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从古至今,盖房屋都离不开砖瓦砂石,在现场进行人工砌筑或浇注,也就是说,房屋是现场建造出来的。其缺点很多:建筑工人劳动强度大,生产效率低,施工速度慢,建设周期长,材料消耗多……,这一系列问题已远远不能适应现代社会对住宅的需求。因此,要使建筑工业适应现代化的需要,就得开创新路,采用新型建材,用新技术建房,于是装配式建筑就应运而生。
所谓装配式建筑就是用预制的构件在工地装配而成的建筑。它采用最新的冷压轻钢结构以及各类轻型材料组合房屋的各个部分,使其具备卓越的保温、隔音、防火、防虫、节能、抗震、防潮功能。这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量。
装配式建筑历史悠久,17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋,就是一种简单的装配式建筑。1851年伦敦建成的用铁骨架嵌玻璃的水晶宫是世界上第一座大型装配式建筑。第二次世界大战后,欧洲国家以及日本等国房荒严重,迫切要求解决住宅问题,促进了装配式建筑的发展。到19世纪60年代,装配式建筑在国外得到大量推广。
1分类
装配式建筑按结构形式和施工方法一般分为五种。
1.1砌块建筑
用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑,适于建造3~5层建筑。砌块建筑适应性强,生产工艺简单,施工简便,造价较低,还可利用地方材料和工业废料。建筑砌块有小型、中型、大型之分。小型砌块适于人工搬运和砌筑,工业化程度较低,灵活方便,使用较广;中型砌块可用小型机械吊装,可节省砌筑劳动力;大型砌块现已被预制大型板材所代替。
砌块有实心和空心两类,实心的较多采用轻质材料制成。砌块的接缝是保证砌体强度的重要环节,一般采用水泥砂浆砌筑,小型砌块还可用套接而不用砂浆的干砌法,可减少施工中的湿作业。有的砌块表面经过处理,可作清水墙。
1.2板材建筑
由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成,又称大板建筑。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑可以减轻结构重量,提高劳动生产率,扩大建筑的使用面积和防震能力。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板;外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板,也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。建筑内的设备常采用集中的室内管道配件或盒式卫生间等,以提高装配化的程度。大板建筑的关键问题是节点设计。在结构上应保证构件连接的整体性(板材之间的连接方法主要有焊接、螺栓连接和后浇混凝土整体连接)。在防水构造上要妥善解决外墙板接缝的防水,以及楼缝、角部的热工处理等问题。大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和布局有较大的制约性;小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性(纵墙式、内柱式和大跨度楼板式的内部可灵活分隔)。
1.3盒式建筑
从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。这种建筑工厂化的程度很高,现场安装快。一般不但在工厂完成盒子的结构部分,而且内部装修和设备也都安装好,甚至可连家具、地毯等一概安装齐全。盒子吊装完成、接好管线后即可使用。盒式建筑的装配形式有:
(1)全盒式,完全由承重盒子重叠组成建筑。
(2)板材盒式,将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子,再与墙板和楼板等组成建筑。
(3)核心体盒式,以承重的卫生间盒子作为核心体,四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。
(4)骨架盒式,用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子,支承在承重骨架上形成建筑。也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子,安置在用其他结构形式的建筑内。
盒子建筑工业化程度较高,但投资大,运输不便,且需用重型吊装设备,因此,发展受到限制。
1.4骨架板材建筑
