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摘要:随着建筑结构行业的高速发展,人们更加注重节能与环保在建筑中的重要作用。而装配整体式混凝土结构对于环保节能建筑尤为重要,对装配整体式混凝土结构施工技术的研究与运用,有利于建筑行业更加完善和长足的发展。
关键词:装配;混凝土结构;施工技术;趋势
装配整体式混凝土结构主要是对混凝土的结构构件经过各种有效的方式进行连接并与施工现场所进行后浇混凝土组合而形成的。装配整体式混凝土结构具有施工速度快,节约材料、成本花费小,施工人员劳动强度低,绿色环保和节能等优势,因此近年来被广泛应用。了解装配整体式混凝土结构施工技术,不断的实践和研究优化装配整体式混凝土结构的设计,有助于其的进一步发展。
1、装配整体式混凝土结构的优缺点
装配整体式混凝土结构主要的形成方式是首先将各种预制构件在预制厂里进行浇筑和生产,其次再通过各种运输工具将连接浇筑后的预制构件运送到施工现场进行吊装到位,最后通过可靠的方法将预制构件进行连接即可运用。装配整体式混凝土结构的优缺点总结如下。
1.1 优点分析
装配整体式混凝土结构是在预制工厂里进行统一浇筑之后再运送到施工现场的,其具有如下优点:(1)工业化生产的优势。装配整体式混凝土结构可以将各种预制构件在工厂中进行统一生产,充分利用工厂的集约化和管理力度来提高工业生产率。(2)方便施工。在施工現场只需对之前已经在工厂中浇筑完成后的预制构件进行安装连接就可以用到建筑结构建设中,免去了在施工现场进行自主浇筑的时间,使工程施工更加的方便和快捷。(3)预制构件生产的质量提高。因为装配式混凝土的结构构件都是通过工厂进行统一的机械化进行生产的,因此可以对构件的尺寸和外观进行合理的掌握,并合理的控制预制构件的结构密实度和强度等,保证浇筑质量。
1.2 缺点分析
然而,装配整体式混凝土结构本身也存在一些缺点[1],如:(1)研究及技术成熟度不够。因为现浇筑的混凝土结构在我国一直占据非常重要的位置,因此许多设计师对于新形成的装配式混凝土的设计研究较少,没有形成一套完备的装配式混凝土结构设计体系来规范和制约设计师的工作。(2)结构设计难度较大。因为装配式混凝土结构是通过各种构件的装配和连接而形成的一种拼接式的混凝土结构,因此为了有效的预防地震的破坏作用,就必须在连接节点的设计以及施工质量上做到精细没有误差。(3)运输条件的限制。因为装配式混凝土结构预制构件是在工厂统一生产之后再运送的施工现场进行装配的,需要运用多样运输车辆和装配设备,这样就无形的增加了结构的运输成本以及装配设备的应用成本,为此,必须考虑预制工厂和施工现场的距离因素,尽量在成本和运输上优化选择。
2、装配整体式混凝土结构施工方案的选择
针对每一个项目,到底选取哪些构件进行预制比较合理?对这个问题不好一概而论,而应该结合项目管理人对装配整体式工法的理解,以及当地所具备的生产、安装条件来确定,既不能为了预制而预制,也不能有条件而不发挥预制的优势,总之,应该综合各种因素来确定具体的方案,如果不能因地制宜地合理选择技术方案,在某些条件不成熟的情况下,盲目地追求预制,会导致装配整体式结构成本的迅速上升,得不偿失。
2.1 装配整体式结构施工方式的造价构成
与传统方式一样,装配整体式结构的土建造价构成主要由直接费、间接费、利润、规费、税金组成。其中,间接费和利润由施工企业掌握,规费和税金是固定费率,构件费用、运输费、安装费的高低对工程造价起决定性作用。
2.2 降低装配整体式结构工程造价的具体措施
