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装配式建筑技术现状范文1
[关I词]预制化加工;装配式建筑;BIM技术;绿色施工 文章编号:2095-4085(2017)05-0098-02
BIM技术是利用工程项目所包含的各项相关数据进行建筑模型的构建,模拟施工工程所体现的全部信息。与发达国家相比,我国的BIM技术发展较晚,目前的应用主要集中在设计阶段,在项目管理及指导施工方面的应用相对较少。
1装配式建筑发展现状及存在问题
我国的建筑工程以钢筋混凝土为主,施工主要采用“现浇筑”的方法,由工人在施工现场进行操作,极大的增加了施工的安全隐患,导致原材料及人力的浪费。装配式建筑无论是从环境保护、绿色节能、质量控制、进度控制、成本控制及安全管理等方面均有其很大优势。但是在实践过程中出现的如缺乏规范和标准,预制化产业链及管理不完善,预构件标准化不统一等,导致装配式建筑在设计、生产、施工以及维护过程中都存在问题。
2BIM技术应用现状
BIM技术完整的模拟工程项目的全生命周期,经过优化的模型,还可以体现项目各个时间点所需要的材料、施工工艺、预制预留等信息。BIM技术作为建筑信息化的核心,全方位全生命周期的实现建筑信息化,能很好的解决在项目工程各个阶段建筑信息不对称导致的总策划力不足、施工技术不符合要求等问题。因此,BIM技术和装配式建筑相辅相成,可以使建筑业更快更好的实现装配式施工。
3BIM技术在装配式建筑中的优势
BIM技术相对传统技术而言主要有协调性、可视性、模拟性、出图性以及优化性五个特点。工程管理人员可利用建筑信息模型及BIM技术的特点,优化施工方案、组织设计、技术交底等,从而提升设计、施工的准确性及质量。
3.1深化设计
在施工前利用BIM技术建立施工项目模型,对模型进行碰撞检查、优化管线排布,并提交设计院进行审核,形成更加科学、合理的模型,有效指导管线综合排布及预留预埋,从而降低装配式建筑可能出现的局部预埋件无法对接及回厂重造等情况。
3.2出图、交底及施工
相较于传统图纸而言,BIM技术强大出图功能可以为厂家提供准确的模型信息,指导厂家完成各个部件的预制加工,最终实现无缝对接。
3.3完善的运行维护体系
BIM技术作为全面的建筑信息模型,不仅可以在施工阶段指导施工,同时可以实现对建筑物的运行和维护。经过优化得到的模型和实际完成的建筑保持高度一致,在模型中包含建筑物的各个系统,各个部件及组装信息。建筑信息模型实时同步模拟,无论建筑物在运行过程中出现任何问题,都可以提取相应的模型信息,高效实现建筑物运行维护。此外,即使建筑物需要被拆除,模型也可以筛选出可回收再利用的部件,减少不必要的浪费。
4BIM技术_在装配式建筑中的应用分析
4.1模拟施工
BIM技术对建筑物的全生命周期、全构件进行分析整合,统一协调的实现模拟施工,发现存在的问题并提出有效的解决方案,准确的体现装配式建筑在装配过程中的次序,直观的为施工人员展示建筑物的装配过程。
4.2预制构件
BIM模型可以指导厂家对建筑物所需的各种部件完成预制化加工,在出厂时对构件信息进行编码,并在管理中心保存构件的重量、安装位置等具体信息,根据构件的编码,将不同规格的构件准确配送到施工现场。编码后的构件,还将为建筑物的运行维护提供方便。
4.3现场施工
(1)材料的科学管理。BIM技术一方面结合现场实际情况,实现对不同施工阶段材料需求量的计算,及时准确的做好材料的准备工作,避免窝工及现场材料过多现象;另一方面可以随时根据现场进度情况调整材料进场计划,实现材料的精细化管理。
(2)构件的实时监测。BIM技术对建筑物不同装配阶段的时实分析,在装配就位后,对构件的位置及组装细节进行校核,提高装配过程的安全性。
装配式建筑技术现状范文2
[关键词] 预制装配式;建筑设计;发展趋势
【分类号】:TU-80
预制装配式建筑是建筑工业化的产物,给人们的印象是粗糙、简陋、冰冷。只是为了满足特殊或是基本功能而建造,很少考虑到建筑的精致、美观以及与环境的关系等因素。随着工业化的发展,预制装配式建筑成为了工业化建筑的多元化发展的一个重要载体,对预制装配式建筑的要求不止于最基本的使用功能,同时人们对环境的关注度不断提高,使现代的预制装配式建筑必须考虑形式、功能、环境等因素的平衡。现代工业化建筑进入了多元化的时代。人们价值观,审美观的多元化直接导致了预制装配式建筑“百花齐放”的格局。
1.国外研究及应用现状
在过去的几年中,欧、美、日等建筑工业化发达的国家和地区已经成为了一个实验区,把预制装配式建筑的概念延伸到极限,提供不同的解决方案来面对不同的挑战。建筑的设计和建造技术有了很大的演变,在强大的技术支撑下,预制装配系统几乎可以满足任何类型的建筑。也可以说预制技术的不断发展为建筑形式提供了更多的可能性。
2.国内研究及应用现状
