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一文掌握装配式建筑到底存在哪些问题?又需如何应对这些问题的!

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一文掌握装配式建筑到底存在哪些问题?又需如何应对这些问题的!

装配式建筑360 发表于 2021-1-28 01:10:10 浏览:  85 回复:  0 [显示全部楼层] 复制链接
2021-01-27装配式建筑360


前言


随着我国城市化进程的加快,住宅产业得到快速的发展。近年来,装配式建筑在各级政府和政策的推动下,受到了行业的青睐。2013年1月1日,国务院发布了《国务院办公厅关于转发发展与改革委员会住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》,在这一行动方案中,对推动建筑工业化做了具体部署,“住房城乡建设等部门要加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系,推动结构件、部品、部件的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工等于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑示范试点。”2016年2月,《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出“力争用10年时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”。进一步明确了装配式建筑是住宅产业的一个发展方向。《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发[2016]71号)提出了八项任务:①健全标准规范体系;②创新装配式建筑设计;③优化部品部件生产;④提升装配式施工水平;⑤推进建筑全装修;⑥推广绿色建材;⑦推行工程总承包;⑧确保工程质量安全。


为贯彻落实《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》和《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》,住房与城乡建设部组织有关单位编制完成了混凝土、钢结构、木结构装配式建筑技术规范。2017年1月10日,住房与城乡建设部分别以第1417号、第1418号和第1419号公告发布了GB/T 51231—2016《装配式混凝土建筑技术标准》[1]、GB/T 51232—2016《装配式钢结构建筑技术标准》[2]和GB/T 51233—2016《装配式木结构建筑技术标准》[3],并于2017年6月1日实施。迈出了装配式建筑标准规范体系建设的第一步。


在各级政府的推动和政策的扶持下,一批装配式建筑部品部件生产企业应运而生,为装配式建筑提供所需要的建筑部品部件。由此可见,我国的住宅建筑方式已经悄悄地发生了转变,装配式建筑这一新生事物已经成为住宅建设一种新的发展模式,在住宅产业中扮演着越来越重要的角色。


然而,与普通建筑相比,装配式建筑有什么优越性?这种建筑模式的转变可能带来哪些问题?如何应对这些问题?本文将在这些方面进行分析探讨,以求对装配式建筑有一个更清楚地认识,使这一新生事物能得到更好地发展。


装配式建筑的优点


(1)有利于施工人员素质的提高




装配式建筑模式是将建筑物的生产由现场搬到了工厂,在工厂生产建筑物所需要的各种部品部件,然后到现场进行拼装。这一搬迁使得工作环境有了很大的改善,让更多的人愿意从事这一工作。同时,从事这一工作的人员由现场施工时的临时人员变成了企业的员工,企业可以通过招工时的把关、进厂后的培训不断提高从业人员的素质。由此可见,装配式建筑的出现使得建筑业从业人员素质的提升成为可能。


(2)施工过程具有更大的灵活性




装配式建筑部品部件的生产可以根据部品部件的具体情况来确定,具有较大的灵活性,这对提高部品部件的质量有着相当大的帮助。


(3)有利于提高建筑质量




装配式建筑生产企业中,人员较稳定,工作分工较明确,通过上岗培训,职工素质通常比建筑施工单位的人员高。这为建筑工程质量的提升提供了保证。装配式建筑用的预制构件可以在一个较为宽泛的范围内选择生产工艺,可以更好地保证质量。


(4)更有效地节约原材料




装配式建筑构件生产企业通过混凝土配合比优化,可以使各种原材料得到更充分地利用,减少原材料的消耗。


(5)更有效地提高施工效率




装配式建筑施工的效率远比现场施工方式高,特别是一些多雨地区和寒冷地区,这种优越性更为突出。


(6)有利于建筑施工技术水平的提升


装配式建筑混凝土的制备与浇注由同一个单位完成,因此,可以综合采取各种技术来提高构件的质量。装配式建筑方式可以更有效地提升施工技术水平。


装配式建筑存在问题分析


综上所述,装配式建筑有诸多优越性,但装配式建筑也不是完美无缺的。对于装配式建筑这一新生事物,不仅要看到优越性的一面,也要看到存在的问题。只有看到这些问题,正确地面对这些问题,积极地采取有效的措施,才能使装配式建筑这一新生事物得到健康的发展。