2.2.1优化设计。由于设计对最终的造价起决定作用,因此项目在策划和方案设计阶段时,就应系统考虑到建筑方案对深化设计及构件生产、运输、安装施工等环节的影响,合理确定方案,并合理设计预制构件与现浇连接之间的构造形式,降低生产、施工难度。
2.2.2优化、简化工艺。如某建筑预制外墙必须采用反打工艺,需要使用大量的密封胶条辅助材料,施工工序复杂,成本较大,但如果对生产模具进行革新,使模具成为长期使用的通用设备,并改为流水线生产方式,可以大大提高生产率,进而降低构件生产成本。
2.2.3合理选择技术路线和安装工法。不同的技术路线决定了不同的生产工艺和安装工法,产生不同的生产和施工效率。项目在设计阶段,可根据工程特点,充分考虑构件生产、安装及现场现浇的成本,从而选择合理的技术组合,综合确定技术方案。
3、装配整体式混凝土结构设计建议
3.1 预制构件的拆分和归并的设计原则
通过各个环节的完善来有效的进行预制构件的拆分和归并设计需要遵循原则具体为:(1)三方协商统一原则。在进行拆分和归并之前,相关设计人员需要根据业主要求,与工程建设的施工人员进行商讨而达到意见的统一,如果还没有具体的施工单位,需要在业主同意之后,按照一般的规定和标准进行预制构件的拆分和归并设计。(2)一致性及节约原则。在进行拆分和归并预制构件时要尽可能的使构件的横截面形状保持一致性,同时要保证尽量的减少构件的种类,从而有效的节约模具的使用。(3)全面性原则。在进行拆分和归并时,应该充分考虑总体方案设计中对于建筑各个位置的梁、板、柱的具体功能以及各项之间的联系,从而有效制定预制构件的具体装配方案。(4)运输性原则。在进行拆分和归并设计时要尽可能的满足运输中构件堆放、安装以及质量的控制。
3.2 抗震结构设计
我国是一个地震多发的国家,因此需要对住宅建筑的抗震设计进行完善。基于装配式混凝土结构各构件是相互连接的状态,所以在抗震的性能设计中需要运用的技术和方法更为复杂,首先在结构的整体设置上要满足抗震的规范和要求,其次在设计时要尽量使建筑的平面呈现规则性和对称性,同时要使竖向的抗侧力构件保持均匀和连续。
3.3 关键构件和节点的连接设计
装配式混凝土结构的特性相关的预制构件不仅要满足建筑承载力的需求,同时还要满足运输和装配的需求[2]。
4、装配整体式混凝土结构的发展趋势
新型的装配整体式框架结构由于采用了梁墙整体预制的方式,梁和墙可以采用不同的混凝土强度等级生产,或者在墙体材料中混入陶粒、珍珠岩、聚苯颗粒等材料,提高了墙体的保温隔热性能,甚至采用筛选过的建筑废墟破碎材料作为骨料,节约资源,降低能耗,真正的做到节能环保,并且适宜批量工业化生产,因此,新型装配整体式框架结构值得大范围推广。
总之,新型装配整体式框架结构综合了框架结构和装配式结构的优点,克服了传统装配式房屋的所有缺点,是建筑业发展的一个趋势。同时,随着我国政府主导的保障性住房不断推进,建筑产业化是建造方式的变革,装配整体式结构将获得更大的发展及应用。但也应该认识到,我国目前的住宅产业化水平与国际先进水平差距还尚大,引进国外住宅产业的先进发展模式,在国内需要有一个消化吸收和适应的过长,要迎头赶上还有一个漫长的路要走,为此,我们应更加努力,并在这个过程中逐渐形成适合我国住宅产业化的可持续发展之路。
参考文献:
[1]杨旭,李晨光,邓思华等.装配整体式混凝土框架结构设计方法[C].//第十六届中国科协年会论文集.2014:1-4.
[2]陈耀钢,郭正兴,董年才等.全预制装配整体式剪力墙结构节点连接施工技术[J].施工技术,2011,40(11):3-5.
