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摘要:在建筑行业,新型材料、工艺与技术的应用,对建筑水平的提升有重要作用。而“装配式建筑”概念的提出,以及相关概念、方法在建筑产品节能、环保理念体现以及建筑行业可持续发展方面的巨大潜能,让业内人士看到了建筑行业的发展方向。本文围绕装配式结构的发展进行分析,重点讨论混凝土结构的建造技术,以供参考。
关键词:装配式建筑;混凝土结构;建造技术
引言
装配式建筑是由预制部品部件在工地装配而成的一类建筑,在20世纪初得到人们的广泛关注,并于60年代实现。作为建筑行业建造理念与方法的重大变革的代表,装配式建筑借助标准化的构件设计、工厂化的构件生产以及近似于产品装配的现场施工模式,实现了对传统建筑施工的“大洗牌”。
1 装配式结构的概念及优势
装配式结构是一种能够充分体现工业化、标准化以及机械化的建筑类型,得益于其在设计理念、施工方法等方面做出的大胆尝试与创新,装配式结构的建设难度明显低于现浇结构。在建造质量与过程安全性方面,机械化与工业化理念的掺入,提高了建筑产品的质量,降低了安全隐患,有效规避了既往建筑模式下现场施工面临的限制性因素,以及高空、露天等环境因素带来的施工风险。在建筑施工形式方面,传统建筑施工受到模板建设能力、现有施工技术等多种因素的影响,而装配式结构的构件应用过程相对灵活,能够通过不同构件的灵活组合实现多种结构形式。在钢结构装配式建筑住宅体系的实践方面,不同的国家和地区对其的理解与实现方法不尽相同,但总体而言,该结构类型以经济钢型材构件为整个建筑结构的承重骨架,配合新型墙体材料,完成建筑产品的“生产”。在节能环保方面,依靠标准化的构件,装配式结构的建设过程有效避免了现场构件处理存在的材料浪费问题[1]。装配式建筑的快速推广,或可切实解决当前工程建设存在的环境污染问题:湿式作业是传统建筑模式的一大诟病,从绿色建筑以及生态文明建设的基本需求考虑,装配式建筑在推广应用的过程中,可逐步减少抹灰等湿式作业工作量。因此,探讨装配式结构相关应用问题,明确现有的建造技术,具有重要的意义。
2 装配式混凝土结构的建造技术
2.1 PC与PCF技术
PC技术的核心是预制构件的制作、安装,目前PC技术主要用于全预制类混凝土构件,入空调板、楼梯等。实践应用发现,PC技术的应用,能够方便部分区域的模板预制、墙体布局等工作的管控,减少施工环节的风险。例如,针对既往施工常见的窗框渗水问题,PC技术提供了一种更加可靠的窗框模板预制方案,系统化地处理了此类问题,减少了现场带水作业的风险。PCF技术的焦点是外墙模板,既往混凝土结构施工时常受到模板支设、外围脚手架等因素的限制,此类因素不仅会降低建造过程的效率,还可能对施工环境的安全性以及现场人员的安全构成威胁[2]。因此,将PCF技术应用于混凝土结构建造,能够切实保障施工过程的安全性。但PCF应用实践中也暴露出了一些问题,如该技术对应的模板方式没有从系统角度对墙体的实际承载能力进行分析,这无疑会增加抗震设计等相关工作的计算难度,加大材料的浪费风险。
2.2 NPC技术
