序碼、專業工程順序碼以及分部工程順序碼都采用原有對應工程量清單項目編號,在相應的補充工程量清單項目中對項目名稱、項目特征、計量單位、工程量計算規則以及工程內容針對裝配式建筑工程進行補充。本文以后澆帶及封堵工程、預制混凝土柱為例設計了其工程量清單項目,如表2所示。
五、總結
論文解釋了裝配式建筑與現澆式建筑在構件生產、構件安裝以及施工方法和工藝方面存在的差異,針對裝配式建筑的生產方式和建造特點,設計了適用于裝配式建筑的分部分項工程量清單條目,該研究將對完善裝配式建筑的招標起到較大的促進作用。
沈陽市軟科學基金項目(F14-230-5-18)
參考文獻:
【關鍵詞】木結構;鋁結構;裝配式;穹頂屋面房
1 裝配式穹頂房屋體系
1.1 裝配式穹頂房屋體系在日本的發展概述
裝配式房屋的研究與生產,國際上由來已久。尤其是日本,現在日本住宅有30%是快速裝配式住宅,其中約有四分之一是生產基地在海外的輸入住宅。日本著名的快速裝配式房屋的不動產巨商,比如,積水住宅、旭化成住宅等都是有幾十年經驗的裝配式住宅的老手,他們的裝配式房屋可以覆蓋混凝土結構、鋼結構以及木結構傳統三大材的所有材料產品。
隨著地球綠色經濟的崛起,現在社會有了新的環境的要求。由于傳統的三大材被常年酷用造成了資源不足,對環境的破壞甚為巨大,建筑業已經成為綠色環境制造的眾矢之的。而自然界資源最多的鋁類的使用,特別是適合于裝配式房屋生產和運輸的在輕質高強耐火隔熱方面有絕對優勢的纖維復合材料的使用,開始進入對三大材的代用階段。
以前,對于木穹頂屋面房體系,我們在日本于1998年12月16日取得了“小三角形集合體板塊制穹頂”的準專利“實用新案”(登錄號3056964號)。開始了在日本本土的裝配式穹頂房屋的生產于銷售。當時在鹿兒島地區使用這個實用新案,我們竣工了12棟木頭穹頂建筑,以價格便宜和施工簡單而大受歡迎。
我們的發明雖然在日本全國掀起了一股裝配式穹頂房熱,但是,在建筑申請中,我們遇到了麻煩。因為木穹頂房的材料均為木頭,不能滿足防火規范的要求,所以很多審查嚴格的地區不能給予項目的批準。這使我們的木穹頂房屋全國推行計劃收到了嚴重阻礙,我們只能在農村等偏僻地區推行這個項目。
1.2 鋁材、不銹鋼穹頂房屋發展的必然性
但是,之后有了轉機。2000年6月日本對建筑基準法進行了修改,以前不能作為結構材料的鋁材被允許在結構材料中使用了。建筑物的結構材料從此再也不僅是鋼鐵、水泥和木頭三大材了。從2000年后半期開始,以鋁材及不銹鋼為主要結構的房屋開始被允許,而且這幾年來,日本國土交通部在告示第409、第410的“基本強度”、“結構計算方法”等處,與一般鋼材同樣地也對鋁合金等做了規定,這樣,以鋁合金為建筑結構主體房屋的研究就開始盛行起來,日本各地包括著名的筑波大學的生產技術研究所都開始了對鋁合金房屋的研究。
當今,日本歐美等海外建筑中,木結構房屋的數量很多,而無論采用怎樣的防火技術,木結構房屋的火災頻率還是完全高于地震和其他一些災難,成為各國城市防災最為頭痛的難題。而纖維及復合材料的先端研究的不斷突破,使得以耐火防火、輕質高強的復合材料來代替木材等傳統建筑主材的做法將是未來建筑材料的主流。
我們也一樣對既已開發的裝配式木穹頂房屋找到了一個新的防火辦法和一條新生之路。即:使用和木材重量相近而強度更高、更能防火的屋面材料,從而發展為“鋁結構裝配式穹頂屋面房體系”的構想。這樣的話,因為不再會有防火申請上的阻礙,鋁結構裝配式穹頂屋面房體系將會在日本再次掀起熱潮。另外,因為這次我們還要借助國際上房屋生產的手段來控制價格,準備建筑房屋的材料及費用80%以上將取之于中國,所以,裝配式房子的價格將更加便宜,在市場上也將更具有競爭力。
2 穹頂式結構房屋特性和發展前景分析