由预制的骨架和板材组成。其承重结构一般有两种形式:一种是由柱、梁组成承重框架,再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系;另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系,内外墙板是非承重的。承重骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构,也有采用钢和木作成骨架和板材组合,常用于轻型装配式建筑中。骨架板材建筑结构合理,可以减轻建筑物的自重,内部分隔灵活,适用于多层和高层的建筑。
钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接,应根据结构的需要和施工条件,通过计算进行设计和选择。节点连接的方法,常见的有榫接法、焊接法、牛腿搁置法和留筋现浇成整体的叠合法等。
板柱结构体系的骨架板材建筑是方形或接近方形的预制楼板同预制柱子组合的结构系统。楼板多数为四角支在柱子上;也有在楼板接缝处留槽,从柱子预留孔中穿钢筋,张拉后灌混凝土。
1.5升板和升层建筑
板柱结构体系的一种,但施工方法则有所不同。这种建筑是在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板,竖立预制钢筋混凝土柱子,以柱为导杆,用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度,加以固定。
外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等;也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。升板建筑施工时大量操作在地面进行,减少高空作业和垂直运输,节约模板和脚手架,并可减少施工现场面积。升板建筑多采用无梁楼板或双向密肋楼板,楼板同柱子连接节点常采用后浇柱帽或采用承重销、剪力块等无柱帽节点。升板建筑一般柱距较大,楼板承载力也较强,多用作商场、仓库、工场和多层车库等。
升层建筑是在升板建筑每层的楼板还在地面时先安装好内外预制墙体,一起提升的建筑。升层建筑可以加快施工速度,比较适用于场地受限制的地方。
2特点
装配式建筑有以下特点:
(1)设计多样化
装配式住宅,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)功能科技化
外墙有保温层,最大限度地冬季采暖和夏季空调的能耗;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;使用不燃或难燃材料,防止火灾的蔓延或波及;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;外观不奢,但立面清晰而有特色,长期使用不开裂、不变形、不褪色;为厨房、厕所配备务种卫生设施提供有利条件;为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性。
(3)生产工厂化
装配式建筑外墙板通过模具,机械化喷涂、烘烤工艺就可以轻易做到这点;木窗,钢门窗,薄壁铝门窗日渐淘汰。塑钢门窗正在兴起,其制造工艺也更为先进;散装保温材料完全被板、毡状材料所替代;屋架、轻钢龙骨、各种金属吊挂及连接件,尺寸精确,都是机械化生产;楼板屋面板为便于施工亦应工厂预制;室内材料如石膏板、铺地材料、天花吊板、涂料、壁纸等等都要经过复杂的生产流水线才能制造出来。况且,工厂在生产过程中,材料的性能诸如强调,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。如果把房屋看作设备,现代化的建筑材料就是这台设备的零部件。这些零部件经过严格的工业生产可以保证其质量,组装出来的房屋才能达到功能要求。
(4)施工装配化
装配化施工具有下列优点:进度快,可在短期内交使用;劳动力减少,交叉作业方便有序;每道工序都可以像设备安装那样检查精度,保证质量;施工现场噪音小,散装物料减少,废物及废水排放很少,有利于环境保护;施工成本降低。
3总结
装配式建筑工地现场的建筑材料完全是由工厂运来的半成品,施工单位在现场对地势做一定处理后,将半成品进行房屋的组装。建筑工地不再把瓦工、木工、钢板工等工种分得那么细,建筑工人由过去那种复杂的多工种角色,转变为单一的背阗射钉枪,电钻等工具的装配工角色。这种装配化制造房屋已经避免了传统建房的缺点,施工速度非常快,可在短期内竣工。房屋制造对企业来说,工人劳动强度大幅度减少,交叉作业方便有序;房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度,以确保房屋制造的质量;施工时的噪音降低,物料堆放场地减少,有利于环境的保护;由于工厂化的生产和现场的标准装配,使房屋制造成本降低,并容易满足室内设备安装和装饰装修的要求。因此,装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。
目前我国钢产量较大,价格也不高,完全可以在建筑市场上大量使用。如果采用钢结构,配以石膏板、轻钢龙骨、岩棉、GRC彩色外墙板、塑钢门窗、彩钢复合板等材料制造装配式房屋。无论从价格上还是从功能和舒适性上,都将优于现在的砖混和混凝土结构房屋。因此,我们相信本世纪装配式建筑在我国大有可为,会成为住宅产业现代化中的生力军。
