浅谈装配式建筑及在我国的发展前景论文_王百超

中建二局第三建筑工程有限公司武汉分公司 湖北武汉 430000

摘要 随着建筑科技的发展和绿色可持续建设的需求,传统建筑方式渐渐无法满足我国高速发展的建筑行业国情,建筑行业基层工人老龄化,建筑工业化是发展的必然趋势。通过现代化的建造、运输、安装、和科学管理的生产方式,来代替传统建筑业分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。装配式建筑应运而生,2016年9月27日国务院出台《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》,对我国大力发展装配式建筑作出了明确的指示、要求和目标,我国揭开了全力发展装配式建筑的新篇章。

关键词 装配式建筑 建筑工业化 预制构件 发展前景

随着我国城市化进程的加快,相较在现场施工作业的传统建筑模式来说,一种房屋集成化的新型预制装配式建筑模式迎来了新的发展契机。这类建筑方式从20世纪40年代后期开始逐步受到欧美等发达国家重视推广,我国之前将此法主要用在工业建筑中,如桥梁、厂房等修建,近年来逐渐在民用建筑特别是住宅建筑中采用。

装配式建筑是指建筑的部分或全部构件在构件预制工厂生产完成,然后通过相应的运输方式运到施工现场,采用可靠的安装方式和安装机械将构件组装起来,成为具备使用功能的建筑物的建筑施工方式。

1.装配式建筑的分类

装配式建筑按照材料分类可以分为三大类:装配式混凝土建筑、装配式钢结构建筑、装配式木结构建筑。

1.1装配式混凝土建筑

装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件为主,通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑,装配式混凝土建筑按照是否全部构件预制分为全预制装配(全装配)式建筑结构体系和预制装配整体(部分装配)式建筑结构体系。

1)全预制装配式建筑结构体系

全预制装配式建筑,是指所有结构构件均在工厂内生产,运至现场进行装配。

早在2011年,中建二局就开始探索实施装配式施工技术,承建全国首栋全预制装配式住宅——南京上坊保障房项目,“像搭积木一样盖房子”受到了各方关注。项目节水40%以上,节电10%以上,耗材节约40%,施工现场垃圾减少80%,施工周期缩短50%以上。

2)预制装配整体(部分装配)式建筑结构体系。

预制装配整体式结构,是指部分结构构件在工厂内生产,如:预制外墙、预制内隔墙、半预制露台、半预制楼板等预制构件。预制构件运至现场后与主要竖向承重构件通过叠合层现浇楼板浇铸成整体的结构体系。

3)全预制装配式建筑结构体系和预制装配整体式建筑结构体系相对于传统建筑模式的相对优缺点分析详见下表。

全预制装配式建筑和预制装配整体式建筑由于很多构件是工厂生产,工地施工环境复杂,工厂相对简单控,所以相比于工地现浇混凝土具有生产效率高、产品质量好、加工速度快、安全性高、不受季节性施工影响和原材料利用率高等特点。

全预制装配式结构通常采用柔性连接技术,所谓柔性连接是指连接部位抗弯能力比预制构件低,在地震作用下弹塑性变形通常发生在连接处,而梁柱构件本身不会发生破坏。因此全预制装配式结构的恢复性能好,震后只需对连接部位进行修复就可继续使用,具有良好的经济效益。由于才用了柔性连接技术,所以建筑的的整体性下降,导致建筑物的抗震性能降低,全预制建筑结构体系一般用于抗震要求较低地区。

预制装配整体式结构通常采用强连接节点,由于强连接的装配式结构在地震中依靠构件截面的非弹性变形耗能能力,因此能够达到与现浇混凝土结构相同或相近的抗震能力,具有良好的整体性能,具有足够的强度、刚度和延性,能安全的抵抗地震力。可以用于抗震要求较高地区

1.2装配式钢结构建筑

装配式钢结构建筑是指在工厂化生产的钢结构部件,在施工现场通过组装和连接而成的钢结构建筑。

钢结构住宅与传统的建筑形式相比,具有以下的特点:

1)重量轻、强度高。

由于应用钢材作承重结构,用新型建筑材料作围护结构,一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右,减小了房屋自重,从而降低了基础工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小,因而可以增加住宅的使用面积。同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网,为住户提供了可以灵活分隔的大空间,能满足用户的不同需求。

2)工业化程度高,符合产业化要求。

钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作,安装方便,适宜大批量生产,这改变了传统的住宅建造方式,实现了从 “建造房屋”到 “制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变,同时促进了生产力的发展。

3)施工周期短。

一般三、四天就可以建一层,快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在工厂制作,在现场安装,现场作业量大为减少,因此施工周期可以大大缩短,施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比,一般可缩短工期二分之一,提前发挥投资效益,加快了资金周转,降低建设成本3%-5%。

4)抗震性能好。

由于钢材是弹性变形材料,因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构强度高、延性好、自重轻,可以大大改善结构的受力性能,尤其是抗震性能。从国内外震后情况来看,钢结构住宅建筑倒塌数量很少。

5)符合建筑节能发展方向。

用钢材作框架,保温墙板作围护结构,可替代粘土砖,减少了水泥、砂、石、石灰的用量,减轻了对不可再生资源的破坏。现场湿法施工减少,施工环境较好。同时,钢材可以回收再利用,建造和拆除时对环境污染小,其节能指标可达50%以上,属于绿色环保建筑体系。

6)钢结构在住宅中的应用,为我国钢铁工业打开了新的应用市场。还可以带动相关新型建筑材料的研究和应用。

1.3装配式木结构建筑

木结构是一种工程结构,它以木材为主要受力体系。木结构在我国古代是统治地位的结构体系。但是随着历史的发展,国情的变化,木结构在我国逐渐退出历史舞台。由于我国人口众多,房地产需求量大,森林资源和木材储备稀缺,木结构并不适合我国的建筑发展需要。我国新近出现的木结构大多为低密度高档次的独立住宅即木结构别墅区,主要是为了迎合一定层面的消费者对木材这种传统天然建材的偏爱。与美国把木结构作为普通低层住宅不同,中国现有的地密度住宅别墅是一种高端产品,木材基本依赖进口。

2.装配式建筑的在我国的发展前景

装配式建筑在国外已经是大众化的产品, 2010年左右我国才开始逐渐发展装配式建筑。装配式构件是一个高密集度的产品,预制构件应充分体现建筑设计的功能、性能等各项要求,预制建筑可将外墙的保温、装饰等要求集成 为保温装饰一体化的墙板,保持预制建筑的多样化 和标准化协调统一。高标准、严要求、专业化等是装配式建筑实施的关键,要对预制构件的制作和施工提出较严格的技术 要求和质量标准。

当务之急是要通过国家行业主管部门组织国内骨干企业开展基础研究和标准规范编制工作,落实预制建筑通用结构体系的基本设计施工要求和控制要点。建立和培育一批专业公司开展预制混凝土工程的设计、施工、和管理,积极开发预制建筑施工的配套材料和施工机具,以促进各种专用预制结构体系发展。

参考文献

[1]徐雨濛:我国装配式建筑的可持续性发展研究[D].2015.11-12

[2]蒋勤俭:国内外装配式混凝土建筑发展综述[A].2010.4-4

论文作者:王百超

论文发表刊物:《城镇建设》2019年第07期

论文发表时间:2019/6/28

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