基于PC构件的装配式建筑施工技术研究唐超智论文_唐超智

基于PC构件的装配式建筑施工技术研究唐超智论文_唐超智

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摘要:PC构件指的是利用工业化生产方式制造的混凝土构件,在工厂中利用现代化机械设备加工制作,之后运输至项目施工现场展开吊装和连接施工。从生产流程角度而言,装配式建筑具备节能、节水、节材等优势,属于一种绿色施工技术,对我国建筑工程工业化生产可以起到非常大的促进作用,在减少生产环节的同时促进建筑生产向着工业化方向转变。随着当前人们生活质量的改善和提高,建筑形式呈现出明显的多样化发展区域,装配式建筑属于一种新的建筑形式,在建筑工程方面的应用越来越广泛。但是,当前人们在装配式建筑的认识方面还不够深入,为了更好地促进建筑行业发展进步,必须要做好对装配式建筑施工技术的研究,提高建筑施工水平。

关键词:PC构件;装配式建筑;施工技术

一、PC建筑与BIM概述

党的十九大报告中明确指出要加快建立绿色低碳的经济体系建设,装配式建筑作为近年来大力发展的新型绿色产业,具有模数化,规范化,高质量,工期短,绿色环保的优势,因此推进装配式建筑具有重要意义。

(一)PC建筑

现行装配式建筑主要分为装配钢筋混凝土结构、装配钢结构及装配式木结构三种结构类型。装配式混凝土结构建筑也称PC建筑,其结构系统由混凝土部件(预制构件)所构成,由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。PC建筑相对传统现浇建筑具有节约水电能源,现场施工噪声小,现场现浇工作少及环保节能的优点,但同时也存在着一些缺点,比如造价暂时比传统现浇建筑高,分析主要是由于PC构件标准化程度低,运输成本高及现场安装存在构件错漏碰缺的问题所造成。

(二)BIM技术

BIM即建筑信息模型,对建筑业而言是继CAD之后又一大变革。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性、参数化性、信息完备性等特点,运用BIM技术可以建立建筑的三维模型并与集成项目全寿命周期中各个阶段的工程信息,可以便捷地为项目参建各方在各阶段应用。特别是在工程设计和施工阶段提供相互协调、内部一致的信息模型,达到各专业协同工作,设计施工的一体化,从而极大降低了工程生产成本,保障工程按时按质完成。BIM技术和PC建筑技术均为新兴技术,当它们与传统建筑融合后将会带来建筑工业化的巨大发展。

二、PC构件生产

(一)优化整合装配式构件生产流程。装配式建筑的生产阶段是装配式建筑生产过程的重要组成部分,也是装配式建筑设计和建造的关键环节。为了确保装配式构件生产所需的加工信息的准确性,PC构件生产厂家可以指导读取BIM模型中装配式物件的几何信息,指导构件的生产,实现计算机辅助制造(CAM)。同时通过模型传递将构件的生产信息传递给施工单位,以确保装配式构件在施工现场的装配质量并建立PC构件的质量可追溯性体制。

(二)加快复杂PC构件的生产过程。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在PC建筑设计的过程中,对一些造型相对复杂的建筑或多或少的存在一定数量的异形或非标的构件,这种构件在传统现浇建筑的制作过程中,由于现场施工条件及施工工人水平不同,往往质量难以保证。但在PC构件生产工厂里,标准化的生产空间同时避免了危险的高空作业环节,对异形构件的生产质量有强有力的保证。同时BIM模型的介入,对构件的尺寸、形状均可以精确控制。BIM模型也可以与逐渐成熟的3D打印技术结合,直接快速打印出相应构件。可见PC+BIM模式可大大加快异形构件的生产进度。

(三)改善PC构件库存和现场管理。通过将BIM技术与RFID技术相结合,可以通过在PC构件的生产中安装和使用RFID芯片,仓库检查员和物流人员可以直接从芯片里读取信息,构件的相关信息可以实现电子信息的自动控制,从而可以节省大量时间和成本,在施工阶段,施工人员使用RFID技术直接提取装配式单元的信息,检查装配式单元的安装位置和其他必要的项目,可以提高质量管理水平和工作效率。