从二十世纪50到60年代,我国开始对预制装配式混凝土建筑的设计和施工技术进行研究,并形成了一系列相应建筑类型的体系。到20世纪80年代,预制装配式混凝土建筑在全国范围内的应用进入到了全盛时期,许多地方都逐渐形成了设计、制作、安装的工业化装配式混凝土建筑一体化生产模式。但是我国的装配式混凝土建筑设计和施工技术研发水平还无法满足社会需求也跟不上建筑技术发展的变化,究其原因是因为预制装配式建筑的物理性能和功能还有许多局限和不足之处。直至20世纪90年代中期,全现浇式混凝土建筑体系几经逐渐取代了预制装配式混凝土建筑,目前装配式建筑体系除了在单层工业厂房中有较多的应用外,在其他类型的建筑中很少能见到。
3.预制装配式建筑基本设计原则
1)成本控制
预制比传统的现场施工方法在成本控制上更加有效,这是因为预制概念中的成本有三个方面:材料、劳动力和时间,从理论上讲,其中任何一个方面减少,成本也降低了,但这并不意味着预制减少了整个项目的预算。材料也是一个控制成本很重要的因素。在传统的施工现场很难精确的计算出需要多少材料,所以常常会订购过量的材料以确保工程用量。这样往往就会产生浪费,无谓的增加成本。而在预制建筑项目,可以通过前期设计对材料用量做出准确判断,从而有针对性的进行采购。
2)进度安排
可以说预制装配式建筑最大的优点是缩短了现场施工的工期。预制装配式建筑的项目能够节省时间源自工厂制造和现场施工可以同时进行。在建筑工程中很少使用预制基础,因此现场在建造基础的同时工厂加工生产结构、构造构件以及服务系统和室内集成模块。
3)质量控制
质量的定义是双重的:不仅仅是生产质量和设计质量,往往更依赖于建筑师的工作质量。为了能够使建筑的预制取得成功,以上两点都必须要考虑周全。这些原则看上去是对立的。只要生产质量提高,建筑就会变得更加标准化、平淡无奇,而高质量的设计就会不可避免的地表明了生产效率的匮乏。
4)人性化工作
依靠着空调以及干燥的室内环境,工人的安全系数有所提高。现场施工不仅要求工人需要面对暴露在恶劣天气条件下、处在道路两侧比较危险的位置、面对有危险的突出物等,还可能需要工人们长途跋涉。而预制能给提供一个短途通勤的机会,这就减少了成本也降低了工人们在长时间工作之后因为疲劳而导致他们在往返于工地和家中的路上发生危险的几率。
4.预制装配式建筑的优势
1)设计多样化
目前,住宅设计和住房要求严重脱节,承重墙多、开间小、分隔死、房间的空间无法灵活分割。而装配式房屋则采用大开间,用户根据需要可灵活地利用组合式墙体分割成“随心所欲”的空间环境。
2)功能现代化
传统的建筑能源利用率很低。装配式建筑的地面、屋顶、墙体、门窗框架等都采用各种新型保温、隔热材料,房屋采用新型的供热、制冷技术,如太阳能的储存和利用;工厂化的建筑构件精确度高,可以提高墙体和门窗的密封功能。
3)制造工厂化
智能化的住宅应该无论是墙体结构材料,还是内部装饰材料都选用绿色的优质材料,而工厂化的生产正是住宅现代化的最优生产方式。如传统的建筑物要使其美丽的外表面涂料久不退色是十分困难的。但工厂化生产的建筑外墙板不但质轻、高强,而且在工厂经过模具、机构化喷涂、烘烤等工艺就可使建筑物美丽的色彩久不退色。
4)施工装配化
由于装配式建筑比传统的建筑自重减轻约一半,因此,对地基承载力的要求也随之降低,地基的施工也会简化很多。工厂预制好的建筑构件运到施工场地后,立刻可按设计要求安装施工。
5)时间最优化
预制建筑最大的优点是缩短了现场施工的时间,对工期有更高的可预测性。预制建筑的项目能够节省时间源自工厂制造和现场施工可以同时进行。在建筑工程中很少使用预制基础,因此现场在建造基础的同时工厂加工生产结构、构造构件以及服务系统和室内集成模块。
6)技术可持续化
尽管在建造过程中,使用集成构件早已经被提上了设计师和技术专家的议程,但是装配式建造理论体系中并没有和环境保护理论体系发生交叉。如今,人们已意识到建筑垃圾造成的严重环境破坏。在诸如木材加工、砌砖、粉刷和装饰的过程中的切割和原料混合工序中由于没有集成装配的过程,也会产生多余而造成浪费,这种在建造过程中产生的浪费份额巨大。
5.未来中国的预制装配式建筑发展趋势
展望预制装配式建筑的未来发展,大到整体空间布局,小到建筑细部的每一个预制构件,将建筑群与环境雕琢的如此细腻。在我国,预制装配式建筑的发展正处于向工业化发达国家学习的起步阶段,设计、生产、运输、安装各环节的技术是实践过程中首要攻克的难题,对于预制装配式建筑在环境、功能及美观等建筑设计方面的因素并无有针对性的深入探讨。
由于我国经济发展起步晚,建设量极大时间又非常集中,建筑工业化还处于比较落后的状态,虽然目前在预制建筑在住宅的发展上有了一些新气象,但是还没有形成规模和气候,产业链也不是很完善,还需要进一步的支持和推动。随着我国经济的发展,各种公共建筑开始在各个城市中不断出现,很多建筑由于功能和形式的需求采用了异形的结构形式,无法用传统的建造方法实现,也在不同程度上采用了预制构件装配的方法。
参考文献:
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装配式建筑技术现状范文3