作者简介:
谢波,男,汉,1989年2月生,陕西蓝田人,2016年毕业于西安建筑科技大学,硕士,助理工程师,主要从事混凝土结构设计等工作与研究。
周艳霞,女,汉,1990年10月生,陕西榆林人,2016年毕业于西安建筑科技大学,硕士,助理工程师,主要从事混凝土结构耐久性方向设计工作与研究。
关键词:装配;混凝土结构;施工技术;趋势
装配整体式混凝土结构主要是对混凝土的结构构件经过各种有效的方式进行连接并与施工现场所进行后浇混凝土组合而形成的。装配整体式混凝土结构具有施工速度快,节约材料、成本花费小,施工人员劳动强度低,绿色环保和节能等优势,因此近年来被广泛应用。了解装配整体式混凝土结构施工技术,不断的实践和研究优化装配整体式混凝土结构的设计,有助于其的进一步发展。
1、装配整体式混凝土结构的优缺点
装配整体式混凝土结构主要的形成方式是首先将各种预制构件在预制厂里进行浇筑和生产,其次再通过各种运输工具将连接浇筑后的预制构件运送到施工现场进行吊装到位,最后通过可靠的方法将预制构件进行连接即可运用。装配整体式混凝土结构的优缺点总结如下。
1.1 优点分析
装配整体式混凝土结构是在预制工厂里进行统一浇筑之后再运送到施工现场的,其具有如下优点:(1)工业化生产的优势。装配整体式混凝土结构可以将各种预制构件在工厂中进行统一生产,充分利用工厂的集约化和管理力度来提高工业生产率。(2)方便施工。在施工現场只需对之前已经在工厂中浇筑完成后的预制构件进行安装连接就可以用到建筑结构建设中,免去了在施工现场进行自主浇筑的时间,使工程施工更加的方便和快捷。(3)预制构件生产的质量提高。因为装配式混凝土的结构构件都是通过工厂进行统一的机械化进行生产的,因此可以对构件的尺寸和外观进行合理的掌握,并合理的控制预制构件的结构密实度和强度等,保证浇筑质量。
1.2 缺点分析
然而,装配整体式混凝土结构本身也存在一些缺点[1],如:(1)研究及技术成熟度不够。因为现浇筑的混凝土结构在我国一直占据非常重要的位置,因此许多设计师对于新形成的装配式混凝土的设计研究较少,没有形成一套完备的装配式混凝土结构设计体系来规范和制约设计师的工作。(2)结构设计难度较大。因为装配式混凝土结构是通过各种构件的装配和连接而形成的一种拼接式的混凝土结构,因此为了有效的预防地震的破坏作用,就必须在连接节点的设计以及施工质量上做到精细没有误差。(3)运输条件的限制。因为装配式混凝土结构预制构件是在工厂统一生产之后再运送的施工现场进行装配的,需要运用多样运输车辆和装配设备,这样就无形的增加了结构的运输成本以及装配设备的应用成本,为此,必须考虑预制工厂和施工现场的距离因素,尽量在成本和运输上优化选择。
2、装配整体式混凝土结构施工方案的选择
针对每一个项目,到底选取哪些构件进行预制比较合理?对这个问题不好一概而论,而应该结合项目管理人对装配整体式工法的理解,以及当地所具备的生产、安装条件来确定,既不能为了预制而预制,也不能有条件而不发挥预制的优势,总之,应该综合各种因素来确定具体的方案,如果不能因地制宜地合理选择技术方案,在某些条件不成熟的情况下,盲目地追求预制,会导致装配整体式结构成本的迅速上升,得不偿失。
2.1 装配整体式结构施工方式的造价构成
与传统方式一样,装配整体式结构的土建造价构成主要由直接费、间接费、利润、规费、税金组成。其中,间接费和利润由施工企业掌握,规费和税金是固定费率,构件费用、运输费、安装费的高低对工程造价起决定性作用。
2.2 降低装配整体式结构工程造价的具体措施
2.2.1优化设计。由于设计对最终的造价起决定作用,因此项目在策划和方案设计阶段时,就应系统考虑到建筑方案对深化设计及构件生产、运输、安装施工等环节的影响,合理确定方案,并合理设计预制构件与现浇连接之间的构造形式,降低生产、施工难度。
