装配整体式建筑的开发与研究.doc

1、装配整体式建筑的开发与研究21 世纪，中国的房屋主要在工厂制造出来，而不是按传统方法建造出来。建筑产业化是建造方式的变革，是由现在半手工半机械比较落后的建造方式，转变成一种工业化的生产方式。这是一种以半成品为主的施工方法，大量的大型预制构件在工厂里生产，运至工地后进行拼装，这种“工业化” （或者“工厂化” ）的建筑生产方式不但效率高质量好，而且节省材料、减少水电消耗，现场干净整洁，降低了现场工人的劳动强度，而且缩短了施工工期。本文对混凝土装配式框架结构进行了介绍，将建筑产业化，充分发挥了生产速度快，整体性好的优点，具有一定的社会效应和企业效应。 关键词：装配整体式框架、建筑产业化、施工工艺 中

2、图分类号： TU198 文献标识码： A 前言：我国建筑业仍停留在以手工作业为主的阶段，这种生产方式不但浪费材料而且不利于环保，效率低下，工程质量也难以保证；国内外经过几十年的研究，装配整体式混凝土结构主要集中在构件节点连接方式、接合部受力性能以及不同连接方式下的整体抗震性能方面。连接方式是装配整体式结构的核心技术，预制混凝土结构的实验研究和震害调查表明，只要预制构件的接合部位有可靠的连接，则预制混凝土结构有良好的抗震性能。 中国 2009 年 11 月 26 日正式对外宣布控制温室气体排放的行动目标，决定到 2020 年单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 4045。并提出加快建

3、设以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系。我国以工业化为平台，通过工业化实现节能环保、质量稳定和效率提升，并利用规模形成的先发优势，最终确立可持续性竞争优势。 一、 建筑产业化， 建筑(包括量大面广的住宅)产业化是利用标准化设计、工业化生产、装配式施工和信息化管理等方法来建造、使用和管理建筑，以提高建筑生成的劳动生产率，提高建筑的整体质量，降低成本，降低物耗。是建筑工业化发展的必然趋势，更是建筑业的深刻变革。建筑产业化可促进传统产业升级、转变城镇化建设模式、全面提升建筑品质，是建筑业转变发展方式的重要举措。 。 新型的装配整体式框架结构综合了框架结构和装配式结构的优点，克服了传统装配式房屋的所

4、有缺点，由于采用了梁墙整体预制的方式，梁和墙可以采用不同的混凝土强度等级生产，或者在墙体材料中混入陶粒、珍珠岩、聚苯颗粒等材料，提高墙体的保温隔热性能，甚至采用筛选过的建筑废墟破碎材料作为骨料，节约资源，降低能耗，真正的做到节能环保，适宜批量工业化生产，值得大范围推广，意义非凡。建筑产业化是建造方式的变革，是由现在半手工半机械比较落后的建造方式，转变成一种工业化的生产方式。将是建筑业发展的一个趋势。 二、装配整体式建筑的施工工艺 1、预制柱的加工、运输和吊装 该结构体系采用高强螺旋箍筋约束混凝土柱的形式，其承载能力是传统钢筋混凝土柱的 20 倍左右，与传统现浇钢筋混凝土柱相比节约混凝土 30%

5、以上，降低成本的同时减轻了结构的自重。对于钢筋的锚固形式，采用弯曲锚固、钢筋锚固板锚固和钢筋墩头三种锚固形式结合使用。如图 1 和图 2 所示，这三种锚固形式的灵活应用不仅解决了钢筋过密无法绑扎的施工难题，同时在一定程度上降低了施工成本、节约钢材。预制柱钢筋绑扎如图 3 所示，采用单片复合螺旋箍筋、连续复合螺旋箍筋对混凝土形成有效径向约束并满足高强箍筋配箍特征值和构造要求的钢筋混凝土。待绑扎完成后，合上钢模浇筑混凝土。表面压光处理，之后，预制柱蒸汽高温养护，养护时间只需要九小时左右，大大缩减了项目工期而且还不受季节和天气的影响。制作完成的预制柱运至现场吊装、校正、灌浆固定。 图 1 弯曲锚固和

6、钢筋锚固板锚固 图 2 墩头锚固 图 3 预制柱绑扎 2、 、钢梁安装 用高强螺栓连接钢梁，工程项目后期预制柱与梁连接采用高强螺栓对拉节点形式，该节点形式较项目先期施工所用牛腿式节点形式施工更加方便快捷，缩短了工期，同时节约大量钢材，降低了成本投入。预制柱改用一次性预制、吊装双层，从而加快了柱子生产速度，成倍提高吊装、校正效率，缩短工期；另外双层预制柱较前期施工的单层预制柱省去了中间节点连接的钢板箍、锚固栓杆等材料及其相应施工工序。 3、预制板的吊装、浇筑施工 预制空心楼板吊装就位， ，浇筑板缝完成预制板的安装。板端与钢梁搭接、板端板与板连接、板侧的连接分别如图 4、5 所示 图 4 板端与钢