参考文献
关键词:预制装配式建筑;BIM;绿色施工;应用;实践
1引言
预制装配式建筑越来越受到欢迎,是因为这种建筑在建房的时候所采用的是工业化方法,即施工中使用的构件大部分在工厂内完成,对于需要使用的构建运到施工现场,经过技术人员按照设计图纸拼接后可安装在建筑结构上。需要注意的是,所有构件应牢固连接,以确保建筑物的可靠性。在预制装配式建筑中应用BIM技术,可以在构件运到施工现场后按照三维设计图拼装,取代传统的按照二维平面图进行浇筑施工和现场拼装的方式。这样,建筑的外观就与传统方法建造的房子一样,施工方法却截然不同。预制装配式建筑应用BIM技术,缩短了施工现场的工作时间,减少了用电、用水和人力资源,简化了施工过程。此外,还可以减少各种污染物,减少了垃圾量,避免了施工环境的污染,对施工现场的管理非常有利。
2预制装配式建筑的介绍
预制装配式建筑的一个重要优势是,可以提高工程的施工质量,确保整个工程的施工进度加快。在预制装配式建筑施工的过程中,由于某些施工采用装配施工方式,在生产施工过程中,通常采用运行机械装配线的方式,对于零件的生产不再采用人工操作方式,使得零件有更高的精度,确保每道工序符合有关的规定,建筑结构的各个部位得以改进,工程施工质量有所提高[1]。预制装配式建筑的整个施工都采用装配模式,施工管理模式也发生了变化。在装配式建筑施工的过程中,整个施工过程按照一定的产业流程进行,部分结构零部件在工程中完成,实现了施工标准化操作,使大部分生产环节比传统的施工模式更加完善,当然这对施工人员的专业素质有较高的要求,特别是施工中采用工业管理模式,结合现场施工管理,使施工项目既实现了现代化,又实现了自动化运行。预制装配式建筑的施工特点是,采用预制模式,大大提高了管理效率。从装配式建筑施工的现状来看,已经实现了半自动作业模式。与手工生产操作相比,这种生产方式的速度更快,生产质量有所保证。所以,建筑施工中整体化操作,使得施工的进度加快,缩短了施工时间。预制装配式建筑施工与传统的建筑工程施工模式相比较,工期大大缩短,原材料的使用量明显减少,由此降低了成本,提高了工作效率。
3预制装配式建筑施工技术要点
3.1预制吊装施工技术。预制装配式建筑施工中,对于预制外墙板要使用车辆运输到施工现场,施工管理人员将外墙板的数量清点正确,对编号都要核对好,外墙板使用专用的吊具,将其吊到建筑结构上,放置在指定的安装位置。施工人员对外墙板初步就位之后,将临时的支撑系统设置好,还要采取必要的固定限位措施[2]。外墙板与楼层面限位固定的时候要做好清点工作,对编号进行核对,防止产生错误。当预制楼梯运输到施工现场并清点完毕,对编号予以核对,使用专用吊具将预制楼梯段运输到预安装楼的板位置,由施工人员安装就位。3.2墙面施工技术。应用预制装配式技术,主要的目的是实现绿色施工,对工程的整个建设环节实施一体化管理,如此形成一个科学化的管理模式,避免管理不当造成材料和资金的浪费。在预制装配式施工的过程中,采用综合化的管理模式能够及时发现隐患,及时采取有效地措施处理,避免造成严重后果,导致资金投入量增加。在承重墙建设以及剪力墙建设中应用BIM技术设计和施工,流程简化,工程建设效果更好,能够实现预期的目标。在工程施工中采用预制装配式建筑施工技术,可以从建筑结构整体的角度出发进行墙体建设,应用BIM技术规划建筑结构,根据立体化、透视化的设计图进行拼接,在加工部件的时候可以测试承重能力并对所获得的数据精确分析,对于不当之处适当调整[3]。在墙面施工的过程中注重绿色化,将预制装配式模式发优势发挥出来,结合使用BIM技术可以避免拆除重建,可以一次性成型,同时排除各种安全隐患,施工效果良好。
4应用BIM技术实现绿色施工
4.1应用BIM技术设计模型。工程项目部在施工的初期阶段将BIM应用小组建立起来,应用BIM技术设计预制装配式建筑模型。将BIM技术应用于施工实践中,就是通过运行工作软件进行设计,主要使用的软件包括Autodesk、Navisworks、Revit、斯维尔二维算量和广联达场地布置等,所设计的模型惟妙惟肖,而且是立体化呈现,具有良好的透视效果,每个细节出现问题都能够及时修改,方式施工中发现予以返工,由此节省了人力和物力,保证工期[4]。在预制装配式建筑施工中应用BIM技术,考虑到建筑的主体结构所采用的是框架结构,以屋面护系统和墙面护系统为主,按照绿色理念,外覆双曲造型所使用的铝板幕墙和玻璃幕墙。按照BIM模型,就是将各种构件拼接起来,构成多种形式的实体[5]。节能与环保在预制装配式建筑结构的中心筒部分施工中,工序复杂,难度大,对施工精度有较高的要求。对于这种情况,BIM小组运行BIM建立模型的时候,以树权部位的二维模型为主,临时支撑间距在设计的过程中计算出来,根据计算的结构排布支撑,还要与施工进度计划相结合,对施工的工序进行四维施工模拟。应用BIM模型对施工技术进行交底,避免设计与现场施工存在不符之处,保证施工质量。4.2设置临时支撑。