2.2.2优化、简化工艺。如某建筑预制外墙必须采用反打工艺,需要使用大量的密封胶条辅助材料,施工工序复杂,成本较大,但如果对生产模具进行革新,使模具成为长期使用的通用设备,并改为流水线生产方式,可以大大提高生产率,进而降低构件生产成本。
2.2.3合理选择技术路线和安装工法。不同的技术路线决定了不同的生产工艺和安装工法,产生不同的生产和施工效率。项目在设计阶段,可根据工程特点,充分考虑构件生产、安装及现场现浇的成本,从而选择合理的技术组合,综合确定技术方案。
3、装配整体式混凝土结构设计建议
3.1 预制构件的拆分和归并的设计原则
通过各个环节的完善来有效的进行预制构件的拆分和归并设计需要遵循原则具体为:(1)三方协商统一原则。在进行拆分和归并之前,相关设计人员需要根据业主要求,与工程建设的施工人员进行商讨而达到意见的统一,如果还没有具体的施工单位,需要在业主同意之后,按照一般的规定和标准进行预制构件的拆分和归并设计。(2)一致性及节约原则。在进行拆分和归并预制构件时要尽可能的使构件的横截面形状保持一致性,同时要保证尽量的减少构件的种类,从而有效的节约模具的使用。(3)全面性原则。在进行拆分和归并时,应该充分考虑总体方案设计中对于建筑各个位置的梁、板、柱的具体功能以及各项之间的联系,从而有效制定预制构件的具体装配方案。(4)运输性原则。在进行拆分和归并设计时要尽可能的满足运输中构件堆放、安装以及质量的控制。
3.2 抗震结构设计
我国是一个地震多发的国家,因此需要对住宅建筑的抗震设计进行完善。基于装配式混凝土结构各构件是相互连接的状态,所以在抗震的性能设计中需要运用的技术和方法更为复杂,首先在结构的整体设置上要满足抗震的规范和要求,其次在设计时要尽量使建筑的平面呈现规则性和对称性,同时要使竖向的抗侧力构件保持均匀和连续。
3.3 关键构件和节点的连接设计
装配式混凝土结构的特性相关的预制构件不仅要满足建筑承载力的需求,同时还要满足运输和装配的需求[2]。
4、装配整体式混凝土结构的发展趋势
新型的装配整体式框架结构由于采用了梁墙整体预制的方式,梁和墙可以采用不同的混凝土强度等级生产,或者在墙体材料中混入陶粒、珍珠岩、聚苯颗粒等材料,提高了墙体的保温隔热性能,甚至采用筛选过的建筑废墟破碎材料作为骨料,节约资源,降低能耗,真正的做到节能环保,并且适宜批量工业化生产,因此,新型装配整体式框架结构值得大范围推广。
总之,新型装配整体式框架结构综合了框架结构和装配式结构的优点,克服了传统装配式房屋的所有缺点,是建筑业发展的一个趋势。同时,随着我国政府主导的保障性住房不断推进,建筑产业化是建造方式的变革,装配整体式结构将获得更大的发展及应用。但也应该认识到,我国目前的住宅产业化水平与国际先进水平差距还尚大,引进国外住宅产业的先进发展模式,在国内需要有一个消化吸收和适应的过长,要迎头赶上还有一个漫长的路要走,为此,我们应更加努力,并在这个过程中逐渐形成适合我国住宅产业化的可持续发展之路。
参考文献:
[1]杨旭,李晨光,邓思华等.装配整体式混凝土框架结构设计方法[C].//第十六届中国科协年会论文集.2014:1-4.
[2]陈耀钢,郭正兴,董年才等.全预制装配整体式剪力墙结构节点连接施工技术[J].施工技术,2011,40(11):3-5.
作者简介:
谢波,男,汉,1989年2月生,陕西蓝田人,2016年毕业于西安建筑科技大学,硕士,助理工程师,主要从事混凝土结构设计等工作与研究。
周艳霞,女,汉,1990年10月生,陕西榆林人,2016年毕业于西安建筑科技大学,硕士,助理工程师,主要从事混凝土结构耐久性方向设计工作与研究。