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关于预制装配式建筑施工技术的研究与应用

2018-02-05李世海

智能城市 2018年17期
关键词:剪力墙建筑行业装配式

李世海

云南建投安装股份有限公司,云南昆明 650000

随着社会经济的发展,建筑行业蓬勃发展。近年来,建筑工程数量越来越多,规模越来越大,并且出现了许多新变化。随着建筑行业不断发展,传统的施工方式已经很难满足现代社会的发展要求,因此预制装配式建筑开始出现,并得到了迅速发展。预制装配式建筑属于一种新型结构类房屋建筑,在施工过程中,将各类通用的预制构件利用专业设备连接起来,确保建筑的完整功能得以实现,这就是装配式建筑。在建筑施工中应用装配式构件,能够有效确保工程质量,加快施工进度。除此之外,装配式建筑施工对周边环境影响较小,施工难度不大,应当对其进行大力推广和应用。文章主要探讨预制装配式建筑施工技术的研究与应用。

1 预制装配式建筑结构技术概述

1.1 预制装配式建筑的发展及应用

对于预制装配式建筑在国内建筑行业中的应用,最早可追溯到20世纪80年代。但是,由于经济因素影响,导致预制装配式建筑结构的应用没有得到推广。随着建筑行业深入发展,预制装配式建筑结构又重新受到人们关注。通过研究国内建筑工程得知,上海、北京等地区对于预制装配式建筑的研究处于全国领先。我国首个主体结构为预制混凝土结构的建筑是浦江大型居住社区,由上海城建置业发展公司负责建设。

通过研究预制装配式建筑结构体系的应用状况,基本上可将其分成通用型结构体系、专用型结构体系这两大类,前者的应用更加广泛。在结构组成方面,预制装配式建筑结构与现浇结构并无太大差异,主要有框架结构体系、剪力墙结构体系和混合体系这三种。专用型结构体系在国内建筑工程中应用不多,一般在单层的工业厂房、住宅用大板中使用。国外预制装配式建筑结构体系较多,包括预制装配停车楼体系、预应力装配框架体系以及预应力空心模板墙体系等。近年来,我国越来越重视对预制装配式建筑结构体系的研究、开发与推广,包括黑龙江宇辉建设集团研究开发的预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系、南京大地建设集团研究开发的预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系等。总的来说,发展预制装配式建筑结构的核心任务是对结构体系进行创新。在建筑施工过程中,施工难度最大的部分是主体结构竖向构件,主要有框架柱、剪力墙和各种梁等。随着建筑技术的不断发展,预制装配式建筑的优点也越来越突出,将预制装配式建筑结构与保温施工技术、抗震施工技术等有机结合起来,能够大幅度提升国内建筑水平[2]。

1.2 预制装配式建筑的特点

第一,节约材料。在建筑施工过程中,装配式建筑需要在工厂内部预制完成内外墙板、梁、柱、板等,在这种情况下,施工现场模板的使用量会减少,如钢模、木模等,前者用量会减少约20%,后者用量会减少约40%。除此之外,在工厂内部进行构件的预制,混凝土、钢筋、水泥以及水的用量会大大减少,避免出现材料浪费现象,既能减少成本投入,又能实现资源节约。

第二,缩短工期。施工周期短是装配式建筑工程最突出的优势之一。比如:在吊装梁、柱、板的过程中,4~5个施工人员即可完成这项工作,单个构件组装完毕的时间通常为30min左右。在工程量不大的情况下,一天能够吊装完成的主体结构构件为2~3层。从整体上来说,如果单体建筑规模不大,相较于现浇混凝土建筑,装配式建筑的施工周期能减少至6个月左右。

第三,减少建筑施工对环境的污染。传统建筑施工会带来很多污染问题,对施工现场周围环境造成影响。例如,施工过程中出现的噪音污染、水污染以及扬尘带来的空气污染等。装配式建筑能够在最大程度上降低环境污染,由于建筑构件是在工厂预制、现场吊装,其噪音时长较短,影响不大。此外,在混凝土养护阶段往往会有废水产生,导致水污染,装配式建筑同样可以有效解决这一问题。

第四,多样化设计。在工程设计中,装配式建筑采取大开间、小分隔的设计方式,以用户的居住需求为基础,对每个房间的面积大小进行合理分割。同时,室内墙体使用轻质隔墙,大大提升了空间分隔的灵活性,充分满足了不同人对室内空间的要求。