三、基于PC构件的装配式建筑施工技术

(一)运输与堆场

首先,PC构件在运输方面以低速平板车运输方式为主,运输过程中注意维持楼板水平放置,避免运输过程中出现损坏。另外,运输架还需要放置在枕木位置,严格按照PC构件运输要求将其固定,保证PC构件顺利运行。其次,预制构件在运输至施工现场后,需要使用塔吊等设施将其转移至指定位置,在预制构件上架设枕木,确保构件的顺利堆放,为了避免构件在施工现场堆放过程中出现倾覆等事故,还需要使用三脚架钢槽制作满足刚度要求的支架,选择对称堆放方式,保证构件临时堆放安全性,为之后各项施工工序的顺利有效进行打下良好基础。最后,预制构件现场吊装过程中容易发生变形等问题,为了实现对这一问题的有效控制,在选择吊具时,尽量使用钢扁担竖向起吊,吊装过程中需要注意构件两边位置的水平,避免边槽等位置遭到破坏。构件接近指定位置后结合人工配合方式,维持构件吊装的顺利开展。在大块楼板吊装方面,需要选择可调式模具吊装,在维持构件均衡受力基础上减少应力集中对构件的破坏。

(二)装配式结构安装与调整

在剪力墙构件吊装安装过程中,需要设置临时支撑系统,支撑系统设置在斜向与水平调节螺杆预制剪力墙位置,保证整个剪力墙吊装施工的顺利有效开展。预制剪力墙吊装施工完成后还需要注意对刮板垂直度的检验。另外,可使用调节螺杆保证预制剪力墙构件与下部构件牢固连接。完成预制剪力墙安装施工后,确保预留钢筋在指定位置,之后使用高强度混凝土浇筑,变为整体剪力墙,保证施工质量满足装配式建筑的施工需要。

在梁板安装和调整方面,梁板吊装前需要结合支撑设计方案做好支撑架体的搭设,同时利用该架体安装预制梁板,楼梯和阳台等位置施工多选择一次性预制成型方式,因此,施工现场进行梁板吊装施工时,在接头位置需要使用较高强度的混凝土浇筑,连接位置处理符合相关要求,取得理想的施工质量。

(三)受力分析

吊装件在施工过程中受力时间较短,主要受力方式为轴心受拉和偏心受拉,《钢筋混凝土结构中预埋件设计》中给出预埋件轴心受拉和偏心受拉的计算方法及影响因素,并给出了最小锚固长度的规定;GB50010-2010《混凝土设计规范》给出了吊环应采用HPB300级钢筋进行制作,锚入混凝土的深度应不小于30d(d为吊环钢筋直径),并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,按2个截面面积计算的钢筋应力不大于65N/mm2;但未给出预埋件的承载力计算方法。北京交通大学王秀娟等给出由锚板和直锚筋所组成的受力预埋件的总截面面积的计算公式和锚板厚度的最小构造要求,提出锚板外边缘的弯矩是决定锚板厚度的重要因素。李嵩通过工程实践总结出工业建筑预埋件施工前的准备工作以及预埋件施工的程序。华南理工大学李康权给出螺栓套管的埋置深度和直径的增大,可以提高极限承载力,而极限承载力与螺栓套管的埋置倾角关系不大。上海宝冶集团有限公司的尹洪冰等通过美国混凝土规范墙体预埋件的计算分析及与中国混凝土规范的比较,对墙体预埋件承载力的各项计算进行对比分析。林安岭针对不同特点的预埋件提出了相应的安装与就位方法。孙丽思从脱模吊装、运输吊装和安装吊装三个方面分析大型预制混凝土墙板的吊装,给出了吊点的计算和吊装过程。同济大学赵勇等给出了预制混凝土构件吊装方式以及相关的施工验算方法。

结语:装配式建筑的持续健康发展是建筑产业现代化的重要组成部分,是影响城市发展水平的重要因素,在国家产业化绿色经济建设方面起着突出作用。为此,应当加强该技术的推广应用。

参考文献

[1]郭树勇.装配式建筑工程造价与成本控制分析[J].居舍,2018(29):141.

[2]杨宝三,李雪丰,杜可勋,董儒坪.装配式建筑引领绿色施工[J].住宅与房地产,2018(28):21.

[3]刘建波,王佳佳,张礼华,方记文.基于现场总线的PC构件码垛养护控制系统研究[J].制造业自动化,2018,40(09):34-37.

论文作者:唐超智

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期

论文发表时间:2019/5/6

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