NPC技术是参考国外混凝土预制技术并结合我国建筑行情而设计的全新技术,在长期实践过程中,NPC技术逐渐形成了相对完善的体系。从工法特点来看,NPC体系下各个连接节点能够保持相对良好的整体性,在各项施工环节得到有序控制的情况下,其承载能力、抗震能力可达到现浇结构的相同水平。混凝土结构建造过程中所需要用到的各类预制构件都采用工厂化制作的方式,减少了现场作业的工作量,且在工厂制作环境下,预制构件的质量控制将获得更强有力的保障。外墙施工的质量通病是既往混凝土结构施工的一大痛点,在NPC技术之下,包括外墙板以及装饰面层等在内,同时预制策略最大限度降低了质量通病的风险。NPC技术的工艺原理为:(1)对竖向构件采取预制方式,主要包括剪力墙、电梯井、柱等,各个节点之间的连接选择浆锚连接方式;(2)对水平构件采取叠合形式,如梁、板等构件,相关构件节点的连接选择预留钢筋叠合现浇方式。而从建造过程的优势来看,NPC技术能够给混凝土结构建造带来以下优势:(1)大幅缩减混凝土结构的建造周期;(2)合理控制整个施工过程各项材料的用量;(3)减少施工现场临时制作相关构件带来的粉尘、噪音污染等问题。目前,NPC技术主要适用于抗震设防烈度≤7级、总高度≤60m、总层数≤18层的建筑工程,整个施工过程需要经过定位放线、预留插筋校正、竖向构件吊装、浆锚节点灌浆、水平构件吊装、水平构件节点钢筋绑扎、节点模板安装等一系列工序,各个环节的现场技术准备以及管理事宜的重点等存在一定的差异,根据项目实际情况以及NPC技术的特点,严格执行NPC技术体系,对结构建造质量的保障有重要意义。
2.3 叠合板混凝土剪力墙施工技术
在混凝土结构建造过程中,剪力墙结构的刚度以及整体性相对较强,且在抗侧向变形、总承载能力等方面也具有比较显著的优势,叠合板混凝土剪力墙施工主要用于高层住宅的建造。在该技术体系下,楼板一般是由两个部分构成,即底层预制板、格构钢筋,相关材料运抵现场并完成初步安装工作以后,施工人员即可在两层预制板之间执行浇筑工作,而格构钢筋则主要起到受力作用。从保障施工技术的有效应用角度考虑,在施工准备阶段,施工队伍需要从材料的准备以及材料的选择、人员准备、机具准备等方面进行考虑,制定详细的计划。例如,材料准备环节,需要将支撑体系、安装工具、附加钢筋等及时运抵施工现场;材料选择方面,水泥材料的类型与具体性能,高效减水剂的选择以及矿物掺合料的确定,会直接对混凝土的性能造成影响;人员准备环节,施工人员、质检人员的确定,以及现场技术指导岗位的明确化,是施工组织的关键。在完成各项准备工作后,施工单位应当及时着手落实墙板装配、楼板装配以及混凝土浇筑等作业[3]。需要注意的是,装配与浇筑过程存在较多可影响到结构体性能的负性因素,质检人员必须按照技术体系的相关要求,约束施工人员的操作行为,减少人为操作不当对混凝土结构建造质量带来的损害。例如,在剪力墙结构的墙端、T型角等部位,施工人员应当严格按照钢筋绑扎等相关规范的相关要求,合理设置现浇,对边缘构件进行约束,提高结构体的整体性,从而保证其满足结构体的抗震需要。
3 结语
在装配式建筑理念下,混凝土结构施工相关构件的工厂预制受到了广泛关注。随着建筑行业、全社会对房屋建筑结构、建造理念的逐步更新,装配式理念的灵活应用,成为推动混凝土施工质量提升以及结构体建造水平增强的重要动力。本文围绕混凝土结构的建造展開讨论,重点对PC、PCF 、NPC等相关建造技术以及技术体系的应用进行了分析。在理论逐步完善、技术体系逐步健全的背景之下,探索现有建造技术的优势以及适用条件,明确技术应用过程中的主要质量风险,是促进建造质量提升的重要条件。
参考文献
[1] 王振宇. 浅谈房屋建筑装配式混凝土结构建造技术[J]. 建筑与预算, 2020, No.292(08):70-72.
[2] 高利民. 房屋建筑装配式混凝土结构建造技术新进展[J]. 住宅与房地产, 2020, No.565(06):183-184.
