浅谈装配式建筑

浅谈装配式建筑12装配式建筑在国内发展的几个阶段阶段发展特征人力资源状况第一阶段（1956-1985）借鉴东欧经验，大力发展装配式建筑。主要劳动力投身于重工业，建筑业劳动力缺乏。第二阶段（1990-2013）现浇式建筑发展迅速，装配式建筑日渐没落。农民工群体出现，为建筑业提供大量廉价劳动力。第三阶段（2013至今）住宅工业化启动，装配式建筑走上快车道。劳动力人口拐点出现，人力成本增加，建筑业劳动力资源重回短缺时代。山东省装配式建筑发展历程：2014年装配式建筑在我国仅有深圳、沈阳二个建筑产业化试点城市，且国家、各省市均未颁发具体的产业化推进措施。在这种情况下聊建集团成立了济南分公司专门从事装配式建筑，成立了山东省“第一个吃螃蟹”（装配式建筑施工）的项目班子，承建了山东省首例装配整体式单体工程——西城•济水上苑17#楼。备注：西城•济水上苑第一层装配层用了30多天，即一次次试验、一次次推倒、再试验再推倒。最终项目班子根据工程实际情况编制出了产业化施工组织设计及吊装、注浆、外挂架施工方案，并邀请省内外装配式方面专家进行评审，各类专项方案的合理、科学性得到了评审专家的一致称赞，为山东省首例装配式建筑工程的顺利开展提供了初步的施工依据。港新园公租房产业化建筑面积约7万平方米，是山东省首例住宅产业化群体社区工程，是山东省第一个装配率达85%的住宅产业化群体工程，是目前山东省完工的最大面积产业化居住组团项目，2015年分别被省住房和城乡建设厅、市城乡建设委批准为“山东省建筑产业现代化”和“济南市建筑产业化”试点工程项目，还入选国家住建部《2016年科学技术项目计划——装配式建筑科技示范项目》。3国内政策导向：为积极推进装配式建筑发展，2017年11月9日住房城乡建设部建办科函｛2017}771号文指出，认定30个城市为第一批装配式建筑示范城市，195个企业为第一批装配式建筑产业基地。我省济南、青岛、烟台、潍坊、济宁跻身示范城市。总平面布局在小区中间城市路两侧分设组团的主入口和幼儿园入口，在小区北侧规划路分别设小区次入口，内部采用一条主路连接组团环形路的交通方式，使消防车能够顺利到达每个楼座。小区规划为东西两个居住组团，包括9栋住宅、沿街配套公建。住宅地上18层，地下2层。根据项目地形条件，将配套公建沿小区西侧和东侧的规划路布置，并结合地势降低配套公建的屋顶高度，减少对小区环境的影响。小区景观以块状绿地为主，两个组团各有一处相对集中的公共绿地。工程概况：港新园公租房项目分为东西地块，东地块地上包括1#、2#、3#、6#、7#、8#六个楼，采用整体装配式剪力墙结构，主要预制构件包括：预制剪力墙、PK预应力混凝土叠合楼板、预制夹心三明治外隔墙、预制内隔墙、预制楼梯、预制阳台及其他预制构件。西地块包括4#、5#、9#三个楼及配套公建和幼儿园，采用现浇混凝土剪力墙结构。建筑分类等级：1.建筑结构安全等级：二级重要性系数为1.0.2.地基基础设计等级：乙级3.建筑抗震设防类别：标准设防类(幼儿园为重点设防类）。4.钢筋混凝土结构抗震等级：四级(幼儿园三级）注：抗震构造措施应符合抗震设防烈度要求。5.建筑防火分类等级：二级；耐火等级：二级6.根据安评报告提出：特征周期0.50s，多遇地震下水平地震影响系数最大值0.064。7.幼儿园为重点设防类，特征周期0.45s，多遇地震下水平地震影响系数最大值0.08。