装配式混凝土建筑的特点及对传统建筑的影响谢怡

发表时间:2020/7/8   来源:《建筑实践》2020年第39卷5期   作者:谢怡
[导读] 伴随着建筑市场长期的粗放式发展,以现浇为主的传统房屋建筑方式已不能适应现代社会对建筑功能
        摘要:伴随着建筑市场长期的粗放式发展,以现浇为主的传统房屋建筑方式已不能适应现代社会对建筑功能、品质以及节能环保等方面的要求。而装配式建筑相对于传统建筑在节约资源和能源、减少污染、提高劳动生产效率及工程质量等方面都有很多积极的作用。但装配式建筑又有其独有的特点和设计方法,故如何进行合理的装配式建筑设计,则对装配式建筑的健康发展有着非常重要的作用。
关键词:装配式建筑:装配率:拆分设计
引言
        众所周知,由于建筑体量巨大及我国建筑行业的迅速发展,建筑能耗在逐年攀升。依据各国经验以及目前我国的建筑能耗水平,预计到 2020 年我国建筑能耗所占资源消耗总量比例将达到 35%左右,超越其他行业成为第一耗能产业。因此,为了实现建筑的节能,提高建筑的节能效率是最佳方法之一,而发展装配式建筑的讨论成为了当下我国建筑行业的热点话题。伴随着我国推行建筑工业化的节奏加强,装配式建筑逐渐成为了国家和各地方政府关注的焦点。 2016 年 9 月,国务院印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,明确要求大力发展装配式建筑,力争用10 年左右的时间,使得装配式建筑占新建建筑面积的比例达到 30%,充分反映了我国非常重视装配式建筑的推行与发展。装配式建筑不单具备提高工程质量、缩短工期等优点,最主要的是它还可以实现在建造过程中的节水、节地、节材、节能,非常有益于我国的可持续发展,发展前景十分广阔。
1装配式混泥土建筑的概念
装配式建筑是指结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。从材料类别上来说分为三大类:装配式木结构建筑、装配式钢结构建筑、装配式混凝土建筑。目前我国建造的建筑类型以剪力墙住宅为主,而剪力墙住宅建筑材料又以钢筋混凝土为主,故本文所阐述的装配式建筑主要是指装配式混凝土建筑。装配式混凝土建筑是指建筑的结构系统由混凝土部件(预制构件)通过可靠的连接方式装配而成的建筑。与国内传统现浇混凝土建筑相比较而言,装配式混凝土建筑的主要结构构件均采用工厂预制而成,具有以下几方面的特点:1)设计精细化程度要求比较高,专业协同要求比较高,严禁后凿后开孔现象,构件一旦生产出来就难以再修改;2)工厂化生产能够提高混凝土产品质量,提高生产效率,实现节能环保的目标;3)施工人员的工程实践经验以及技术水平、管理能力要求更高,安装误差以毫米为单位;4)要求建筑全装修,相比较现浇结构,装配式混凝土建筑的后期随意装修造成的结构破坏更容易引起重大质量事故;5)信息化程度较高,结合BIM技术,集成了建筑全寿命周期的重要信息。装配式建筑的特殊性使其能够将设计、生产、施工、装修、管理等建造环节全部打通,从而实现对建筑全产业链的协调整合。
2装配式混凝土建筑的应用优势
装配式混凝土建筑具有以下优势。生产效率相对较高装配式混凝土建筑所需要的构件大多在工厂内完成建造,安装时间较短,缩短工期,减少了施工企业的资金投入,提高了机械化施工的程度。减少资源浪费预制构件的制作都是以流水线的方式进行,减少了资源浪费。优化环境预制构件的生产在工厂内完成,减少了建筑垃圾的产生,对于保护环境具有非常重要的意义。
3装配式混凝土建筑对传统建筑的影响
1.1预制构件的影响