2.1 穹頂式結構房屋技術原理
現階段我們的設計主要要依循日本建筑基準法要求以及相關設計規范等參考書類來進行的。鋁制穹頂形狀屋面就像是用20張正三角形板圍成正20面體后、再將其12個頂點切掉而成的32面體作為基本形狀的。這非常像普通足球的形狀,構成面為5角形和6角形的拼圖。而這些拼圖其實都不是平面,它們的中心其實是突起的,近似為5角錐體和6角錐體。這形成了我們的穹頂。穹頂屬于拱形構造,就像中國古代的趙州橋的橋拱,無論受鉛直力還是水平力都只是軸力傳遞,不會形成彎矩,工作效率極好。所以無論對承重還是地震都有非常強的抵御能力,設計也非常簡單。另外,構成穹頂構造5角錐和6角錐的基本面,其實是兩種3角形鋁板,這就是結構板了,無論造成的空間多大,不再需要其他梁或柱的構造材料。這使得整體建筑物的構造非常簡潔輕盈,視覺效果非常舒適,同時,耗材不僅非常之少,造價也非常低廉,還是再生可利用的資源,“百年之后”也無建筑物環境污染,圖1、圖2、圖3。
2.2 產品技術分析
目前我們在穹頂房屋的技術上,在國際上處于處于領先地步。對于大跨度大空間的解析,一般都必須要采取膜結構的分析,但是使用小三角形集合體板塊,將大面積化為許多有限的小單元體,能使用非常簡潔的手法計算和設計,化難為易,這就是我們的特色。另外,在施工方面,對于大空間結構,一般是梁網構造,需要動用很多的腳手架,既不經濟又很危險。而我們的構造是裝配式的,可以全部在地面組裝拼接,然后起吊一次建成,既經濟又安全,技術水平明顯優越。在材料使用上,大膽直接使用結構材料,大量地節約不必要的裝飾贅材。除了使用鋁合金外,我們還在開發世界最先端的碳素陶瓷(氧化鋁)復合纖維結構材料體系,追求結構材料的輕質高強耐火隔熱耐久。
2.3 產品新穎性和獨特性
在日本做裝配式穹頂式結構的廠家并不太多。即使是外表相像的穹頂式房屋,其實結構和我們完全不一樣。一般現代的做法是梁柱結構,靠空間大梁的密布做出外形,然后在梁間布上非結構的不傳力的板建成建筑物。這種做法不僅沒有充分利用穹頂拱形受力的良好效率的工作機制,而且耗材巨大,施工危險。而我們的鋁板式裝配結構,既能充分體現穹頂拱形受力的良好效率的工作機制,又能經濟節約,施工安全。而裝配式的模式可以在遠途運輸上、跨國家地區的使用上更有優勢。
2.4 主要用途和應用范圍分析
鋁結構裝配式穹頂屋面房體系目前主要用于住宅和特色商用店鋪以及一些景觀建筑。比如,民居、別墅、牧場、系列加油站、系列烤肉店、公園休息處、零售店、街角書店等。也可以用在合適工藝的工廠建筑以及一些特使領域的建筑中。比如,完全可以使用在這次的日本大地震、大海嘯以及核輻射等災難后的難民生活支援中。
2.5 經濟壽命和所處階段分析
鋁結構裝配式穹頂屋面房體系研發生產及海外銷售,是一種和傳統房地產業互相依存的長期的工作。從大的方面上來說,人類社會將永遠需要工業及民用建筑物的工程,永遠需要房屋。但是就個例而言,就比如我們現在開發的裝配式鋁板穹頂房,因為鋁合金的耐腐及結構的抗震機能,產品的壽命一般可達100年以上。而碳素陶瓷(氧化鋁)復合纖維結構材料板制成的穹頂房體系,因其卓越的輕質高強耐火隔熱耐久性能,其壽命將可以超越數百年以上。
1、輕質混凝土墻板制備工藝
輕質混凝土墻板通常包括加氣混凝土墻板、陶粒混凝土墻板和泡沫混凝土墻板。加氣混凝土墻板的制備工藝是先將水泥、石灰、砂、鋁粉、水按比例計量混合成漿體,然后將漿體注入盛有鋼筋網的試模中,經切割、養護而成。陶粒混凝土墻板和泡沫混凝土墻板是將水泥、粗細骨料、發泡劑等攪拌混合成漿體,隨后將漿體澆筑到試模中經養護而成。
2、裝配式輕質混凝土外墻板的制備工藝