在进行预制装配式建筑结构施工的过程中,要保证屋面的结构安装保持较高的稳定性,将屋面的梁挠度减少,在进行树权施工的过程中,需要将临时支撑设置好。在确定临时支撑型号的时候,需要根据受力计算所获得的结果进行。对于整个建筑结构的整体受力,要保证其具有较高的稳定性之后,按照设计图纸将临时支撑拆除,如此可以起到转换受力体系的作用[6]。某建筑工程的上施工中,按照设计图纸要求在屋架的下方所设置临时支撑,所选用的材料为钢管,规格为152mm×5.0mm,材质为Q235,钢支撑的高度介于3.2m~5.5m之间,根据具体的需要进行选择。钢支撑之间的距离设定需要根据钢梁跨度进行布置,介于3.5m~4.8m之间,在支撑的上部与屋架梁底部可以采用钢接的方法,这种连接方式比较简单。支撑的下部如果不在树权部位,可以将型钢连接到混凝土结构,型钢的规格为H200mm×200mm×8mm×12mm,使用膨胀螺栓连接,支撑钢管连接到型钢件上,采用刚性连接的方法。与树权部位交接的部位,可以直接在主杆件的顶面连接。由于螺栓在圆管的外侧布置,整个结构更加简洁,而且节省了材料[7]。4.3应用BIM技术模拟施工应用。BIM技术模拟施工是BIM技术的一个重要优势。在预制装配式建筑结构施工的过程中应用BIM技术进行模拟操作,对施工的现场情况都能够模拟操作,发挥虚拟建造技术的作用,通过操作软件构建模型,合理设置时间参数,在计算机中操作虚拟软件就可以将头脑中形成的思路用模型体现出来,然后进行虚拟操作,使用仿真软件进行仿真操作。在工程项目建造的过程中会产生一些成本[8]。比如,当某工程没有按期完成工程造成的损失,施工中存在材料浪费的问题等,使用BIM技术就可以实现虚拟软件建造,对工程设计图进行模拟操作,合理规划施工的每个环节,将施工中所存在的难点以及需要重点关注的问题都能够展示出来,从而对施工过程管理予以优化。在进行异型树权钢结构施工之前,需要将BIM模型建立起来,还要进行模拟操作,对每个设计环节在施工中的效果都能够体现出来,发现问题可以及时调整,避免施工中产生问题导致不良后果。工程施工中应用BIM技术可以实现数据协调,具体的实施中,就是应用三维信息模型实施管理。立体化的施工设计图发挥指导作用,对于所存在的问题及时指导施工现场解决,避免施工中出现施工质量问题导致返工。展示三维信息模型的时候,就是将工程项目的各项指标综合,使得工程施工现场的各项数据全面呈现,BIM软件的运行中可以起到有效协调的作用[9]。同时,应用BIM技术还可以实现精细管理。在预制装配式建筑结构施工的过程中应用BIM技术,使得复杂性问题得到有效解决。预制装配式建筑结构施工中,打破了原有的循序渐进的方式,而是从整体施工高度角度出发展开,如果存在问题,可以从整体的角度出发作出调整,由此可以加快施工进度,各个施工环节都能够合作进行,相互配合良好。发挥BIM技术的作用,可以使得复杂的设计问题和施工问题及时发现,并准确定位,对于问题的处理简单化,确保整个的施工中发挥设计图的指导作用,各项工作更加有条理。具体的应用中,就是发挥BIM技术的作用,通过实施模拟对施工现场优化管理,对施工现场的障碍快速解决,施工质量有所保证。
5结束语
通过上面的研究可以明确,预制装配式建筑结构施工的过程中应用BIM技术可以发挥优势。中国走绿色发展道路,建筑施工的能耗大、资源消耗量也大,而且往往工期比较长,采用预制装配式建筑施工方式,结合BIM技术,使传统施工当中所存在的问题有效解决。如此,建筑工程更加完善,使建筑业的发展符合中国绿色战略目标。
参考文献:
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关键词:预制装配式;建筑施工;运用效率;探究
引言
预制装配式建筑施工技术和别的施工技术相比较,我们可以发现该技术有着很高的工作效率,而且可以最大程度地节约施工原料,实现生态环保的效果。所以很多建筑企业在开展施工建设的时候都会使用预制装配式施工技术,以往的混凝土浇筑技术比较陈旧,效率不高,所以更多建筑企业转而使用预制构件来开展组装工作。预制装配式施工技术还可以有效地促进建筑业的发展,并且拥有更大的发展空间,我们国家的预制装配式施工技术相对比较落后,所以专家和学者还要对其重点分析和把握,找到优化的措施和方法。
1装配式建筑施工技术的特征
1.1设计更加丰富,功能更加齐全
装配式建筑在施工和建设的时候可以运用更多的设计方式,而且建筑设计也更加灵活变通,可以更好地摆脱之前建筑物中的不足之处。装配式建筑物的空间更宽阔,能够结合用户的需要进行规划和设计。建筑企业还要配置高质量的隔墙,因为隔墙具备轻便的特点,还可以实现灵活隔离的效果。企业在设计装配式建筑物的时候还会使用到轻钢龙骨和石膏板,从而赋予了装配式建筑更加丰富的功能和特点。装配式建筑的外墙中安装了保温层,保温层可以根据气候特点进行调整,从而有效地节约资源和能源;第二,装配式建筑物的墙和门窗具有很好的封闭效果,可以远隔噪声;保温材料的吸声效果也很好,能够给住户更好的居住体验;第三,装配式建筑的抗震性能也比较好,所需使用的施工原料比较简单和方便,进一步降低了建筑结构的实际重量;第四,装配式建筑具有良好的防火性能,通常使用的是高燃点的防火材料;第五,装配式建筑具有延长使用时间的优点,不容易出现变形或者裂缝,也不容易褪色。