6装配整体式建筑各单体基本指标如下项目名称建筑面积（m2）层数层高建筑高度结构形式1#楼地上14757.76㎡住宅14162.8㎡公建594.96㎡地下1670.56㎡总建筑面积16428.32㎡地上18层地下2层地上一层3.0米其它层2.9米，地下2层均为3.0米52.30装配整体式剪力墙结构2#楼地上13326.94㎡地下1423.06㎡总建筑面积14750㎡地上18层地下2层52.30装配整体式剪力墙结构3#楼地上6632.28㎡地下709.58㎡总建筑面积7341.86㎡地上18层地下2层52.30装配整体式剪力墙结构6#楼地上6644.24㎡地下709.58㎡总建筑面积7353.82㎡地上18层地下2层52.30装配整体式剪力墙结构7注：本工程装配整体式建筑总面积大约为7.8万平方米7#楼地上14773.74㎡地下1670.68㎡总建筑面积16444.42㎡地上18层地下2层地上一层3.0米其它层2.9米，地下2层均为3.0米52.30装配整体式剪力墙结构8#楼地上14773.74㎡地下1667.56㎡总建筑面积16441.30㎡地上18层地下2层52.30装配整体式剪力墙结构8缩短工期，完全可靠，技术先进，确保质量，保护环境。•装配整体式剪力墙结构特点：•1.剪力墙受力等同于现浇，采用灌浆套筒技术连接钢筋，安全可靠。•2.预制PK叠合板采用先张法预应力技术，可实现双向受力，不增加楼板厚度，减少脚手架节省措施费，经济性好。•3.实现外墙保温装饰一体化，外墙防火基本为A级，取消外脚手架。•4.采用PC-MS单组份耐候密封胶。•5.内隔墙采用蒸压轻质加气砂砼条板。•6.以全楼装配化施工为主，大量减少湿作业施工。备注：相对于传统现浇建筑，装配式建筑可缩短施工周期25-30%，节水约50%，减低砌筑抹灰砂浆约60%，节约木材约80%，降低施工能耗约20%，减少建筑垃圾70%以上，并显著降低施工粉尘和噪声污染。备注：先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。910与传统建筑相比较，装配式建筑都有哪些优势呢?1、节能环保，减少污染。每一百平方米住房可减少建筑垃圾5吨。2、保证工程质量（单一、笼统）。3、降低安全隐患。4、提高生产效率。5、降低人力成本。6、便于施工，不受恶劣季节天气的影响。7、设计模数化，空间更灵活。8、保温、抗火、隔音性能好。保温层寿命同结构主体同寿命9、装配式建筑与同体积传统建筑比较，建筑物重量减轻，直接减少建筑物基础承受的荷载，节省建筑物基础投资从而减少总投资。10、传统建筑物建筑面积使用率一般为75%左右，而装配式建筑使用率可达80%—90%，增加使用面积8%—12%，即可有效去降低公摊面积。11装配式建筑局限性：任何一项技术既要做可行性研究，也要做不可行性研究，如果只做可行性研究，就可能只看到它的优点，而忽略它的缺点。第一，在我国目前的设计验收等相关规范明显滞后于施工技术的发展，装配式建筑的应用领域还相当有限，在建筑总高度和层高上限制很大。监理规程初稿。。。备注：济南融汇城锦绣里（A14地块）一标段9#楼为33层，目前为山东省全装配式项目中建筑新高。第二，建筑物的预埋件等使用量相对传统技术有很大的使用量的增加。第三，构件的机械化生产因为设备的限制，尺寸要求具有局限性。第四，构件生产的工厂距离施工现场如果太远，将会增加运输的成本。第五，造价管理编制定额不能跟进，造成生产厂家一家独大，价格难于控制。故装配式建筑工程造价与传统建筑工程造价相比要高很多。备注：2016年12月23日住房城乡建设部正式发布《装配式建筑工程消耗量定额》第六，形式单调难于形成多样化的外观。第七，竖向装配式受力体系连接不成熟，主要表现为浆锚链接接头处的灌浆料密实度无有效检测手段。第八，装配建筑留下巨大的质量隐患，如外墙渗水。耐候密封胶接缝处理第九，从结构角度，装配式建筑的安全度与抗震性能不及现浇结构。同样设防烈度，装配式建筑比现浇结构的抗震要求更高，这些都是比现浇结构增加更多的造价。备注：实际上综合考虑建安成本、财务成本、工期成本等，装配式建筑相比传统的建造方式，从成本上来说更节约。而根据专业机构测算，装配式建筑规模达到20万平方米，完全能跟传统的建造方式成本持平。“只要把完整的产业链做起来，成本优势就会显现出来。综上所述，本工程装配整体式建筑单体预制装配率大约为85%。•预制构件说明：•（1）东区住宅楼加强区（三层）以下结构及全部构造边缘构件、楼电梯间剪力墙采用现浇，加强区（三层）以上其它构件采用预制。