Abstract:Since China's reform and opening up,China's economic takes offrapidly,building industry greatly strides up. The traditional way of construction have been changed from the extensive way,great loss of building materials and lots of garbage output into the precast concrete structure construction. Aiming at this phenomenon, the essay discusses the precast concrete structure, the present situation and the development trend of the future.
关键词:预制混凝土结构;现状;发展展望
中图分类号:TV331文献标识码: A
1 预制装配式混凝土结构体系
1.1 结构体系分类
我国20世纪七、八十年代采用的预制装配式混凝土结构主要是装配式大板住宅体系,以及预制圆孔板、大型屋面板、槽形板等预制构件的应用。由于在构件生产、安装施工及结构受力模型、构件连接方式等方面存在的问题,这些结构在抗震安全性、建筑物理性能、建筑功能等方面不同程度地存在着一些问题,在20世纪90年代已经逐渐地被淘汰。目前所发展的预制装配式混凝土结构,应该是完全满足现行国家标准(包括抗震规范)的要求,甚至比现浇结构具有更好的安全性、适用性和耐久性的结构体系。从国内外的研究和应用经验来看,可采用预制装配式框架结构、预制装配式剪力墙结构、预制装配式框架-现浇剪力墙(核心筒)结构体系。结构中承重构件可以全部为预制构件或者预制与现浇构件相结合。其中,预制装配式剪力墙结构可以分为全预制剪力墙结构、部分预制剪力墙结构和适当降低结构性能要求的多层剪力墙结构(以下简称为预制装配式大板结构)。
预制装配式框架结构及预制装配式框架-现浇剪力墙(核心筒)结构中的框架,梁、柱全部采用预制构件,承重构件之间的节点、拼缝连接均按照等同现浇结构要求进行设计和施工。该结构体系具有和现浇结构等同的性能,结构的适用高度、抗震等级与设计方法与现浇结构基本相同。预制装配式框架结构可以结合预制外挂墙板应用,实现主要结构接近100%的预制化率,尽量减少现场的湿作业。
全预制剪力墙结构指全部剪力墙采用预制构件拼装装配。预制墙体之间的拼缝基本等同于现浇结构或者略低于现浇结构,需要通过设计计算满足拼缝的承载力、变形要求,并在整体结构分析中考虑拼缝的影响。该结构体系的预制化率高,但拼缝的连接构造比较复杂、施工难度较大,难以保证完全等同于现浇剪力墙结构,目前的研究和工程实践还不充分,在震区的推广应用还需要进一步的研究工作。
以上两种结构体系中,可以采用整块预制墙板,也可以采用预制叠合墙板;在抗震设防地区应优先采用预制叠合板。参照日本和我国上世纪的经验,结合我国城镇化及新农村建设的需求,可发展一种新型的多层预制装配剪力墙结构体系即预制装配式大板建筑体系。该结构体系主要用于6层以下的建筑,预制墙板之间的拼缝构造可不按照等同现浇要求,只连接部分钢筋,施工简单,速度快,适用于各地区大量的多层住宅建设。当然,这种结构体系尚需要进一步的研究、总结和完善。
1.2 结构布置要求
与现浇结构相比, 预制装配式结构的平面布置宜更加规则、均匀,并应具有良好的整体性。平面长宽比不宜过大, 局部突出或凹入部分的尺度也不宜过大。结构竖向布置宜规则、均匀,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力竖向突变,承重构件宜上下对齐,结构侧向刚度宜下大上小。结构相关预制构件(柱、梁、墙、板)的划分,应遵循受力合理、连接简单、施工方便、少规格、多组合,能组装成形式多样的结构系列原则。
2预制和装配式建筑结构体系现状
目前各地实施的预制和装配式建筑结构体系主要为预制装配式混凝土结构体系、钢结构体系。由于钢结构体系本身的构件工厂化生产和现场组装施工特点,一开始就满足建筑工业化的“四化”要求,在产业链组织、技术资格、经济核算等方面都形成了与建筑工业化要求相匹配的管理体系, 所以预制和装配式建筑结构体系发展的难点在混凝土结构体系。研究确定预制装配式混凝土结构体系就是实现建筑工业化的首要任务, 总结各地实施的预制装配式混凝土结构体系可以为进一步开发研究提供参考。
上海市首先对住宅采用了装配整体式混凝土体系,结构体系包括装配整体式混凝土框架结构、预制叠合混凝土剪力墙结构两种。预制叠合混凝土剪力墙结构为内墙现浇、外墙采用预制叠合墙、连
接节点部分现浇的剪力墙结构。
江苏省采用的是预制装配整体式剪力墙结构体系,结构体系由墙板、叠合楼板、楼梯及阳台等混凝土预制构件组成,在施工现场拼装后,采用墙板间竖向连接缝现浇、上下墙板间主要竖向受力钢筋浆锚连接以及楼面梁板叠合现浇形成整体的一种结构形式,属于专用的一种预制装配式结构体系。
北京市准备采用的是装配式剪力墙结构体系,结构体系有装配式钢筋混凝土剪力墙结构、圆孔板剪力墙结构、装配式型钢剪力墙结构三种。这些装配式剪力墙结构体系也属于专用的一种预制装配式结构体系,结构的预制装配率很高,但结构的最大适用高度限制严格,并把适用范围扩大到8 度抗震设计。