(1)建筑结构的整体性问题

在现浇混凝土结构中,柱、梁、剪力墙、楼板等构件是同时浇注的。因此,现浇混凝土结构具有较好的整体性。但在装配式建筑中,每个构件是分别制作的,只是在装配过程中以适当的方式将它们连接在一起。从这一点看,装配式建筑的整体性不如现浇结构。我国是一个多地震的国家,抗震性能是建筑工程必须考虑的一个问题。建筑物的抗震性与结构的整体性有着密切的关系。结构的整体性降低将会引起建筑物抗震性能的降低。因此,在推广装配式建筑时必须考虑建筑结构的整体性问题,确保建筑物的抗震性能。


(2)现浇部分与预制部分混凝土变形不一致性问题

采用现场施工时,对于框架结构,首先浇注结构框架,然后砌筑填充墙体。在砌筑填充墙体时,结构框架混凝土的收缩已基本结束,砌筑墙体后结构框架混凝土的收缩很小,墙体对框架混凝土收缩的约束作用很小,因而结构框架混凝土不容易开裂。相反地,结构框架对墙体的收缩则可能产生一定的约束作用。因此,在框架结构中,裂缝通常出现在墙体中,结构框架一般不出现裂缝。在这种结构中,荷载主要由结构框架承担,墙体不承受荷载。墙体出现裂缝仅仅影响美观,并不影响建筑物的安全性。对于剪力墙结构,剪力墙是与柱、梁等同时浇注的,因而同时发生收缩变形。换句话说,剪力墙与柱、梁等结构构件的收缩是同步的。一般来说,剪力墙的强度等级与其它结构构件的强度等级差别不大,因而混凝土的配合比也相差不大,这使得剪力墙混凝土的收缩与其它结构构件混凝土的收缩基本相同。因此,在这种结构中,剪力墙与其它结构构件之间不产生较大的约束力,不会引起剪力墙或其它结构构件的开裂。而采用装配式建筑施工方式时则不同,各种墙体是在工厂里预制的。为了保证建筑物的整体性,一些柱、梁等结构构件是在各种预制构件安装好后浇注的。在浇注这些构件时,预制构件混凝土的收缩基本结束,而现浇构件混凝土的收缩还没有开始。也就是说,对于装配式建筑施工方式,预制构件混凝土的收缩与现浇结构构件混凝土的收缩是不同步的。混凝土收缩的不同步必将产生构件之间的相互作用。在这种情况下,预制构件混凝土处于受压状态,现浇构件混凝土处于受拉状态。在一些较细长的现浇构件中,容易产生较大拉应力。当这种拉应力较大时,在现浇构件中有可能产生裂缝。在装配式建筑中,现浇构件通常是一些承受较大荷载的结构构件,这些构件出现裂缝不仅仅是影响美观,可能影响建筑物的安全性。即便不影响建筑物的安全性,由于这些构件配有较多的钢筋,裂缝的存在也容易引起钢筋锈蚀。同时,这些裂缝也是侵蚀性介质进入混凝土的通道。从这些方面看,结构构件产生裂缝可能影响混凝土工程的耐久性。可见,对于装配式建筑,预制构件混凝土与现浇构件混凝土变形性能的一致性显得更为重要。


(3)模板利用率问题

与其它混凝土制品不同,装配式建筑构件没有固定的尺寸,属于来图加工。对于一些数量较少的建筑构件,模具的利用率较低,生产成本较高。


对策研究


(1)对于装配式建筑整体性较差的问题,目前主要通过两个方法来解决:


1)受力钢筋采用套筒式连接。建筑工程中,钢筋的连接不可避免。通过钢筋连接,在建筑物中构成一个钢筋网,以此保证建筑物的整体性。在装配式建筑中,建筑构件在工厂生产,每个构件的钢筋网都是独立的。只有通过适当的方式将这些独立钢筋网连接起来,才能形成整个建筑物的钢筋网,保证建筑物的整体性。采用现浇混凝土施工方式时,混凝土的浇注是在钢筋网形成后进行的,有足够的空间进行钢筋连接。对于同向钢筋,一般采用焊接的方法连接;对于交叉钢筋,一般采用绑扎的方式连接。采用装配式建筑施工方式时,构件与构件之间的钢筋连接受到操作空间的限制。特别是预制构件底部垂直方向受力钢筋的连接更为困难。然而,套筒式连接技术可以较好地解决这一问题。套筒连接技术是将上、下钢筋钣上螺纹,插入带有螺纹的套筒中,旋转套筒,将钢筋拉紧,然后灌浆封堵。通过这一方法,将不同构件中的钢筋连接起来,在建筑物中形成一个完整的钢筋网。更好地传递应力。目前,这一技术已经成熟,并应用于建筑工程中。


2)采用现浇混凝土与预制装配式建筑构件相结合的方式。在装配式建筑中,为提高建筑物的整体性,建筑物的节点处通常采取现浇方式。节点是多个构件的结合点,在这个地方将各个构件的钢筋与这一构件本身的钢筋绑扎在一起,浇注混凝土,将这些构件连接起来。通过这些现浇节点,将单个建筑构件连接成一个建筑物。通过这一方法,将分开浇注的建筑构件连接起来,形成混凝土构件网。


(2)对于现浇混凝土与预制混凝土变形不一致性问题,目前还没有引起足够的重视。客观地说,要使现浇混凝土与预制混凝土变形完全一致是不可能的,但应该尽量减小两者变形的差异。如果这两者变形差异太大,则可能产生裂缝,尤其是在现浇梁、柱中产生裂缝。为了避免现浇梁、柱中产生裂缝,可采取如下技术措施:


1)在现浇混凝土中掺入适量膨胀剂。装配式建筑中,由于现浇混凝土收缩滞后于预制混凝土收缩,混凝土收缩时,通常是现浇混凝土处于受拉状态,预制混凝土处于受压状态。混凝土的裂缝是由拉应力产生的,因此,裂缝容易出现在现浇混凝土构件中。在现浇混凝土中适量掺入膨胀剂,减小现浇混凝土的收缩,可以减小现浇混凝土与预制混凝土收缩变形的差异,减小两者之间的相互作用力。


2)严格控制现浇混凝土用水量。混凝土的收缩是由失水引起的,用水量对混凝土收缩有较大影响,减少混凝土用水量可以减小混凝土收缩。


3)适当增大现浇部分的截面积,减小预制部分的截面积。对于装配式建筑,现浇混凝土的收缩大于预制混凝土的收缩。因此,预制混凝土构件将约束现浇混凝土的收缩。由力学分析可得:



式中:σc 为现浇混凝土构件中的拉应力,MPa;Ec、Ep分别为现浇混凝土的弹性模量和预制混凝土的弹性模量,MPa;Ac 、Ap分别为现浇混凝土构件的截面积和预制混凝土构件的截面积;εc、εp分别为现浇混凝土的收缩变形和预制混凝土的收缩变形。


由式(1)可见,现浇混凝土构件中的拉应力不仅与两者之间的收缩变形差有关,也与两者之间的截面积比有关。现浇混凝土构件与预制混凝土构件的截面积比越大,现浇混凝土构件中的拉应力越小。也就是说,增大现浇混凝土构件的截面积,减小预制混凝土构件的截面积,可以减小现浇混凝土构件中的拉应力。


(3)模板的利用率影响到装配式建筑构件的成本,模板的利用率越高,建筑构件的成本越低。建筑设计采用模数制,模板采用拼接式,能较好的解决模板的利用率问题。


结语


装配式建筑是一种新型建筑模式,必将在我国的建筑业中占据一个重要的地位。然而,在大力推广装配式建筑的过程中也应该关注这种新型的建筑模式可能带来的问题。从上述分析可以看到,装配式建筑既具有许多优越性的一面,也具有一定风险的一面。因此,在装配式建筑的施工中,必须更加严格控制施工过程,确保施工质量。否则,不仅不能较好地展现其优越性的一面,反而会留下安全隐患,甚至造成不必要的损失


来源:江苏绿建住工科技有限公司



【END】


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