预制剪力墙墙厚为200mm;•（2）外隔墙采用预制夹心三明治外隔墙，厚度为300mm（内叶板厚度为200mm,保温板为50mm,外叶板厚度为50mm）。内外叶板采用进口的碳素纤维棒连接。•（3）预制内隔墙采用200mm厚的蒸压轻质加气砼条板。•（4）楼板采用预制PK叠合楼层板，叠合后的厚度为120mm；•（5）梁采用预制叠合梁；•（6）楼梯采用预制楼梯。•（7）阳台采用预制叠合阳台。12构造措施：1）剪力墙与剪力墙之间连接措施（1）预制剪力墙的竖向钢筋连接采用灌浆套筒连接，灌浆套筒的间距不大于600mm,梅花型布置。（2）预制剪力墙上下面层预留键槽及粗糙面。灌浆套筒内及上层预制剪力墙接缝处采用无收缩灌浆料填实，强度不小于80Mpa。（3）上下层剪力墙之间设置连续的水平现浇带并设暗梁。（4）预制剪力墙之间的竖向连接采用现浇，其构造要求及配筋同现浇构造边缘构件，预制剪力墙与现浇面连接部位预留键槽及粗糙面，墙的水平钢筋做成U型，锚固在现浇节点内。1314夹心三明治复合保温外墙——用GFRP材料制造的Thermomass保温连接件，彻底杜绝了冷热桥。保温连接件墙板配件15三明治剪力墙的细部16三明治外墙板优点：1.保温与建筑同寿命2.防火性能优良3.保温材料不脱落4.工厂流水线制作，质量有保证17节能效果18预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意1—不连接的竖向分布钢筋；2—连接的竖向分布钢筋；3—连接接头23≤600≤6001AA12A-A19钢筋套筒灌浆连接部位水平分布钢筋的加密构造示意1—灌浆套筒；2—水平分布钢筋加密区域（阴影区域）；3—竖向钢筋；4—水平分布钢筋1234≤50≥30020212223灌浆连接24THERMOMASS和灌浆套筒灌浆连接26墙板注浆2728预制剪力墙的安装2930预制墙板垂直度检查墙板生产31墙板吊装322）叠合梁构造叠合梁上表面及侧面做成键槽及粗糙面，叠合梁的箍筋为U型，梁与预制剪力墙节点的连接为现浇。梁的下部钢筋锚入现浇节点内。1325454Ac111-11叠合梁端部连接示意图1-后浇节点区；2—后浇混凝土叠合层；3—预制梁；4—预制键槽根部截面；5—后浇键根部截面3334叠合梁（主梁）叠合梁（次梁）3536主次梁节点平面图37主次梁节点381313预制部分叠合梁（a）采用整体封闭箍筋的叠合梁39213后浇连梁与预制剪力墙连接构造示意1—预制墙板；2—后浇连梁；3—预制剪力墙伸出纵向受力钢筋40123叠合梁连接节点示意1-预制梁；2—钢筋连接接头；3—后浇段41213423）预制PK叠合楼层及阳台板构造预制PK板上表面设计为粗糙面，预制PK板T型肋与现浇混凝土形成了倒梯型结构，新老混凝土互相咬合，肋梁上预留孔洞，现浇混凝土流入到孔洞中形成销栓作用，增强了预制PK板的整体性和抗震性。由于肋梁的存在，限制了现浇混凝土的收缩变形，减少了板面裂缝。预制带肋底板混凝土叠合板43PK预应力混凝土叠合板在万斯达章丘工业园生产44PK板生产工艺流程45码放46PK板生产47承载跨中出现通长裂缝一道，右1/4至1/2通长裂缝一道，撤百分表。累计加载总质量为2675.6KG,折合每平方加载质量为735.05KG,跨中挠度为17.29mm,四分之一处挠度为15.45mm.板底出现第一条裂缝48合计每平方米加载质量为1500.0KG。49承载力试验50PK板吊装5152PK板上部铺钢筋5353桁架叠合板54预制阳台551234453672（a）附加钢筋板端平面布置（b）附加钢筋锚固构造预制带肋底板叠合板端支座构造示意1—胡子筋；2—附加钢筋；3—预制带肋底板；4—板肋；5—预留孔洞；6—支承梁或墙；7—支座中心线56124≥15d≥15d53叠合板侧支座构造示意1-支承梁或墙；2—预制板；3—纵向受力钢筋；4—附加钢筋；5—支座