南京大地集团从法国引进了预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系,结构体系有预制预应力混凝土装配整体式框架结构、预制预应力混凝土装配整体式框架-剪力墙结构两种。框架结构的预制装配率很高,而框架-剪力墙结构比较低。
安徽西伟德混凝土预制件(合肥)有限责任公司从德国西伟德企业集团引进了叠合板式混凝土剪力墙结构体系,结构体系由叠合式楼板和叠合式墙板,辅以必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、梁、板,共同形成剪力墙结构,专门用于住宅建筑,预制装配率很高。
3预制装配式混凝土结构的发展
我国多层房屋建筑采用装配式混凝土结构是比较合适的,但多层房屋在大中城市建造的越来越少,主要分布在小城市或乡村, 会面临距离预制构件生产工厂远、配套企业不易解决等问题。面对大中城市建造的越来越高的房屋建筑, 采用预制装配式混凝土结构时需要更多满足高层建筑高度、层数、使用功能、抗震设防烈度等要求的结构体系。整合设计、研究、施工、开发商、构件生产、预制成套设备供应商、专项产品供应商等各类涉及预制装配建筑的核心单位开发预制装配式混凝土结构体系是一项首要工作。
同时,我们要充分发挥叠合构件部分现浇处理的优势,增强了结构的整体性,又解决了建筑部件、暖通空调、给排水系统、电气系统等建筑和设备专业的要求,在不降低结构安全性的前提下, 优化了建筑性能和功能。将保温隔热等建筑热工要求与结构体系结合,可以从建筑整体上降低材料、能源消耗,这为预制装配式结构体系开发提供了更加广阔的途径。
4结束语
建筑工业化是未来发展的趋势,通过预制和装配技术整合各项材料、构件和结构技术,提高结构性能的同时,提升建筑工业化技术水平,使得我国从建筑业大国向建筑业强国转变具有重要意义。
参考文献:
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装配式建筑技术现状范文4
【关键词】钢结构;装配式; 住宅;优化
装配式住宅诞生于20世纪初期,这种建筑设计标准定型,构件在自动化生产线上加工,现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装,无湿作业,施工安装便捷。近30年来在欧美等国家逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式,而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材,真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工,从而大大降低了施工现场的劳动强度,缩短了施工工期,这种方式已在国外得到了推广。为提高钢结构装配式住宅在我国的利用,本文对钢结构装配式住宅的发展现状进行总结,并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。
1 我国钢结构装配式住宅的现状
1.1设计方法落后
传统式住宅设计和装配式钢结构住宅的设计从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在设计方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍了装配式钢结构住宅的发展。
1.2设计规范缺失
钢结构装配式住宅在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式住宅发展,我国还比较落后,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于钢结构装配式住宅的大规模推广是一个障碍。
1.3部件发展滞后
钢结构体系住宅成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。
1.4环保节能意识落后
一项调查数据显示,我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但是在另外一方面,环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低,根据2012年的统计数据,环保节能的钢材利用率在10%左右,绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。
2 我国钢结构装配式住宅的设计思路
2.1以建筑结构为主导,结构专业为辅助
钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则,以建筑结构为主导,结构专业为辅助。这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的,必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。