总的来说,预制装配式建筑施工技术的应用,实现了建筑施工质量的整体提升,相较于过去的施工技术,预制装配式建筑施工技术具有以下优势:第一,在实际施工过程中,轻质墙的应用比例有了显著提升,不仅简化施工流程,大大减少人力、物力及财力的投入,而且实现了施工灵活性的大幅度提升;第二,在确保建筑施工质量的前提下,实现了施工效率的有效提高,施工周期大大缩短。除此之外,该技术在最大程度上降低了建筑施工对自然环境、周边交通的影响,实现了建筑企业综合效益的显著提升;第三,在进行预制装配式建筑施工时,无需投入大量施工人员和较高的施工技术,同时能够有效控制施工质量。相较于传统施工技术,预制装配式建筑在施工中使用的材料数量、种类都有所减少,降低了施工安全管理难度,有利于建筑行业可持续发展[3]。

2 预制装配式建筑施工技术要点

2.1 预制装配式框架结构体系

在建筑施工过程中,预制装配式框架结构具有以下优势:便于运输、施工工艺简单、自重轻等。因此该结构体系在建筑工程中的应用较为普遍,尤其是高层建筑。预制叠合板、预制叠合梁是框架结构体系的关键,这两种构件都可由专门工程负责制作,仅仅在现场做好浇筑、焊接工作即可,施工难度较小。在设计预制装配式框架结构体系时,应注意以下方面:第一,确保框架结构在整体上规则、平整,内部支撑体系的承载力、强度等均要满足规定要求。除此之外,还要控制好每一个梁柱的中轴线,确保其在同一水平面位置;第二,在处理梁、柱之间的交接部位时,需要使用刚接点,框架基础应当具备足够的稳定性、刚度和强度。使用C30以上强度等级的混凝土作为框架基础;第三,根据实际情况选择内部构件之间的连接方式,同时还要考虑构件承载性能、所处部位等,正确选择焊接方式、焊缝形式。对于承受弯矩、剪力或者扭矩等作用的构建,在设计时应当分别计算其承载力要求。

2.2 预制装配式剪力墙结构体系

在设计预制装配式剪力墙结构体系时,应当注意下列几点:第一,在选择纵横墙结构时,既要考虑到使用条件、外部环境等因素,又要对动、静荷载对墙体的作用进行充分考虑。确保墙体力学性能达到规定要求;第二,在布置横墙时,应当将承重墙板设置在两侧端部的山墙结构上,并认真研究抗侧力构件的承载性能,在此基础上计算内力,确保承重墙板、填充墙板等布置合理;第三,在设计剪力墙之间的连接构件时,应当考虑其承载性特征。

2.3 预制装配式建筑施工技术的应用分析

预制装配式结构已经成为当前建筑结构重要组成部分,在设计该结构时,不但要对不同地区的抗震性要求加以考虑,还要对建筑结构特点、节能要求等进行考虑,以此提高预制装配式结构的适用性。在实现预制率提升的基础上,切实保障建筑施工质量,推动建筑行业专业化发展。在研究和开发预制叠合构件、非受力构件等构件时,应当按照由低级到高级、由简单到复杂的顺序,将预制装配式建筑结构的优势特点充分发挥出来,全面提高我国建筑技术水平,实现建筑行业的产业升级。对于预制装配式建筑来说,除了要对设计理念进行不断更新、完善,还要努力提高预制构件生产的自动化程度。相较于常规的建筑构件,预制装配式建筑结构对设计有着更高要求,设计师既要具备丰富的专业知识和实践经验,还要对建筑业的发展趋势、发展动向进行随时关注,以此实现预制装配式结构稳定性、安全性的提升,为该结构的推广应用奠定良好基础。

3 结语

综上所述,社会经济的发展带动了建筑行业发展。近年来,建筑工程数量和规模有了很大提升,建筑行业取得了显著成就。为了满足现代建筑业的发展要求,预制装配式建筑逐渐取代了现浇式建筑。预制装配式建筑具有施工简单、工期短、绿色环保等诸多优势,但是对施工技术要求较高,导致其推广和应用受到限制。因此,加强预制装配式建筑施工技术研究十分重要。企业与相关技术人员应当认真积极借鉴发达国家、地区的施工经验、施工技术和施工手段,并将其合理应用建筑施工中,从而提高国内预制装配式建筑的施工技术水平,促进建筑行业又好又快发展。

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