1.2制造工厂化,提高效率与质量
装配式建筑施工与以往的建筑施工相比据有较大的优势,建筑企业使用以往的施工手段可以打造魅力的建筑物外观,但是建筑物外面的涂料容易掉色或者污染。但是装配式建筑能够更好地弥补这一缺陷,因为装配式建筑的外墙通常使用的是一些机械装置或者模具进行喷刷,然后使用一些烘烤技术,这样就可以确保建筑物的外观完整和干净。当下,越来越多的塑钢门窗运用到预制装配式建筑物当中,这种制造技术比较高超,而且可以让整个预制装配式建筑更加稳固。保温材料也由原先的散装材料转变成板毡材料,不同的部件与构件也是使用机械化进行生产,这样可以确保构件的精确,还可以确保零部件的质量。装配式建筑中很多材料都需要经过精细化加工,这样才可以更好地保障原材料的性能,具备更多的优点。
1.3施工过程的装配化
在整个装配式施工和建设当中,工作人员要事先准备好预制建筑构件,并且确保整个构件质量上乘,之后才可以正式开展构件的组装工作,同时,工作人员还要确保施工现场的安全和干净。建筑企业通过对装配式建筑施工技术的运用能够更好地如期完成相应工作,也可以有效地缩短施工的市场,从而更好节省下大量的人力资源和财力资源,确保施工作业的正常开展;另外,工作人员还要检查好每一道工序,营造安静的工作环境,不断地提高施工物料的使用效率,这样有利于装配式建筑施工技术的有效运用。
2预制装配式建筑施工技术的有效运用
2.1进一步明确施工技术的使用条件
建筑企业在开展预制装配式建筑施工和建设的时候要合理地统筹好施工工作,保障整个建筑工程的质量和施工水平。还要进一步地确定好施工目的,把施工安全放在第一位,合理地考虑好不同环节的衔接和过渡性。因为预制装配式建筑的施工技术需要服务整个建筑工程,所以建筑企业要充分地考虑不同方面的要素。首先,预制装配式建筑的施工技术要达到相关的标准和要求,并且把握好建筑工程的级别以及相关注意事项。第二,企业还要全面地保障工作人员的生命和财产安全。第三,要控制好施工成本,不能盲目地投入过多的资金和设备。
2.2明确具体的施工技术目标
建筑企业要对预制装配建筑施工技术的运用目标加以确定,这样可以更好地促进施工技术的有效运用,还可以扩大施工技术的运用范围。工作人员在确定工作目标之前还应该反复检验施工技术的标准,做好充分的调研与勘察工作,这样可以更好地知晓项目能不能运用到预制装配式建筑施工当中。另外,建筑企业还要知晓预制装配式建筑施工技术的使用要求,这样才可以更好地发挥技术的最大功效。
2.3合理地控制好施工进度
首先,建筑企业要进一步明确施工的对象与时间,有效地划分好施工资源和设备。第二,如果发现施工程序上存在交叉或者矛盾现象,那么企业管理人员务必采取有效措施来分配施工时间。第三,还要尽可能地减少时间浪费现象,不断地提升工程的施工效率,做到及时决策和尽早沟通。第四,要更好地控制好施工进度,工作人员应该努力做好装配式建筑技术运用和实践工作,施工人员也要积极地配合到技术运用和实践中来,并且适当地使用一些激励机制,这样可以更好地激发施工人员的潜质,优化工程的施工质量。第五,建筑企业还要多考虑外在因素,也就是及时地制定相关的规避方案,最大程度地消灭不良要素,确保整个施工工作在规定期限内做好。
2.4做好施工人员的培训工作
预制装配式建筑施工技术可以更好地提升工作效率和质量,而且在将来很长一段时间有着较好的发展潜力,但是很多施工人员还是不具备较高的技术水准,也不具备先进的思想意识。由于预制装配式建筑施工技术需要施工人员具备较强的专业能力,所以施工人员在使用预制装配式建筑施工技术之前要进行通过正规的培训。施工人员要正确理解预制装配式建筑施工技术的含义,还要重视起预制装配式建筑施工技术的运用要求,施工人员还要减少工作上的失误,有效地提高整体工作效率。第二,工作人员还要总结经验与教训,并且找到预制装配式建筑施工技术中的问题,然后努力地解决和完善。第三,企业还要强化技术的监督和管理,如果出现操作错误的情况,要在第一时间加以调整和修改。
2.5预制内剪力墙的施工
建筑企业在使用预制装配式建筑施工技术的时候还要做好预制内剪力的施工工作,预制内剪力墙的施工和整个工程的质量有着直接关系,所以建筑企业在安装预制构件的时候要在下板层留出一些插筋,这样插筋就可以渗入到内墙的预留板螺栓孔里,并且使用水泥砂浆来灌入到螺栓孔里面,使用螺栓来稳固建筑工程的剪力墙与不同结构。运用预制装配式建筑施工技术的时候还要在建构中心安置好剪力墙与螺栓的连接部分,这样有利于后续施工工作的正常开展,还可以有效地控制施工成本。
2.6有关的注意事项
建筑工程企业在运用预制装配式施工技术的时候要注意这些要点,首先,因为预制装配式建筑施工技术的专业性比较强,其中包含较多内容,所以企业要认真地选购施工材料,并且合理地购置好机器设备,这样才可以达到工程施工的要求,做好施工材料的检测与验收工作,确保机器设备的相关参数满足施工要求。第二,建立健全预制装配式建筑施工的技术和管理制度,强化施工监督和管理工作,这有利于工程施工工作的顺利进行。第三,企业还要不定时地分享和总结技术成果,这样有利于后期工作的有效开展。