2.2户型设计标准化、定型化
目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户住宅户型设计随意,规格多种多样,这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间的深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。
2.3 厨卫设计标准化、定型化
住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对于厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,住宅设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。
2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化
在钢结构装配式住宅设计过程中,以住宅间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。
3我国钢结构装配式住宅的优化方案
3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型
一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,节约钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型,
3.2 环保节能
“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材,可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。
3.3 追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求,钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计,有利于家具摆放,提高使用面积,也符合中国人的消费心理。
3.4 钢结构设计安全性高
装配式住宅钢结构在安全性能方面,要保证结构的钢材、螺栓与螺钉、围护材料、粘接密封材料符合要求。楼盖、墙体和屋盖的结构构造与连接形式、紧固件的选用符合规定。防火性能方面,注意建筑构件燃烧性能和耐火极限、房屋长度、面积、间距、装修材料、管道及其包覆材料、构件内填充材料等方面。耐久性方面,要求钢结构件采用镀锌进行防护。住宅舒适性方面,楼面、外墙和屋面所采取的填充保温棉、喷射液体发泡材料或外贴泡沫隔热板材等保温与隔热措施,以及墙体、楼板和屋顶所采取吸音、隔声(消声)措施,住宅围护结构采取的防结露措施均要满足技术要求指标。
参考文献:
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[3] 陈以一, 王伟, 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业, 2012(12):15-18
装配式建筑技术现状范文5
摘要:根据国家有关产业政策和发展规划,国家将加快推进预制装配式住宅发展。本文从国内外工业化住宅发展现状,着重提出装配式住宅的设计研究工作和示范工程的推广应用。笔者通过中兴建设有限公司(国家房屋建筑工程总承包特级资质)从事预制装配式住宅研究的经典实例,较为详细的向读者介绍了当前国内工业化住宅设计研究的现状。
关键词:工业化住宅、装配式、预制构件、住宅产业化
中图分类号:F287文献标识码: A
近年来,我国住宅建筑飞速发展,其建造和使用对资源占用和消耗都非常巨大。与国外发达国家相比存在住宅建造周期长、施工质量差、能源及原材料消耗大、产业化程度尤其工业化程度低等问题,迫切需要采取工业化手段来提高住宅建设的质量和效率。开发符合产业化发展要求,工厂化、标准化程度高,施工速度快,节能省地、经济性好的新型工业化住宅体系,已经成为我国目前推进建筑工业化发展的一项重要工作。 一 、工业化住宅建造关键技术研究课题背景 1、立项必要性 我国“十五”以来,对住宅产业化问题进行过研究和推广,取得了一定成效。但对预制装配整体式混凝土住宅建筑的关键技术没有进行过系统、深入的研究,至今没有形成配套的工业化技术政策和标准规范体系,已建成的示范小区工程多是现浇混凝土结构,不具有高效环保的工业化节能减排特征。研究实施装配整体式工业化住宅建筑体系,符合目前我国正在推行实施的住宅产业化政策要求,不但可以提高住宅工程质量和装修品质;而且可以最大限度满足我国倡导地 “四节一环保”的绿色建筑设计与施工要求。 2、目前存在问题分析 我国二十世纪七八十年代开发建设的预制装配式住宅建筑存在许多问题,照搬过去的经验已经不适应现时期我国住宅建设的实际需求。目前开始进行的新型工业化住宅建筑的基础性研究工作和工程试点,主要从性能和功能两方面完善提高工业化住宅的技术经济性。