装配式建筑的痛点与憧憬

装配式建筑

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02-22

王硕干、汪叶繁

装配式建筑因能有效减少建筑垃圾和扬尘等导致污染环境的主要因素,还能改善作业人员的劳动条件,减少工伤事故;同时能缩短施工周期,提升工程质量,在大面积推广应用的前提条件下,能有效降低建安成本;因此,在近年来的环境污染日趋严重的大背景下,装配式建筑得到了空前的重视和关切。 

2016年下半年,国务院为落实中央城市工作会议精神,首度专题发文,要求大力推进装配建筑产业化,加大装配式建筑的政策扶持力度,引导社会资金和企业大力发展装配式住宅;可见住宅产业化及装配式建筑推进的重要性、迫切性。

但是一些实施住宅产业化较早的企业,发现装配建筑在施工中存在节点连接达不到设计要求或设计效果,运距、安全运输、吊装、作业时的支撑就位,垂直校正、接缝处理等方面存在很多难题,出现施工作业用工增加,施工质量不达标,成本上升,工期也达不到预期效果等等实际难题;导致产业化进展相当缓慢,装配式建筑推进举步维坚。

出现这些问题的主要原因应该是,目前应用的装配式技术及构件产品与结构技术体系不配套,设计的构件形式达不到方便施工的要求,市场构件标准化程度极低,无法大规模提前生产;设计、施工与构件生产设备的厂家难以及时沟通协调,构件生产设备无法及时更新改进,在构件安装作业层面,存在如框架、柱节点连接、剪力墙固定与套管连接、外墙板缝防水、水电等设备管线通道定位与对接、墙板支撑固定费工费料、运输吊装、现浇处的定型钢模标准化等等实际问题。因此,只有较好的解决这些难题,建筑产业化才有稳步推进的基础。

当然,如果在设计上进行开间、进深、层高、户形、外观造形等尺寸按级差进行规范统一的设计原则,则构件标准化率、产业化率的提升方便简单很多,推进速度会明显加快。

技术组织协调层面的管理工作,只有在作业微观层的技术优化改进达到简便施工的要求后,装配建筑产业化方能有效的推动。因此,装配构件的截面形式及外观构造特征的优化,以达到安装简便,是装配建筑产业化研究研的基础。

主体建筑装配构件主要分为结构构件和围护构件,结构件主要为框架体系的梁、柱、楼屋板、楼梯;剪力墙结构主要为剪力墙、暗柱、连梁及楼屋面板、楼梯等;围护构件主要有外墙、分户墙、隔断墙、厨卫围护墙四种,目前虽然大多构件已在企业内部实现了部分标准化生产,但整体建筑中的套套率不高,主要原因还是构件本身的构造节点达不到简易安装、施工方便,质量可靠、成本较佳的基本要求:

比如框架梁、柱,由于梁柱节点处需要预制加工柱帽上四个方向的梁上甩筋与对面的梁甩筋连接,柱帽上开孔穿过柱帽与上层柱浆锚或套管连接,运输、吊装、支撑、定位固定、二次合模浇注等工序十分繁杂、费时费力,工期和成本都难以满足各方要求;还有剪力墙的浆锚或套筒连接,全部准确定位对孔十分困难,支撑固定费材费力,板缝防水处理成本过高,管线预埋位置及对接不准;还有叠合板运输易折,现场需满堂支撑等等问题得不到改进和改善,构件标准化推进直分坚难。

相对于结构构件而言,围护构件的标准化就要容易得到,目前主要装配式围护构件材料形式有,砼条板、轻质聚苯板网架条板、轻质聚苯颗粒网架板、双孔或单孔砼条板等,与现浇梁柱配套的凹槽板等,采用栓锚或预埋件焊接、或槽卡、或浆锚等连接形式;板高以层高为参照、宽度以当在吊装条件确定;但板的厚度各不一致,要么200过厚 ,要么100较薄,目前市场也大多不一;实际上,常规设计中,一般分户墙与外墙200为主,隔断墙150160为常见,厨卫墙以100120较多;在轻质、占用有效空间、方便施工等方面都能满足多方要求。只需设计在尺寸上能按级差统一,会给标准化生产带来诸多方便。同时,钢结构的围护体系只需略加改进,产业化推进会容易得多。

装配式建筑虽然是全新的施工建造方法,但基本结构体系和结构受力的计算及节点构造要求与传统施工方法是基本一致的,构件截面形状、型式及使用习惯均需遵循现有要求和惯例;在这种前提下,各建筑产业化实施的相关企业进行了大量的技术攻关和改进;有的企业从材料到构件形式都做了很多的研发改进和试验,并获准编制了相关图集和规程,重点方向是围护构件;有的企业重点方向为结构体系中的高层建筑,在很多构件上也作了很多的改进和探索,取得了较多的技术成果并获得应用。但对目前装配式现状的改观还是有限的。

因为这些研究大多是在现有传统结构体系内的传统构件拆分和重新组合,重点是在材料性能和结构安全上的关切;重点在设计,而在构件的截面形式和外观接缝节点构造的施工作业层面关注较少,而这些构件构造层面是能否较好实现装配式施工质量、施工进度、施工成本等项目指标的关键因子;因此处理好构件截面构造形式是突围当前困境的重要突破口。

装配施工作业中,从运输、吊装、就位、支撑固定、钢筋调整及二次绑扎、 合模注浆、养护、接缝处理、拆除支撑外运等每一个环节能否顺利如期实施,在现场作业和基层技术管理人员深知其中的难点和苦楚,而他们对构件的改进在施工层面应该是最有发言权的,而实际上他们的建议很少被重视,固而有些来自草根的异想天开或奇思妙想的见地得不到应用的重视和开发;事实证明,在基层草根作业层面征集一些建议或方案,能及时有效地解决很多现实问题。

为此现就目前征集的专利方案中,介绍一种异想天开的关于装配式方面的奇妙创意,在结构构件形式上的革命性创新--“无支撑装配式结构体系及构件形式 ”将会成为装配式建筑产业化推进的革命性突破。

本技术的主要构件形式,基本是对常规的剪力墙、框架梁、柱、叠合梁和板在截面形状、接缝构造及截面形式等方面做出适当改进,从而改善构件连接的诸多现实问题,起到便于施工作业的作用,最终较好地实现质量、工期、成本等项目核心目标。高层核心筒及边缘柱如果能实现装配,装配化率会大幅提升。水电管线的通道和准确对接问题有可能借此得到解决,甚至可以为直径100mm的消防管道提供暗道。柱采用暗孔支撑、梁做成花篮梁或T形梁,楼屋板采用密胁梁式的叠合梁板,这些构思均形成了专利资料,大部分已获专利授权。这种体系优点十分明显,需要有实力的单位进行试验性开发,以进一步发现不足,使体系日趋完善。

目前装配式的所有构件无一不需要附加临时支撑,增加了施工工序和时间,增加了较多的人工、材料及材料的储运等较多措施费用;如果能把构件的支撑取消,无凝是装配式构件优化的终极目标。标准化、产业化的推进将如同长征升空,具有较强现实意义和深远的历史意义!

附相关附图:

1、保温外隔墙或内墙

2、内隔墙

3、多孔暗柱

4、局部叠合板

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03-03

有关门和窗在设计、安装方面的要求与普通建筑的区别,文中没有提到。

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很不错的文章

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