[3] 孟庆永. 装配式混凝土结构住宅的结构设计与建造技术探讨[J]. 房地产导刊, 2020, (003):53.
关键词:装配式建筑;混凝土结构;建造技术
引言
装配式建筑是由预制部品部件在工地装配而成的一类建筑,在20世纪初得到人们的广泛关注,并于60年代实现。作为建筑行业建造理念与方法的重大变革的代表,装配式建筑借助标准化的构件设计、工厂化的构件生产以及近似于产品装配的现场施工模式,实现了对传统建筑施工的“大洗牌”。
1 装配式结构的概念及优势
装配式结构是一种能够充分体现工业化、标准化以及机械化的建筑类型,得益于其在设计理念、施工方法等方面做出的大胆尝试与创新,装配式结构的建设难度明显低于现浇结构。在建造质量与过程安全性方面,机械化与工业化理念的掺入,提高了建筑产品的质量,降低了安全隐患,有效规避了既往建筑模式下现场施工面临的限制性因素,以及高空、露天等环境因素带来的施工风险。在建筑施工形式方面,传统建筑施工受到模板建设能力、现有施工技术等多种因素的影响,而装配式结构的构件应用过程相对灵活,能够通过不同构件的灵活组合实现多种结构形式。在钢结构装配式建筑住宅体系的实践方面,不同的国家和地区对其的理解与实现方法不尽相同,但总体而言,该结构类型以经济钢型材构件为整个建筑结构的承重骨架,配合新型墙体材料,完成建筑产品的“生产”。在节能环保方面,依靠标准化的构件,装配式结构的建设过程有效避免了现场构件处理存在的材料浪费问题[1]。装配式建筑的快速推广,或可切实解决当前工程建设存在的环境污染问题:湿式作业是传统建筑模式的一大诟病,从绿色建筑以及生态文明建设的基本需求考虑,装配式建筑在推广应用的过程中,可逐步减少抹灰等湿式作业工作量。因此,探讨装配式结构相关应用问题,明确现有的建造技术,具有重要的意义。
2 装配式混凝土结构的建造技术
2.1 PC与PCF技术
PC技术的核心是预制构件的制作、安装,目前PC技术主要用于全预制类混凝土构件,入空调板、楼梯等。实践应用发现,PC技术的应用,能够方便部分区域的模板预制、墙体布局等工作的管控,减少施工环节的风险。例如,针对既往施工常见的窗框渗水问题,PC技术提供了一种更加可靠的窗框模板预制方案,系统化地处理了此类问题,减少了现场带水作业的风险。PCF技术的焦点是外墙模板,既往混凝土结构施工时常受到模板支设、外围脚手架等因素的限制,此类因素不仅会降低建造过程的效率,还可能对施工环境的安全性以及现场人员的安全构成威胁[2]。因此,将PCF技术应用于混凝土结构建造,能够切实保障施工过程的安全性。但PCF应用实践中也暴露出了一些问题,如该技术对应的模板方式没有从系统角度对墙体的实际承载能力进行分析,这无疑会增加抗震设计等相关工作的计算难度,加大材料的浪费风险。
2.2 NPC技术
NPC技术是参考国外混凝土预制技术并结合我国建筑行情而设计的全新技术,在长期实践过程中,NPC技术逐渐形成了相对完善的体系。从工法特点来看,NPC体系下各个连接节点能够保持相对良好的整体性,在各项施工环节得到有序控制的情况下,其承载能力、抗震能力可达到现浇结构的相同水平。混凝土结构建造过程中所需要用到的各类预制构件都采用工厂化制作的方式,减少了现场作业的工作量,且在工厂制作环境下,预制构件的质量控制将获得更强有力的保障。外墙施工的质量通病是既往混凝土结构施工的一大痛点,在NPC技术之下,包括外墙板以及装饰面层等在内,同时预制策略最大限度降低了质量通病的风险。