由于多年来我国缺乏工业化住宅的研究积累和工程实践,结构构件和部品的工业化率仍然很低。 3、主要研究内容:1) 预制装配式混凝土住宅建筑的结构性能、抗震性能等关键技术研究。2)建筑配套部品的系统研究、产品开发、设计配套技术研究。3)构配件生产、施工安装关键技术研究与开发。4)技术标准的研究与编制。5)较大规模的示范工程。 二 、住宅工业化关键技术研究 1、基础理论与试验研究:1)装配式混凝土建筑结构体系研究:包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等;主要研究装配式叠合楼盖结构性能;装配式框架节点受力性能、抗震性能;装配式剪力墙节点受力性能、抗震性能;构件承载与变形性能,装配节点大直径钢筋浆锚连接构造的承载及连接整体性能等。2)装配式混凝土工业化住宅的建筑性能研究:包括墙体保温隔热性能、接缝防水性能、建筑防火性能、外墙装饰性能、墙体耐久性能及隔声性能等。3)装配式混凝土工业化住宅经济性能研究:包括设计与施工总体策划管理,标准化设计与施工技术,项目实施的时效性与规模效应对比等。 2、工业化建筑设计技术 重点研究开发三点技术:1)结构体系选择与模数化、标准化设计:我国的住宅建筑工业化结构体系还没有完全确立,通用结构体系和专用结构体系的协调配合还没有解决,标准化概念和设计技术还没有得到足够重视。导致目前工业化住宅设计方案实施成本高、周期长,最大的原因是缺乏有经验的设计咨询人员。2)构件及装配节点的深化设计:工业化住宅的关键是要解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计。3)工业化专用三维设计软件开发:由于装配式混凝土结构设计构造的自身特点,要求设计方案必须在施工前检查复核,确保各专业的交叉重复在设计阶段解决,提高工业化设计的准确性。 3、构配件优质高效加工制作技术应制定采用机械化水平较高、具有一定规模的专业预制工厂取代目前无质量保证的分散的小厂认证管理办法,鼓励预制工厂采用先进的生产工艺和流水线、提高生产效率和产品质量、完善运输安装过程服务。实现节能减排和清洁生产。主要研究开发三点关键技术:1)构配件高效生产技术:采用机械化生产线可以减少工人劳动强度,提高产品质量和生产效率。2)构配件清洁生产技术:采用工厂化定点批量生产,最大限度减少建筑垃圾及废弃物排放,满足国家环境保护政策对建筑业推广绿色施工要求。3)构配件节能生产技术:采用自动控温的节能养护窑可有效降低能耗,加速模板周转,缩短工期,降低成本。 4、专业化施工安装技术:1)工业化施工安装软件管理系统开发:应针对工业化住宅结构体系开发施工安装管理软件,规范指导预制构件的施工装配。2)安装设备及配套机具开发:结合具体工程示范开发标准化定型化住宅配套设备安装机具。3)工业化定型模板配件及支撑系统开发:配套模板及支撑固定用脚手架的开发与完善。4)装配节点专业化施工及配套材料开发:连接套筒及高强无收缩灌浆材料的开发与应用。 三、住宅工业化实施方案1、政策引导与行业管理 充分发挥政府的指导作用,研究、建立或完善有关技术经济政策;针对装配式工业化建筑的特点,建立推广装配式建筑体系的构配件工业化生产、专业化施工安装的管理体系;建立设计研究、构配件生产、安装施工队伍的培训体系;走专业化、集成化、标准化、产业化发展道路。 2、预制工程标准规范体系建立与完善 建立以科研院所、高校、设计单位、大型房地产开发企业、构配件生产企业、施工企业组成的“产学研”团队;建立符合受力性能和抗震性能要求的预制装配式混凝土住宅结构体系,并建立相关技术标准体系;建立适用于装配式住宅建筑体系的节能配套技术,保证装配式建筑的能耗低于现浇混凝土结构。 3、设计、制作与施工的专业一体化公司模式 确立以企业为中心,形成一套完整的建筑产业化链条,建立“研究―设计―预制―施工”一体化的专业化房屋工厂模式,带动一批传统建筑企业向专业化房屋工厂企业的转型,长期从事住宅工业化的设计与施工业务。进而推动我国住宅产业化整体水平的提升。通过大规模试点工程的推广应用,形成专业一体化管理模式为主,预制构件专业化加工为辅的管理模式和运作方式,培训出一批新型建筑工业化企业,为新农村建设、城镇化建设和政府保障性住房建设提供良好的住宅体系。
结束语目前,根据我公司对于工业化住宅的研究,一方面预制装配式住宅的设计节点控制、抗震性能已有很大改善,并且我单位也参与编制了《预制装配式混凝土技术规程》和预制构件相关的标准规范,从技术体系上具备了推广的基础。随着国家鼓励政策日益明朗,工业化住宅建筑的法规和规程逐步健全和完善,政府也积极的推广工业化住宅的房屋,大面积搞试点工程,工业化住宅设计作为产业化的重要环节,仍然需要在实践中不断的积累经验,总结提高,为推动工业化住宅更快,更好的发展持续助力。参考文献[1]纪颖波.建筑工业化发展研究.中国建筑工业出版社社.2011.[2]吴东航、小见康夫.日本住宅建设与产业化.中国建筑工业出版社社.2011.[3]李忠富.工业化住宅及其生产过程.住宅科技.1999.[4]钱志峰.对我国建筑工业化发展的思考.江苏建筑.2008.