3预制装配式建筑施工技术未来发展方向
目前,我们国家的预制装配式建筑有着较好的发展态势,可是还没有建立完整有效的产业链条。当下,为了更好地推动城市化发展,我们要不断地学习其他发达国家的先进经验,不断地研究和思考预制装配式建筑施工技术要点,使装配式建筑施工技术体系越来越健全。建筑企业还要投入更多的资金和管理费用,让施工人员接受技术培训和教育,促进整个预制装配式建筑施工工作的有效开展。今后,预制装配技术在国家公共建筑或者工业建筑等领域会有较大的发展,造价较高的连接构件和预埋件也会更加经济化,从而有效降低套筒预埋钢结构的价格,还会不断优化流水生产线,从而真正地提高生产综合效益。
一、装配式建筑的发展
当今世界,生产力快速发展的根本原因,无一例外的在于科学技术的日新月异。在被世界众多国家视为经济支柱的建筑业及其领域,科学技术的迅猛发展和不断创新极大地推动了建筑业的迅猛发展。随着建筑工业化的要求,世界发达国家都把建筑部件工厂化预制和装配化施工,作为住宅产业现代化的重要标致。发达国家早在四五十年代便开始了墙体材料转变,即小块材料(烧结制品标准砖)向大块墙材转变,大块墙材向轻质板材和复合板材方向转变,经过半个世纪的发展,各国已经基本形成了本国工业化建筑体系和与之配套的墙体材料的主导产品。日本在装配式建筑结构体系建筑方面做了大量的研究工作,近年来建造了许多装配式结构体系建筑工程,其中钢筋混凝土结构、钢结构体系做得较多,与之配套的PC构件制品经过系统的研究已经成功的应用在工程上。建筑工业化是世界性的大潮流和大趋势,同时也是我国改革和发展的迫切要求,在我国,建材工业和建筑业已列为国民经济的基础产业和支柱产业。装配式建筑的发展将促进建筑领域生产方式的巨大变革。在这样一个大的形势下,我国作为发展中国家,建筑业正处在一系列加快发展的大好机遇期,降低能耗、抗震减灾、保护生态与环境,提高人们工作与生活质量是当前最热门的话题,使用新材料、应用新工艺;提高工程质量、提高工效;减少污染和浪费、减少现场作业,实现文明施工是当前技术进步的重要标志;加强关键技术创新和系统体系集成,实现房屋建筑的产业化、多样化、工业化,将是新世纪建筑业的发展趋势。装配式建筑结构体系及与之体系配套的主要内容包括:外墙复合板的生产、内隔墙板、楼板、屋面板、梁、柱等异型构件。“装配式建筑结构体系”构配件生产,是走建筑工业化道路,围绕建筑领域革命的新兴产业,其项目初步定位为“生产房子”。基本思路为:以科研、设计为龙头,以技术为支撑,以市场为导向,以满足不同用户消费需求为目标,生产不同类型房屋的“构配件”及相关的建筑施工产品,在施工现场进行房屋组装,彻底改变现行传统的落后的房屋价值理念和做法。装配式建筑结构体系的发展主要体现在以下几方面:
1.调整产业结构,提升建筑整体科技含量;
2.走建筑工业化道路,改变传统落后技术,实现建筑施工领域的革命,创造全新的建筑业发展空间;
3.提高劳动生产率,解决高寒地区四季均衡施工;
4.装配式建筑结构体系的节能、环保、抗震、经济等突出优势将给社会、用户带来较大的受益;
5.装配式建筑结构体系具有先进性、竞争性和可持续性,是按照国家产业政策以及市场的消费需求考虑;
6.产品定位主要体现在以下几个方面;建筑形式多样化——高层、多层、单层;结构体系多样化——以大开间为主的框架和框架剪力墙结构、钢结构、全预制装配结构;材料和制品向体系发展——配套化生产、商品化供应、施工现场装配化;墙体材料的发展——单一材料向复合墙体、砌筑向装配、重质向轻质、块类向板材。随着现代科学技术的高速发展,社会对建筑物的需求经历了一个“注重数量数量与质量并重质量第一个性化、多样化、高环境质量”的发展阶段,从建筑的结构体系上看,国外也已开发出木结构、钢结构、钢筋混凝土结构的工厂化生产体系,并不断使建筑产品的性能指标得到提高。人们不断促进建筑技术的进步和建筑产业的发展,努力合理的利用资源、保护生态环境,提高人们的居住生活质量。装配式建筑适应现代社会对房屋建筑的需求,也是二十一世纪建筑房屋体系发展的大趋势。传统的房屋设计与施工技术已经落后,不能适应现代社会的需求。
二、装配式建筑的优势
1.建筑技术创新装配式建筑是21世纪世界建筑业技术发展的主流,目前装配式建筑的发展方向主要是采用钢结构或钢筋混凝土为框架体系的全装配式多层或高层建筑结构体系,而与钢结构或钢筋混凝土梁、柱框架配套的外墙、屋面、内墙、楼板等材料全部采用预制的、工业化生产的、可在现场施工、安装、组装的新型的多功能的可实现建筑工业化的建筑材料构件。目前在中国的经济建设中,建材业和建筑业已经成为国民经济的支柱产业。但是,建材业和建筑业生产建设仍处在粗放型生产阶段,集约化程度低,生产建设技术落后,劳动生产率低。与国外相比,中国建设的劳动效率只相当于发达国家的1/5左右。为此,国家十分重视并已提出要加快实现建材业和建筑产业现代化,提高建筑建设质量和建设效益的目标和措施。实现建材业和建筑产业现代化的根本出路在于技术创新,尤其是要开发新的建筑体系,和推动建筑材料的部件化。装配式建筑体系是多年来国外开发成功的建筑科技成果。目前这种建筑体系在国外得到了迅速发展,例如德国、英国、美国、日本等广泛采用装配式建筑体系中预制混凝土构件。作为一套完整的建筑技术正是因为适应建筑产业化的要求,以其独特的优势受到建筑业的关注和重视。