(1)根據設計要求將3~5塊輕質混凝土板拼成單元式模塊;(2)在拼裝好的單元式模塊內外表面刷防水涂料,使裝配式墻板滿足外墻防水要求;(3)根據外立面設計要求外刷涂料、粘結瓷磚、干掛石材、掛鋁合金幕墻,完成外飾面施工,制備裝配式裝飾一體化輕質混凝土外墻板。
3、裝配式輕質混凝土外墻板的測試方法
(1)氣密性性能:氣密性能試驗按GB/T15227的規定進行。(2)水密性:水密性能試驗按GB/T15227的規定進行。現場淋水試驗參照GB/T21086中附錄D的要求進行。(3)抗風壓性能:抗風壓性能試驗按GB/T15227的規定進行。點支承幕墻抗風壓性能試驗樣品與幕墻工程實際結構受力單元狀況相同。(4)平面內變形性能:平面內變形性能試驗按GB/T18250的規定進行,平面內變形性能檢驗在抗風壓性能檢驗之后進行。(5)導熱系數試驗參照GB/T10294-2008《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》的試驗方法進行。(6)裝配式輕質混凝土墻板的隔音試驗:參照GB50118-2010附錄A進行。(7)燃燒性能試驗:參照GB8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》、GB/T5464-2010《建筑材料不燃性試驗方法》和GB/T14402-2007《建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的測定》進行。
二、裝配式輕質外墻板性能分析
1、四性試驗結果
選用規格尺寸為1800×3600mm、厚度為180mm,表面貼瓷磚和外刷涂料的墻板各一塊組成3600×3600mm的檢測單元,并按要求進行填縫密封處理。經檢測表明,裝配式裝飾一體化輕混凝土外墻板氣密性能滿足4級要求;采用波動加壓法在2000Pa壓力條件下未發生滲漏,水密性能良好;抗風壓性能滿足4000Pa風荷載使用要求;平面變形滿足3級指標(1/200)。
2、熱工性能
經檢測可知B05與B07級的裝配式輕質混凝土外墻板其導熱系數分別為0.12W/(m•K)和0.15W/(m•K),經計算可知B05與B07級裝配式輕質混凝土外墻板厚度分別為150mm和200mm時均可滿足夏熱冬暖地區節能設計要求。因此,建議在夏熱冬暖地區,居住建筑外墻選用B07級厚度200mm裝配式輕質混凝土外墻板,公共建筑外墻選用容重B05級厚度150mm裝配式輕質混凝土外墻板。
3、隔音性能
隔音測試表明,厚度為180mm表面貼瓷磚的裝飾一體化輕質混凝土外墻板其平均隔聲量為43.7dB,可作為公共建筑外墻使用;厚度230mm表面干掛石材的裝飾一體化輕質混凝土外墻板其平均隔聲量為46.5dB,可作為居住建筑外墻使用。
4、燃燒性能
表2裝配式輕質混凝土外墻板的燃燒性能
三、工程實例介紹
鋼結構與裝配式輕質混凝土外墻板系統在廣州市番禺沙灣酒廠辦公樓工程、何賢醫院門診樓住院部擴建工程、佛山市順德順峰山莊鋼結構工程等工程得到推廣應用,并取得良好效果。下面對廣州市番禺沙灣酒廠辦公樓工程進行簡要介紹。
沙灣酒廠辦公樓改造項目,建筑層數為6層,建筑高度為27m,建筑占地面積為700m2,總建筑面積4000m2。本工程采用鋼結構和節能裝飾一體化輕質混凝土外墻板。圖2是裝配式裝飾一體化外墻板制備圖,首先根據設計要求將輕質混凝土墻板組裝起來,然后進行飾面處理。圖3是輕質混凝土外墻板的吊裝圖,采用機械吊裝完成輕質混凝土外墻板和門窗的安裝。圖4和圖5分別是沙灣酒廠辦公樓施工圖和竣工實體圖。沙灣酒廠辦公樓改造項目中首次采用了裝配式裝飾一體化輕質混凝土外墻板,使用了模塊化施工工藝,僅用350個人工、40個臺班即完成現場安裝,為鋼結構建筑裝配式外墻板設計、制造、施工、管理提供典型的工程范例。
四、結語