装配式建筑技术现状范文6
【关键词】新型预制装配式;建筑;工艺原理;预制构件施工;功能与特点
传统建筑普遍采用剪力墙结构体系,目前大力推广的装配式混凝土剪力墙结构及其建造技术主要有PC、装配整体式预制混凝土剪力墙、叠合板式混凝土剪力墙技术等。下面主要对预制装配式剪力墙结构施工要点进行分析。
一、新型预制装配式剪力墙结构施工的工艺原理
竖向构件剪力墙、填充墙等采用全预制,水平构件梁、板采用叠合形式。相邻构件的连接:竖向通过下部构件预留插筋(连接钢筋)、上部构件预留金属波纹浆锚管实现钢筋浆锚连接,水平向通过适当部位设置现浇连接带、现浇混凝土连接;水平构件与竖向构件通过竖向构件预留插筋伸入梁、板叠合层及叠合层现浇混凝土实现连接;通过钢筋浆锚接头、现浇连接带、叠合现浇等形式将竖向构件和水平构件连接形成整体结构。
二、预制构件吊装施工的要点
1、吊装机械选择。根据预制构件的最大起重量、塔式起重机布置位置、最重构件与塔式起重机布置位置的距离等相关参数,配置合适的塔式起重机。
2、吊具与吊点预埋。在工厂加工预制构件时,根据构件质量选择不同直径的HPB300钢筋作为吊钩,预埋在预制构件内。考虑到预制板吊装受力问题,采用钢扁担作为起吊工具,这样能保证吊点的垂直。钢扁担采用吊点可调的形式,使其通用性更强。在绑扎楼板钢筋时,根据施工图纸、轴线控制线放好预制墙板斜撑接驳器埋件位置,将埋件与楼板钢筋焊接,为保证其牢固性,增加相应的加强筋。埋件焊接完成后,在后续施工和楼板混凝土浇筑过程中,施工人员应注意保护,防止碰撞埋件造成移位,以便与斜撑对接。
3、测量定位。预制装配式结构定位测量与标高控制是一项重要施工内容,关系装配式建筑物定位、安装、标高的控制,针对工程特点,采取先控制提供的坐标系统,引测、逐渐控制。平面控制采用网状控制法,施工方格控制网,垂直控制采用每层设置4个引测点。根据工程主楼建筑的平面形状特点,通过地面上设置的控制网,在建筑物的地下室顶板面上设置垂直控制点,形成十字相交,组成十字平面控制网,并避开每层的柱、梁、墙,且点之间不被核心筒、柱等预留钢筋挡住视线。浇捣顶板混凝土时,在相交点各设置固定引测点(留设孔),浇筑混凝土完毕放线后,依据固定引测点测量放线。每块预制构件进场验收通过后,统一按照板下口往上1000mm弹出水平控制墨线;按照板左右两边向内500mm各弹出两条竖向控制墨线。预制墙板、阳台板、楼梯控制线依次由轴线控制网引出,每块预制构件均有纵、横两条控制线,并以控制轴线为基准在楼板上弹出构件进出控制线(轴线内翻200mm)、每块构件水平位置控制线以及安装检测控制线。构件安装后楼面安装控制线应与构件上安装控制线吻合。
4、竖向构件吊装。(1)竖向构件工厂吊装采用行车吊,施工现场吊装采用塔式起重机,其工作半径、起重量应满足要求。(2)平面规则的竖向构件吊装时,应采用两根等长吊索来绑扎起吊,吊索吊钩直接钩在竖向构件的预埋吊环内,吊钩与吊环间不得歪扭或卡死,吊索与水平线的夹角不宜小于45°。(3)对于无横向对称面的竖向构件,应采用2~4根不等长吊索绑扎起吊,每根吊索长度可根据竖向构件重心及绑扎点位置计算确定,必须使绑扎中心(吊索交点)位于通过竖向构件重心的垂直线上。对于无纵向对称面的竖向构件,绑扎时应使两吊索和竖向构件重心同在垂直于竖向构件底面的平面内。(4)竖向构件吊至预留插筋上部100mm时,将预留插筋与竖向构件内注浆管一一对应后,再下放就位。(5)竖向构件就位前根据标高控制线在楼面标高误差处设置1~5mm厚的垫铁。竖向构件就位时,根据轴线、构件边线、200mm测量控制线将竖向构件基本就位后,利用可调式钢管斜支撑将竖向构件与楼面临时固定,确保竖向构件稳定后摘除吊钩。
