摘要:近年来,随着我国城市化进程的不断加快,国内的人口也随之越来越密集,大气环境也在不断恶化,人们对建筑业提出了更高的要求,预制装配式成为一种新的建筑形式,在业内受到极大关注。预制装配式建筑俗称“拼装房”,是一种工业化生产方式,生产时会将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成,然后通过运输送到施工现场,预制装配式建筑在欧美和日本都有所应用,被称为产业化住宅或者工业化住宅。预制装配式建筑在建筑思维上有突破性的创新,它虽然在施工之前先对部分零件进行预制,但是在施工现场也需要和传统建筑一样浇筑,并不是想象中的“搭积木”施工,这样建成的房屋在外观上看起来和传统建筑没有任何区别。预制装配式建筑不仅能够提高建筑质量,也能够加快建筑速度,具有非常高的发展潜力。
关键词:预制装配式;建筑结构;发展
引言
预制装配式的建筑施工技术是一种新型的快速施工技术,有着非常广阔的应用空间。但是,预制装配式建筑结构施工技术又有别于传统的建筑形式,其技术方法与常规施工有着很多的不同之处。为此,主要对该施工技术的含义、构件施工、装配施工等相关问题进行了一个基本的探讨,并提出了相对应的建议。
一、预制装配式建筑概述
预制装配式建筑也就是通过使用装配式施工技术建造的建筑;装配式建筑施工技术主要就是把混凝土构件或者部品、部件利用工业化方式进行生产制造,其中主要就是生产制造混凝土主体结构中的梁、板、柱、楼梯等结构部件,以及生产幕墙、一体化的厨卫设施、室内天花地板等装饰、机电预埋等部品部件;通过专用车辆将部件运输到建筑施工的现场进行装配施工;把预制好的混凝土构件、部品部件吊至预定好的位置,利用预留的插筋、预留孔等进行组合,然后进行节点连接等,最后把构件、部品部件连接成为一个完整连续的整体,达到建筑应该有的结构强度和使用要求。这样的一种预制装配式结构施工建设的方法能够利用工厂化的生产来提高建筑建造的效率,在更好地保证建筑施工质量的同时,能够有效地实现建筑的工厂化生产建造,且有利于提高综合性能。
20世纪80年代,我国施工了大量的大板结构住宅,其结构体系与预制装配式结构非常相似,大量采用预制的墙板、楼板、楼梯等构件,通过少量的混凝土现浇进行连接,施工效率相当高。但是经过长时间的使用后,其容易产生渗漏、楼板裂缝等问题,结构整体性较差,抗震性能薄弱,逐渐被淘汰并被现浇混凝土结构所取代。但随着近年来引进国外先进技术规模的增加,国内不少企业通过消化吸收,改进装配式混凝土结构施工的新技术正在逐步形成。
二、预制装配式建筑结构体系
(一)结构类型
预制装配式建筑结构体系在20世纪70年代起采用的是混凝土结构装配式大板住宅体系,但由于这些结构在抗震性能、建筑功能和结构受力等方面存在着一些缺陷,在近年来已经逐渐地被取代。目前针对于建筑的预制装配式结构模型类型众多,根据建筑性质与功能的不同可以进行分层规划。例如一般的民用住宅建筑可以采用轻钢-混凝土结构、新型普通钢结构等;商业建筑和别墅中有时会选用钢木建筑。而开发商考虑到实际施工要求与成本问题,更倾向于选择预制装配式混凝土结构。
(二)结构体系与性能
预制装配式建筑结构的体系可以采用框架结构、剪力墙结构等体系。实际上,预制装配式混凝土建筑和一般的现浇混凝土建筑在本质上并没有差异,但预制装配式结构在构建连接方面采用了更加精密的技术,在结构力学和性能上有所区别。它的节点型式具有不同的刚度性能,所以可供选择的节点较多。目前剪力墙结构也是我国住宅建筑的主要结构。预制装配式剪力墙可以用于传统的剪力墙结构,也能用于预制装配式框架结构之中。
(三)结构体系的设计思路
装配式混凝土结构的主要特点在于构件质量高、施工简便。但如果过分地使用现浇刚性节点,必然会影响想到结构的性能和优势。因此,在设计思路方面,如果是低层结构,可以选择全铰接框架结构,当需要增加抗震结构时也可以选择混合连接结构。这种设计模式可以充分发挥预制装配式结构的特点,也保障了结构具有显著的抗震性能。对于一些高层建筑的要求,可以选择部分采取预制装配式,另外的主要抗侧力构建仍然选择现浇混凝土。所以在設计方案的选择方面应该考虑到过度使用的缺陷,并同时考虑到结构的优点。从预制装配式结构的优势来看,其大量选用轻质墙板,可以灵活地对房间进行分隔,在施工上更加简便。另外,施工现场的湿作业数量降低,减少了施工材料的过度消耗,在短时间内创造更大的经济效益。而其工业化的劳动效率高,进一步提升了产品质量,也能对材料充分循环利用。
三、预制装配式建筑结构体系改革发展
目前预制装配式建筑主要以浇筑刚性节点和叠合技术进行连接,但是如果使用过多的浇筑,装配式建筑的优势就无法展现,鉴于此,在一些低层建筑或者是主要受竖向荷载力的建筑中,优先选择全铰接框架结构;在一些需要考虑抗震性的建筑中,主要选择以铰接为主的框架结构,也称为混合连接结构;在高层建筑中,要将多种节点连接方式(铰接+刚接)结合使用,这样既能发挥预制装配式建筑体系的优势,也能帮助建筑物拥有强大的抗风抗震能力;对于高层和超高层结构来说,选用预制装配式技术更加经济实用。
工程师和建筑师在设计和建筑房屋时,要进行全方位系统综合性的考虑,要重点突出预制装配式结构的优势和特色,同时不能过度使用。预制装配式虽然能够有效提高房屋质量和施工速度,但是需要消耗的成本也相对较高,尤其是在建设预制装配式剪力墙时,工程需要投入大量的钢筋,并进行复杂的施工,而且每个构建边缘都需要进行现场浇筑,因此在设计时必须要深入考虑实用性,在确定使用预制装配式有更大的优势时,才能加以使用。预制装配式建筑对设计师的要求也将会越来越高。
结语
预制装配式建筑施工技术已经开始在如今的建筑施工中被大范围地使用,可以预见这种施工技术在未来建筑施工工程中的作用是不可估量的,尤其是对于未来建筑施工效率提高、质量提高都有着非常重要的作用,值得我们更多地去学习探索。
参考文献:
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