对于预制构件本身来说,如采用预制叠合楼板,则房间的开间、进深、结构的墙柱梁布置对其尺寸有很大影响;如采用预制楼梯,则同一项目楼栋的楼梯间,建议楼梯踏步的跑向一致(顺时针向上跑向或逆时针向上跑向),即镜像排布的户型,楼梯跑向不镜像,采用复制关系;如采用预制外墙、凸窗等,则房间的门窗洞尺寸,门窗垛与现浇混凝土柱、现浇边缘构件的距离关系,都影响着预制构件的模数尺寸,如能将其类型数量减少,则也可以减少模具的数量。


1.2立面造型的影响
建筑师在立面设计时,往往喜欢采用凹凸的线条线脚变化,来实现丰富立面效果的需求。而预制混凝土构件由于其生产工艺特点,凹线条的模具成本费用要远小于凸线条的模具成本费,因此在预制建筑设计时,建议采用凹线条替代凸线条的表达方式,在标准层线条尽量保持一致,或其线条变化有规律,有明显的重复率,从而达到更经济合理又美观的效果。
1.3建筑设计影响
优化生产和装配的结构设计。当前标准下,装配式剪力墙结构底加强区、边缘构件现浇处理,效果显著,此种技术在某种程度减少了装配式剪力墙加工、安装的问题,提供了工作的效率。对此,实际中要做好技术创新,合理对其进行分析。第一,在设计中通过规则、均匀、连续的方式进行结构体系的设计,保障建筑形体以及整体结构布置的规则性,保持水平以及竖向结构布置的均匀性,连续性,提升整体性,通过长套筒的链接接缝方式就信息设计,可以有效的提升整体的承载力。第二,通过套筒竖向错搭的方式进行连接接缝强化设计处理,可以有效地进行错缝连接,这样就会降低连接位置的集中应力,提升构件连接的可靠性。第三,抗震性化设计。通过深入计算分析,判断结构薄弱位置,提出针对性的抗震强化手段。第四,减隔震技术措施。融合结构设计以及减震隔震计算,可以充分的提升建筑结构的整体抗震性,具有简化结构构造设计的特征,便于现场装配施工。
1.4结构层高的影响
传统建筑结构设计在住宅顶层设计时,结构标高往往和建筑标高为同一标高,造成顶层的结构层高与标准层的结构层高不同。而预制构件尺寸设计时,其构件高度是由结构层高及楼板厚度决定的,因此建议建筑结构设计时,将顶层结构层高及楼板厚度与标准层层高及楼板厚度统一,从而避免单独增添一层模数的模具。
1.4预制梁的影响
预制框架结构在梁平面布置时,建议两方向的梁(即X,Y方向的梁,此处不区分主次梁),梁底高差在100mm以上,可有效避免梁底纵筋碰撞,降低施工难度。十字交叉布置的次梁,如采用预制则只可预制一个方向次梁,另一个方向的次梁现浇,从施工难度及经济性考虑,不如采用同一方向双次梁的布置方案。预制梁在配筋时,梁钢筋间距宜控制在100mm以上,建议梁底采用大直径钢筋,减少钢筋根数(300mm宽梁,梁底单排纵筋最多3根),否则梁底钢筋过密,很难避免预制柱纵筋与预制梁纵筋碰撞问题。在结构受力允许条件下,梁纵筋第二排及以上的纵筋尽量不伸入支座,避免连接节点区域钢筋过多造成钢筋碰撞问题。
1.5叠合楼板对板厚的影响
预制叠合楼板由于其构件加工成本低廉,预制部分可作为现浇钢筋混凝土层的永久性模板,减少现场模板的优势,一般在预制构件的选择中优先选用。为保证预制叠合楼板在脱模吊装及运输过程中的刚度要求,一般板跨在4m以内,预制部分厚度为60mm;板跨4m以上,建议预制部分厚度为70mm。而为保证在楼板现浇层内的强弱电专业的线管走线空间要求,现浇部分的厚度要达到70mm以上。因此,如采用预制叠合楼板,则此楼板厚度至少为130mm。
结束语
装配式混凝土施工技术的应用不仅可以极大提升工程质量,还可促进项目建造过程中绿色发展目标的实现。在装配式混凝土建筑施工过程中,为了有效控制项目施工质量,提高项目施工安全,必须加强对装配式混凝土关键技术的研究和分析,进一步促进我国建筑行业健康可持续发展。
参考文献
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