5、水平构件吊装。(1)水平构件包括叠合梁、叠合板、空调板、楼梯等。吊装时,应先吊装叠合梁,再吊装其余水平构件。(2)水平构件现场吊装采用塔式起重机,工作半径、起重量应满足吊装要求;吊装时根据水平构件平面布置图及吊装顺序图,对水平构件进行吊装就位。(3)水平构件吊装前应清理连接部位的灰渣和浮浆;根据标高控制线,复核水平构件的支座标高,对偏差部位进行切割、剔凿或修补,以满足构件安装要求。(4)根据临时支撑平面图,在楼面上弹出临时支撑点的位置,确保上、下层临时支撑处在同一垂直线上。(5)水平构件采用专用组合横吊梁吊装,根据水平构件的宽度、跨度确定吊点数量,并确保受力均匀。(6)吊装时先将水平构件吊离地面约500mm,检查吊钩是否有歪扭或卡死现象及各吊点受力是否均匀,然后徐徐升钩至水平构件高于安装位置约1000mm,用人工将水平构件稳定后使其缓慢下降就位,就位时确保水平构件支座搁置长度满足设计要求,对个别支座搁置长度偏差较大的水平构件用撬棍轻微调整。(7)水平构件临时支撑安装要求:①水平构件就位的同时,应立即安装临时支撑,根据标高控制线,调节临时支撑高度,控制水平构件标高;②临时支撑距水平构件支座处应≤500mm,临时支撑沿水平构件长度方向间距应4000mm的叠合板,板中部应加设临时支撑起拱,起拱高度不大于板跨的3‰;③叠合板临时支撑沿板受力方向安装在板边,使临时支撑上部垫板位于两块叠合板板缝中间位置,以确保叠合板底拼缝间的平整度。(8)水平构件安装后,采用干硬性膨胀水泥砂浆将构件拼缝填塞密实。
三、新型预制装配式(PC)建筑的功能与特点
1、装配式建筑的功能。(1)设计多样化。装配式房屋,采用大开间灵活分割的方式,根据住户的需要,可分割成大厅小居室或小厅大居室。住宅采用灵活大开间,其核心问题之一就是要具备配套的轻质隔墙,而轻钢龙骨配以石膏板或其它轻板恰恰是隔墙和吊顶的最好材料。(2)功能现代化。节能,外墙有保温层,最大限度地降低冬季采暖和夏季空调的能耗;隔声,提高墙体和门窗的密封功能,保温材料具有吸声功能,避免外来噪音的干扰;抗震,大量使用轻质材料,降低建筑物重量,增加装配式的柔性连接;防火使用不燃或难燃材料,防止火灾的蔓延或波及;(3)制造工厂化。装配式建筑外墙板通过模具,机械化喷涂、蒸养工艺进行制造;屋架、轻钢龙骨、各种金属吊挂及连接件等等都是机械化生产;工厂在生产过程中,材料的性能诸如强度,耐火性,抗冻融性,防火防潮,隔声保温等性能指标,都可随时进行控制。(4)施工装配化。由于装配化建筑的自重要比传统建房自重减轻一半,因此,地基也简化了。工厂预制好的建筑构件运来后,在现场工人们按图组装,工地上再也不会出现过去那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作用了。
结束语
新型预制装配式建筑具有施工进度快、工期短、造价低、质量可控等优点,同时施工现场噪音小,散装物料大大减少,废物及废水排放也很少有利于环境的保护,作为未来绿色建筑和建筑产业化的先行军,值得推广应用。
参考文献:
[1]黄如宝,中国应大力发展装配式建筑[M].同济大学,2009