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浅析建筑装配式混凝土结构设计与建造技术

2018-03-28陈方阳

中国住宅设施 2017年8期
关键词:结构设计混凝土

陈方阳

摘 要:目前我国的建筑业迅速发展,促进了建筑技术的发展,我国在房屋建筑领域出现了很多建筑技术,这些建筑技术形式经济效益可观,并且促进了环境和社会的共同发展。在所有的建筑结构形式中,建筑装配式混凝土结构建造技术是一种新型的绿色工艺技术,具有提高施工效率、节省建造成本、简化施工环节等优势,但是这种建筑技术还处于研究阶段,需要在工程建设实践中进行不断的优化。

关键词:建筑装配式;混凝土;结构设计;建造技术

1中南集团的 NPC技术

1.1技术应用情况以及技术优势

我国的房屋建筑装配式混凝土 NPC 结构和建造技术由中南集团开创,进行此项技术的研发时充分借鉴了国内外相关的预制混凝土施工技术,目前已经形成了比较完善的施工技术体系。采用 NPC 技术进行结构设计和建造时,填充墙等全部进行预制与安装,梁、板等采用叠合式的预制安装形式。

采用 NPC 技术进行结构设计时,根据建筑对节能和环保的要求进行剪力墙、充填墙结构的设计,对混凝土现浇作业带进行设计时综合考虑钢筋浆锚接头和现浇连接带的实际情况,并对水平构件梁和板的叠合形式进行设计,对钢筋、现浇混凝土、钢筋浆锚的连接方式進行设计时充分考虑建筑的竖向结构。采用 NPC 技术进行预制构件吊装施工时,要注意以下要点。

选择相关的施工设备,选择钢筋吊钩和预埋方式时根据施工时采用的构建规格,钢扁担起到辅助起吊的作用,应用钢扁担时其调点可调,根据施工图和预制墙板的预埋方式来绑扎钢筋,预埋件和楼板钢筋焊接完成后,为了使结构更牢固可增设加强筋。

测量定位装配式结构时,通过网状控制来实现对结构平面的控制,设置层级引测点来对结构进行垂直控制。地下室顶板上设置十字相交的垂直控制点,这样每层的柱、梁、墙和点之间不会被预留钢筋挡住视线。

接着吊装竖向构件,吊装竖向构件采用塔式起重机,起重机的吊索将竖向构件的两端吊起,吊索和水平线之间夹角控制在45度,用吊索将竖向构件绑扎然后起吊,要根据竖向构件的中心和绑扎起吊位置进行计算,并进行控制。

完成了竖向构件的吊装,再进行水平构件的吊装,要先吊装平衡梁,再对楼梯、叠合板等构件进行吊装。使用符合设计要求和施工起重量标准的塔式起重机进行吊装,起吊时使用与施工重量与作业半径相符的起重机。

NPC 技术具有许多技术优势,可以增强房屋的整体性,保证给排水系统与电气系统的通畅,并实现保暖性,并且可以优化整体配置,不仅可以保证建筑的基本功能,同时也具有了整体的协调性。

1.2 NPC技术的技术缺陷

采用 NPC 技术进行施工时,混凝土在现浇时形成了很多混凝土灌浆孔洞,在进行实际施工时无法保证孔洞的灌浆质量,在施工后期很难检测灌浆质量,增加施工工作量,降低了施工质量。

2 PCF半预制装配式混凝土结构技术

PC F(precast concrete form)半预制装配式混凝土结构技术的核心技术是叠合式楼板及剪力墙外墙模的综合混凝土预制技术的结合,为房屋建筑工程中的混凝土剪力墙的外墙和叠合楼板等预制板结构建造问题的解决提供了方便,能够有效提升房屋建筑施工中的外围脚手架支设与模板支设过程中的安全性,并显著降低模板及脚手架支设成本与资源损耗。房屋工程中的电梯井等部位仍通过支模现浇进行施工建设。当前的PCF技术并未严格依照房屋墙体承载特点对外墙混凝土模板进行科学设计,致使设计与施工实际存在较大差距、实际施工中难以避免材料资源浪费,另外,此种技术设计中缺乏科学的抗震设计,混凝土现浇量也很大。现针对宇辉集团与西伟德混凝土预制(合肥)有限公司相关技术研发状况进行分析:

2.1宇辉集团相关技术研究进展

2.1.1技术研究应用现状及优势,宇辉集团近年来主要研发了装配整体式预制混凝土剪力墙技术,在建筑剪力墙竖向连接技术的基础之上附加了“插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接”技术工艺,主要实现了房屋建筑阳台、楼梯板、内部竖向剪力墙板等构件的全部预制,大大简化了上述构件的预制与后期装配工作。

2.1.2技术研究应用缺陷,宇辉集团的装配整体式预制混凝土剪力墙技术主要存在构件过大、过重、形式单一的问题,另外,此种技术的实际应用需要高配置的吊装设备设施辅助进行,不利于房屋建筑工程顺利实施。

2.2西伟德混凝土预制(合肥)有限公司相关技术研究

2.2.1技术研究应用现状及优势,西伟德公司所研发的叠合板式混凝土剪力墙技术主要是在德国“doub le- w all P recastconcrete building system”技术的基础上发展起来的,此种技术中的结构构件主要有预制楼梯、叠合式楼板、叠合式墙板等等,其中的叠合式楼板主要由底层预制板和格构钢筋组成,叠合式墙板的组成与叠合式楼板的组成相似,其中的预制板为两层预制板,混凝土的浇筑作业主要在两层的预制板之间进行。

房屋建筑设计应用:南京某别墅的自保温建筑结构设计中,就使用了PFC建筑结构技术,在对房屋墙体的竖向承载力、抗震程度、墙体热阻及热惰性进行精准测算之后,决定房屋建筑采用叠合板是混凝土剪力墙结构,结合《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》中冬夏热阻与热惰性节能标准,确定墙体热阻为1.32m2·K/W,热惰性2.21,根据上述要求与数据设计自保温混凝土叠合承重墙。西伟德公司的混凝土结构建造技术能够更好地完成工程构件预制,为房屋工程施工提供了良好的硬件基础。

2.2.2技术研究应用缺陷,西伟德公司的叠合板式混凝土剪力墙技术研发与试验时间不足,构件的预制相对简单,尚不满足房屋建筑工程标准;另外,叠合板式混凝土剪力墙技术中的叠合式结构需要很大的混凝土浇筑量,后期浇筑作业质量检测不便,施工难度相对高。另外,缺乏科学的抗震设计,混凝土现浇量也很大。

3改良式现浇混凝土结构技术

3.1技术研究应用现状及优势

改良式现浇混凝土结构技术的核心是以轻钢构架代替传统的钢筋进行制作、绑扎,使用保温板及免拆面板等固模搭配混凝土浇筑的一项先进装配施工技术,因而属于装配式混凝土结构设计与建造技术的一种。清华大学研发的轻钢构架固模技术是改良式的现浇混凝土结构建造技术主要代表,此种技术以轻钢构架代替传统的钢筋进行制作、绑扎,显著提升了工程施工中的效率、降低工程人工费用。建筑设计应用:此种技术采用轻钢构架进行绑扎,同时以保温板、免拆面板、一体化板等等代替传统施工所用模板,混凝土的浇筑作业在固模中完成。此种建造技术中所用到的轻钢构架能够有效实现房屋建筑工程的规模化建设,实现房屋建筑工程施工产业化与工业化,显著提升工程施工中的效率、降低工程人工费用;另外,此种技术的应用能有效降低模板拆除与湿作業工作量,在降低材料消耗的同时保障工程施工水平;房屋建筑具有良好的抗震性能与整体性。

3.2技术研究应用缺陷

此种技术在施工效率、建筑性能、工程费用等方面都有一定优势,但技术中的轻钢架构中所用固模的规划设计并未在充分考虑墙体力度承载特点,不能很好地适应房屋建筑实际施工要求,致使技术应用中造成材料浪费,存在构件过大、过重、形式单一的问题。

4结语

就目前的装配式混凝土结构设计与建造技术来说,由于其不完善的技术体系,还需要进一步的优化和改进,有效地提升相关的标准规范指导。另外,还应该注重对相关技术专业人才的培训和教育,保证施工、生产以及设计的进度和质量。在实际施工中尽可能减少湿作业点,这对施工成本、装配式生产的降低以及施工进度的提升具有重要的意义和作用,能够进一步促进建筑行业的健康发展。

参考文献

[1]郭正兴.房屋建筑装配式混凝土结构设计、建造技术新进展[J].施工技术,2014,40(11):32 -34.

[2]祝真强.新型预制装配式混凝土结构在住宅施工中的应用[J].企业文化,2012(5):36-38.

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[4]江海洋.浅谈住宅装配式混凝土结构技术的三种趋势[J].城市建设理论研究,2012(16):53 -55.

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