7、梁搭接、板端板与板连接形式 图 5 板侧的连接 装配整体式建筑对中国建筑业的影响 新型抗震装配整体式混合框架结构体系与传统现浇建筑对比具有无可比拟的优势，它的成功应用将产生巨大的社会效益，将对中国建筑业产生革命性的影响： 1、材料用量下降，节能减排： （1）节省钢材。预制柱采用高强特钢制成的螺旋箍筋，这种高强特钢的强度是普通钢筋的 4 倍，使箍筋直径由 12mm 降至 5mm；新型抗震预制预应力空心楼板中为预应力钢绞线，每平方米含钢量仅为 4kg，而现浇结构每平米含钢量将近 17kg。以上两项减少钢材用量 4 倍多，而钢梁与钢筋混凝土梁的含钢量持平，综合起来，新结构体系用钢量比现浇结构节约达

8、20%。 （2）木材、架子管等支撑体系基本不再使用。由于梁为钢梁，楼板、柱均为预制，现场装配施工，基本取消湿作业，木材、竹胶板除预制空心楼板板缝处少量使用外，其它工序不再使用；架子管等支撑体系除安全文明施工少量使用外，其它工序也不再使用。 （3）混凝土方面，由于高强螺旋箍筋的使用，大大提高了混凝土柱的承载力，使柱子的截面变小，减少混凝土用量近 30%；楼板为预制空心楼板，减少混凝土用量1/4；梁改为钢梁，不再使用钢筋混凝土，综合起来将节约混凝土近一半。减少劳动人员数量。 由于梁板柱均在工厂批量流水预制生产，然后现场装配施工，基本取消湿作业，减少现场施工及管理人员数量近 10 倍。传统现浇结构每

9、平米建筑需要人工 2.5 个，如果保证 50 万平米主体工程 120 天完成，每天施工现场作业人数要达到 1 万人，采用装配式结构后，包括各预制构件加工厂在内，作业工人总数不超过 1000 人。面对目前劳务市场中劳务人员数量变少、劳务人员技能变差、劳务人员年龄变大、劳务费用越来越高的趋势具有重要的意义。 降低成本。 由于新型抗震装配整体式混合框架结构的材料的用量下降，人工数量减少，成本比现浇结构将降低 15%，降低造价 200 元/。以建筑面积50 万白沟箱包广场工程为例，采用新型抗震装配整体式混合框架结构比传统的现浇结构建筑材料及措施费节约达 8000 万，人工费节约 2500万，整个工程节

10、约造价达 1 亿元，每平米降低成本 200 元。我国每年框架结构施工面积达 4 亿平米，如果用此新结构体系建造将节约造价 800亿元，将为社会节约大量的财富。 提高抗震等级： 由于装配整体式混合框架结构的梁采用钢梁，楼板采用预制空心楼板，大大降低了结构的自重（经测算可降低自重 41%） ，质量的降低可提高结构的抗震等级，装配整体式混合框架结构可比传统的现浇钢筋混凝土结构抗震等级提高一级，建筑结构的抗震安全性大大提高，降低了地震灾害发生时，人民生命财产的损失。 提高建筑质量： 装配整体式混合框架结构涵盖全家居解决方案，避免了传统现浇结构施工产生的如胀模等质量问题。预应力空心楼板的使用，使屋面顶板

11、裂缝问题得到解决，建筑观感更好，便于结构维护、耐久性好。 缩短施工周期： 由于预制构件工厂化批量生产，施工工序减少，而且受季节性影响较小，施工工期缩短一半。就白沟箱包广场 50 万平方米工程量而言，采用传统的钢筋混凝土现浇结构仅结构主体需 1 年以上，而采用装配结构后只需半年。可见，采用此新结构体系可大幅缩短工期，缩短资金占用期限，提高资金周转率。 综上所述，此结构体系对国家和社会具有节能减排、低碳降耗、绿色环保的优势。对企业来讲能够达到多、快、好、省的目的。 总结： 装配式结构在欧美的应用相当广泛。在亚洲日本处于领先地位。发达国家预制混凝土结构在土木工程中的应用比重美国为 35%，俄罗斯50

12、%，欧洲为 3540%。近 20 年来，装配式结构在我国得到了长足的发展，研究更加深入；另一方面人们发觉装配式结构的潜力还待进一步挖掘，尤其材料工业的发展，加工设备、吊装机械的进步为其提供了很好的平台。 就目前来看，全国框架结构年施工总体量在 2.4 亿平方米左右，由此可见，装配式结构在我国建筑市场有着广阔的发展空间。装配整体式结构将具有节约混凝土、节约钢材、降低自重、提高抗震能力的优势。这些项目完成之后我们将真正的实现建筑产业化，打造节能环保、低碳降耗的绿色人居环境，为国家的可持续发展作出贡献！ 参考文献： 王召新，混凝土装配式住宅施工技术研究。北京工业大学硕士论文，2012 王东辉、柳旭东，装配整体式混凝土结构的发展。混凝土，1002-3550（2012）01-0113-13 周绪红、吴方国等，新型装配整体式房屋体系。中国会议汶川地震建筑震害调查与灾后重建分析报告，2008 严薇，曹永红，李国荣，装配式结构体系的发展与建筑工业化。重庆建筑大学学报。2004,10（5）