2.从生产到建筑使用实现工业化装配式建筑可以实现建筑墙体部件化。所生产的产品可以根据建筑墙体需要,在工厂里加工成墙体部件,在工厂制作成整体墙板、梁、柱、楼板,并可在构件内预埋好电器件、水暖用件、窗户。还可根据需要在生产工厂将墙体装饰材料制作完成。装配式建筑构件工厂生产,使产品精度高,产品更加标准化、规范化、集成化,技术标准易于统一。由于装配式建筑构件标准化工厂化生产,运送到工地后可进行装配,每道工序可以像设备安装一样进行现场进行安装,实现了建筑工业化生产。
3.装配式建筑是新型建筑体系、绿色建筑材料中国在经济建设中坚持可持续发展的原则,以人为本,发展健康住宅,把节约资源和保护环境放在突出的位置,大大的推动绿色建材的发展。一些国家制定了绿色建材的性能标准,推行绿色建材认证,对室内空气质量进行控制。一般认为,绿色建材除必须符合产品质量标准外,还必须是:安全无毒对人体无害;在生产和使用过程中,对环境的负荷较小(自然资源和能源的消耗等),不污染环境;在房屋拆除后,大部分材料可以回收利用。因此装配式建筑构件适应墙体改革和建筑节能的要求。整个体系主要由水泥、砂、陶粒等轻质材料组成,构件强度高而重量轻,填充不同材料可以满足保温隔热和建筑隔声的要求,建成的大板建筑,防水隔潮,住居舒适。这种建筑体系材料的耗能和释放的CO2都很少,是真正的绿色建筑材料。
4.施工方便、解决冬季施工难度问题装配式建筑可以根据现场要求制作需要的墙体构件,现场组合安装,减少工作量,减少现场湿作业量,施工方便,施工周期短,节省人力物力,降低建筑成本。具有可钉、可粘贴等优良性能。据测算,装配式建筑构件可提高工作效率2-4倍。由于装配式建筑构件是在工厂车间内生产完成,在冬季也可以生产,运到施工现场组装,解决了北方地区冬季施工难得问题。
5.轻质装配式建筑是同体积混凝土构件重量的1/2-1/3,从而减轻建筑物的基础荷载,节省建筑物基础投资和总投资;减轻建筑工人的劳动强度,提高施工速度,节约人力物力。同时由于装配式建筑构件重量轻,可减轻运输量(与粘土实心砖比),可节约运输费用。
【关键词】装配式建筑;应用;发展
一、引言
以工厂预制的构件和配件,在施工现场用机械装配而成的建筑,被称为装配式建筑。工厂化生产,机械装配现场作业,充分体现了现代建筑的产业化特征。这种建筑方式提高了建造速度,减少了施工现场环境污染,提高了建造效率。装配式建筑的应用和发展对现代建筑业的发展意义重大。
二、装配式建筑的研究及应用
1、国外的研究及应用
由最初的美洲移民时期的木构架拼装房屋,到二战后为解决欧洲、日本等国的房荒问题,而发展起来的装配式建筑,以其建造速度快,生产成本低在世界各地迅速推广。
作为工业革命源头的欧洲,建筑工业化比较发达,装配式建筑有很广泛的应用。西欧发达国家如法国、英国等,对装配式大板建筑进行了重点发展,总结了建筑构件生产施工过程中的经验,研发了一套专用于装配式住宅建筑的体系。法国的大板建筑技术上比较成熟"在非地震区可以建造25层的建筑,在地震区也能建造10-12层的建筑。
美国在1991年PCI年会上提出将预制装配式建筑的发展作为美国建筑业发展的契机,由此带来预制装配式建筑在美国二十年来长足的发展。现今美国,混凝土结构建筑中装配式建筑的比例占到了35%左右。此外,采用高强硅砌块的13层大楼――加州希尔饭店经受了大地震依然完整无损。被誉为美国最高模块化建筑的希尔顿帕拉西奥德尔里奥酒店,1968年设计建造现在仍然在使用,这足以证明了预制结构的耐久性。
二战后经济迅速崛起的日本,建筑工业化处于世界先进水平,日本装配式建筑的发展在亚洲也处于领先地位。日本现有建筑,其中很大一部分房屋是装配式建筑。这与日本在立法方面给与装配式建筑税收、财政以及技术方面的支持密不可分。
2、国内的研究及应用
上世纪五六十年代,装配式建筑的研究和应用在我国才刚刚开始,应用最多的是多种预制屋面梁、预制空心楼板、大板建筑、吊车梁、预制屋面板,但我国装配式建筑技术比较落后,预制构件整体性差、承载能力低、延性不好、构件的跨度也小,由于这些物理性能和功能的许多局限,到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。此后经济迅速发展的近十年间,预制装配式施工的施工技术和管理水平的提高、劳动力成本的上升,以及预制构件的加工精度与质量方面的提高,预制装配式建筑的应用重新升温,发展态势快速、良好。目前国内的一些知名建筑企业如上海万科集团、南通建工总承包有限公司、上海瑞安集团等开发的项目中均采用了预制装配式建筑,取得了较好的实践价值和示范效果。