NPC技术的工艺原理为:(1)对竖向构件采取预制方式,主要包括剪力墙、电梯井、柱等,各个节点之间的连接选择浆锚连接方式;(2)对水平构件采取叠合形式,如梁、板等构件,相关构件节点的连接选择预留钢筋叠合现浇方式。而从建造过程的优势来看,NPC技术能够给混凝土结构建造带来以下优势:(1)大幅缩减混凝土结构的建造周期;(2)合理控制整个施工过程各项材料的用量;(3)减少施工现场临时制作相关构件带来的粉尘、噪音污染等问题。目前,NPC技术主要适用于抗震设防烈度≤7级、总高度≤60m、总层数≤18层的建筑工程,整个施工过程需要经过定位放线、预留插筋校正、竖向构件吊装、浆锚节点灌浆、水平构件吊装、水平构件节点钢筋绑扎、节点模板安装等一系列工序,各个环节的现场技术准备以及管理事宜的重点等存在一定的差异,根据项目实际情况以及NPC技术的特点,严格执行NPC技术体系,对结构建造质量的保障有重要意义。
2.3 叠合板混凝土剪力墙施工技术
在混凝土结构建造过程中,剪力墙结构的刚度以及整体性相对较强,且在抗侧向变形、总承载能力等方面也具有比较显著的优势,叠合板混凝土剪力墙施工主要用于高层住宅的建造。在该技术体系下,楼板一般是由两个部分构成,即底层预制板、格构钢筋,相关材料运抵现场并完成初步安装工作以后,施工人员即可在两层预制板之间执行浇筑工作,而格构钢筋则主要起到受力作用。从保障施工技术的有效应用角度考虑,在施工准备阶段,施工队伍需要从材料的准备以及材料的选择、人员准备、机具准备等方面进行考虑,制定详细的计划。例如,材料准备环节,需要将支撑体系、安装工具、附加钢筋等及时运抵施工现场;材料选择方面,水泥材料的类型与具体性能,高效减水剂的选择以及矿物掺合料的确定,会直接对混凝土的性能造成影响;人员准备环节,施工人员、质检人员的确定,以及现场技术指导岗位的明确化,是施工组织的关键。在完成各项准备工作后,施工单位应当及时着手落实墙板装配、楼板装配以及混凝土浇筑等作业[3]。需要注意的是,装配与浇筑过程存在较多可影响到结构体性能的负性因素,质检人员必须按照技术体系的相关要求,约束施工人员的操作行为,减少人为操作不当对混凝土结构建造质量带来的损害。例如,在剪力墙结构的墙端、T型角等部位,施工人员应当严格按照钢筋绑扎等相关规范的相关要求,合理设置现浇,对边缘构件进行约束,提高结构体的整体性,从而保证其满足结构体的抗震需要。
3 结语
在装配式建筑理念下,混凝土结构施工相关构件的工厂预制受到了广泛关注。随着建筑行业、全社会对房屋建筑结构、建造理念的逐步更新,装配式理念的灵活应用,成为推动混凝土施工质量提升以及结构体建造水平增强的重要动力。本文围绕混凝土结构的建造展開讨论,重点对PC、PCF 、NPC等相关建造技术以及技术体系的应用进行了分析。在理论逐步完善、技术体系逐步健全的背景之下,探索现有建造技术的优势以及适用条件,明确技术应用过程中的主要质量风险,是促进建造质量提升的重要条件。
参考文献
[1] 王振宇. 浅谈房屋建筑装配式混凝土结构建造技术[J]. 建筑与预算, 2020, No.292(08):70-72.
[2] 高利民. 房屋建筑装配式混凝土结构建造技术新进展[J]. 住宅与房地产, 2020, No.565(06):183-184.
[3] 孟庆永. 装配式混凝土结构住宅的结构设计与建造技术探讨[J]. 房地产导刊, 2020, (003):53.