我国香港、台湾地区装配式建筑应用比较普遍,香港屋宇署制定了完善的预制建筑设计和施工规范,高层住宅多采用叠合楼板、预制楼梯和预制外墙等方式建造,厂房类建筑一般采用装配式框架结构或钢结构建造.。台湾地区建筑体系和日本、韩国接近,装配式结构的节点连接构造和抗震、隔震技术的研究和应用都很成熟,装配框架梁柱、预制外墙挂板等构件应用较广泛,预制建筑专业化施工管理水平较高,装配式建筑质量好、工期短的优势得到了充分体现。
三、装配式建筑的分类及其发展
1、装配式建筑的分类
预制装配式建筑的应用逐渐发展出砌块建筑、板材建筑、模块建筑、轻型框架建筑、升板和升层建筑五种主要形式。
(1)砌块建筑
墙体是由预制的块状材料砌成的建筑称为砌块建筑。多用于建造3-5层的建筑。建筑砌块有小型、中型、大型之分,又分为空心和实心两类,砌块建筑有比较多优点,生产工艺简单,施工简便,造价也较低。
(2)板材建筑
板材建筑又称为大板建筑,是由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成的。多用于全装配式建筑。这种建筑有效的减轻了结构的重量,扩大了建筑使用面积,增强了建筑抗震能力。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或者空心板;外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板,或者泡沫混凝土或大孔混凝土、也可用轻骨料混凝土等制成带有外饰面的墙板。
大板建筑在一定程度上制约了建筑物的造型和布局,内部缺少灵活性的分隔。设计中要尤其注意节点问题。以保证构建连接的整体性。解决好外墙板接缝的防水以及楼缝、角部的热工处理等问题。
(3) 模块建筑
模块建筑是由板材建筑的基础上发展而来的一种装配式建筑。这种建筑工厂化的程度很高,现场安装快。盒式建筑的装配形式有: 1)整体模块式,完全由承重盒子重叠组成建筑。 2)板材模块式,将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子,再与墙板和楼板等组成建筑。 3)核心体模块式,以承重的卫生间盒子作为核心体,四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。 4)骨架模块式,用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子,支承在承重骨架上形成建筑。也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子,安置在用其他结构形式的建筑内。盒子建筑工业化程度较高,但投资大,运输不便,且需用重型吊装设备,因此,发展受到限制。
(4)框架轻板建筑
其组成部分是板材和预制的骨架,可用钢、木做成板材和骨架的组合,但大多数是采用钢筋混凝土结构作为承重骨架。承重结构有两种形式:一是框架结构,承重框架由柱、梁组成,再搁置非承重的内外墙板和楼板;二是板柱结构,由柱子和楼板承重,内外墙板是非承重的。骨架板材建筑结构可以减轻建筑物的自重,内部空间分隔灵活,适用于多层和高层的建筑。此结构装配形式有两种:全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式。保障骨架板材建筑结构的刚度需求和整体性的关键是构件的连接,柱、梁、板等节点连接十分重要,具体施工中应以结构需要和施工条件为前提,使用哪种方式经计算后再进行设计和选择。
(5)升板和升层建筑
升板建筑是底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板,竖立预制钢筋混凝土柱子,以柱为导杆,用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度,加以固定。外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等;也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。升板建筑一般柱距较大,楼板承载力也较强,多用作商场、仓库、工场和多层车库等。升层建筑是在地面安装好升板建筑每层的楼板的内外预制墙体,然后一起提升的建筑。这种建筑方式可以加快施工速度,对于场地受限制的地方非常适用。
2、装配式建筑的发展
为了加快推进城市现代建筑产业化发展,我国应借鉴发达国家的做法,加强基础性研究工作,理清与完善装配式建筑相关的技术标准体系,进一步分析装配式建筑的全面推广会给现有的设计施工监理带来的深刻变化,制定相关政策来适应建筑产业的新变化,完善标准体系,加强技术集成和推广应用。建立起一系列完整的生产标准、技术标准、管理标准、验收标准。实现装配式建筑从设计、生产到销售、售后服务的一整套产业过程中有标准可依;加强技术集成,加快推广步伐,建议将一些成熟技术纳入标准,强制实施加大科技投入和技术创新,加大推广装配式建筑的科技投入,加快形成多种装配式现代建筑体系。
四、结语
我国已经有了一些代表性的预制装配式建筑项目和示范工程,装配式建筑符合建筑可持续发展的理念,将是我国房屋建设发展的必然趋势,应用前景广阔。
参考文献: