前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的建筑工業化的缺點主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】工業化建筑;PC外墻施工技術;經濟效益;
工業化建筑的理念在上世紀50年代就被引入我國,但目前利用工業化理念的建筑卻很少。筆者認為有兩大主要原因制約了工業化建筑在我國的發展。一是我國的建筑行業并不具備成熟的理論體系以及先進是施工技術,兩者均不能滿足工業化建筑的需求;二是我國的工業化建筑尚處于探索階段,其建筑成本甚至比傳統施工還要高。基于以上分析,我國的工業化建筑應將重點放在探索先進的施工技術和取得較高的經濟效益上。
一、工業化建筑PC外墻施工技術
日本學者形象的將工業化建筑概括為像制造汽車一樣來建造房子,才能實現提高建筑行業勞動生產率,降低投資成本。筆者根據自己的理解將工業化建筑理解為:采用現代化的技術手段和方法,以工業化的生產方式來改造建筑行業,不斷實現其向集約型成產轉變。如果將建筑施工的各個環節都加入工業化建筑理念,那么取得的經濟效益將是不可估量的。本文以PC外墻施工為重點討論對象,深入探析工業化建筑取得的巨大經濟效益[1]。
(一)PC墻板結構
1.PC結構:是指專為建筑施工而生產的成品混凝土建筑構件,其關鍵節點采用現澆工藝,使整體建筑結構性能與建筑結構內部的電氣系統、消防系統以及給排水系統相結合,共同發揮作用。
2.PC墻板結構:PC墻板是預制混凝土墻板的簡稱,它不起承重的作用,僅作為外墻維護。PC墻板的優點是耐久性比較好,起到了保溫隔熱的作用,同時有效的防止了外墻滲漏;PC墻板是成品混凝土構件,裝飾裝修非常方便,施工進度很快;另外PC墻板的厚度小,能增大建筑物的有效使用面積。
但PC墻板也有其局限性,施工時如不在外側貼面上采取加固措施就比較容易出現外鼓現象,其不適宜用在抗震區建筑的外墻施工中。
3.與建筑物主體連接方式:按照外墻施工方法分為外掛式和側連式。
(二)工業化建筑PC外墻施工技術
1.PC外墻安裝流程:PC外墻安裝施工工藝的流程可按圖1進行。
2.PC外墻安裝施工:PC外墻安裝時,要用螺栓先將鋼管斜支撐與墻板進行連接,再與現澆混凝土構件進行固定。臨時固定后再利用不同長度的鋼管斜支撐對構件進行水平位置和垂直位置的調節,這個工藝需小型千斤頂的配合才能達到精確度的要求。
(三)PC外墻與主體結構的連接。PC外墻與主體結構的連接主要可分為PC外墻與梁板連接、PC外墻與結構柱連接兩種[2]。
1.PC外墻與梁板的連接
1.1梁板頂端:在PC外墻頂端預留U型鋼筋,并通過混凝土澆筑將其與梁板鋼筋緊密連接在一起,也就是說預留的那部分鋼筋負責在PC墻板安裝完畢后將梁板鋼筋進行綁扎。但是這種方法施工不方便,浪費人力和工時。
改進措施:PC墻板頂端與框架梁的連接方法采取固定的線作為支撐,在墻板上部的內側預留U型鋼筋,并將其插入梁內,再通過混凝土現澆的方式將兩者連接固定。這種施工方法連接方便,連接后整體結構性能較好。
1.2梁板底部:PC外墻和梁板底部的連接比較普遍采用以下兩種方法。
其一:利用高強度灌漿料將梁板底部與樓板相連接,并結合焊接方法。這種方法基本能夠達到施工質量要求。
其二:在PC外墻頂端預留一部分鋼筋,方向豎直,底部則預先埋設套筒,利用灌漿技術將兩者連接。待連接完畢且位置確定精準后,再進行PC墻板的灌漿工作。著中國連接方法適宜用在各種PC構建中,整體性能較好,且墻板和樓板之間不易產生縫隙。唯一缺點就是套筒費用較高。
2. PC外墻與外墻暗柱的連接
PC墻板的兩側可預留U型箍筋,在PC墻板和樓板之間設置一個暗柱,通過澆筑混凝土將外墻與暗柱連接起來。需要注意的是在連接前,要將PC墻板和暗柱的箍筋通過鋼筋連接,連接兩者的鋼筋要豎直。同時要重視焊接的質量,也要注意不要損壞內側保溫板。
總結連接方案:PC外墻板和附近框架梁連接時可與側面預先留置的鋼筋進行整體澆筑; PC外墻下端利用高強度灌漿料結合焊接的方法與樓板進行連接;而PC外墻與外墻暗柱的連接則可通過現澆技術實現連接。按照這幾種施工技術進行外墻施工,不僅簡單快捷,而且質量有保證,同時也具有一定的抗震功能[3]。
二、工業化建筑PC外墻施工技術與經濟效益的分析
(一)兩者對比
為了更方便的研究工業化PC外墻施工成本,筆者選取了某市某住宅小區15#樓實際外墻施工與假設外墻施工(PC外墻)進行對比,現分析如下:
1.實際外墻施工成本:由于篇幅限制,筆者選取15#樓一個比較標準的樓層第五層的外墻施工成本進行計算,綜合單價分析如表4所示:
2.假設PC外墻施工成本:我們假設15#樓第五層采用工業化建筑模式來進行外墻施工,除外墻使用PC墻板,其余部分均同實際施工相同。并且假設PC外墻是距離施工小區20公里的某廠家生產的,那么經計算,假設PC外墻施工的綜合單價分析如表5所示:
3.結果討論:PC外墻生產的綜合單價包括很多方面,主要費用產生在模具定制、鋼筋混凝土、運輸費用以及人工管理費上,另外也包含利潤和稅費等。
(1)PC外墻安裝直接費用產生的高低決定了整個安裝工程的費用,pc外墻的直接費用產生主要是PC構件的生產費用、運輸費用以及安裝費用等。PC外墻施工的配筋要比現澆整體式多一些,如圖6所示:
(2)施工工期對比:假設的工業化外墻施工周期要比15#第五層的實際外墻施工周期縮短了兩天。因此表明工業化建筑具有工期短的優勢,因工期縮短也相應的節省了管理費。
(3)施工費用對比:采用PC外墻施工增加了一部分運輸費和安裝費用,但是PC外墻施工費用的優勢可提現在以下方面。
第一,PC外墻是由工廠生產的,在施工現場采用吊裝的施工方法,這樣就節約了一大筆人工費用。
第二,PC外墻生產廠家有特別定制的鋼模版,模具的周轉率要比現澆式施工的周轉率高很多,節省了很多材料的費用。
第三,PC外墻施工時,預制構件要與外墻一起進行澆筑,省略了外墻墻面抹灰的程序,同時也省去了內墻面抹灰的程序,節約了抹灰的費用。
最后,因PC外墻是預制混凝土墻板,與普通剪力墻比較,節約了很多臨時的施工費用,如水電費、設施管理費等。
通過以上對比可得出這樣的結論,當PC墻板生產達到一定的標準和規模時,鋼模具的周轉次數通常都能達到300次左右,加上合理科學的布置相應生產廠家的地理位置,工業化建筑PC外墻施工的成本要比普通建筑施工的成本低很多,能取得具有良好的市場前景和經濟效益,值得大范圍推廣。
三、結束語:工業化建筑是建筑行業比較先進的生產方式,不僅能提升施工人員的作業環境,也能節約資源,同時也是提高經濟效益的不二選擇,是我國實現建筑行業可持續發展的必由之路。但是目前我國的工業化建筑尚處于初級階段,相關技術亟需突破,需要相關人員的不斷努力和研究才能不斷推進其發展,促進其進步。本文通過分析工業化PC外墻施工的經濟效益,總結出工業化建筑對經濟效益的影響,以期相關學者共同研究,為我國工業化建筑的長足發展提供方向。
參考文獻:
[1]趙憲軍.外墻施工技術分析[J].科技信息.2012(8)
關鍵詞:混凝土裝配式住宅;施工技術;發展趨勢
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
在我國推行建筑工業化以及住宅產業化程度不斷加深的情況下,加之我國在人口紅利方面呈現出一種不斷減少的趨勢,在建筑行業內出現了一定程度的用工荒,因此,住宅產業化的發展趨勢也不斷明顯起來。混凝土裝配式住宅的建筑結構逐漸成為了目前研究的一個熱點所在,在全國各處也不斷出現混凝土裝配式住宅施工技術的新研究與新成果。
二十世紀八十年代,我國非常流行裝配式預制模式的大板住宅,但是因為整體的結構性能較差,容易出現滲漏以及樓板出現裂縫等情況,這些存在的問題直接對結構的安全和正常的使用產生了很大的影響,因此在發展中逐漸被更為合適的現澆混凝土這種結構所替代。但是,在目前新近產生的裝備式混凝土這種結構逐漸流行的情況下,尤其是近些年以來不斷引進國外先進的技術,我國本土化比較明顯的裝配式混凝土這種新型結構施工技術正在一步步的成形。所以,在本文中主要針對目前比較流行的混凝土裝配式住宅施工技術進行了總結與分析,在整體上呈現出下面三種趨勢。
一、以中南集團以及萬科集團為典型代表的混凝土裝配式住宅施工技術
中南集團以及萬科集團在很早以前就開始了對工業化住宅這一領域內建造技術的探索與研究,并陸續向香港以及日本等比較發達的地區與國家學習,逐漸形成了兩項主要的技術:
萬科集團所研究出的新技術主要是PC技術,這一項技術主要應用在全預制混凝土這一構件當中,比方說是陽臺、空調板或者是樓梯等等。在PC技術當中,主要需要解決的是全預制構件所涉及到的制作和安裝方面的技術,并對住宅施工中的裝飾、保溫以及窗戶邊框與墻體進行了一個整體的預制,這樣不但有效的解決了住宅常出現的窗框滲水這一難題,而且還有效的降低了在施工現場的濕作業量,以及避免了在工程施工后期的一些工序。
中南集團所研究出的新技術主要是NPC技術,這一項技術主要引自于外國所實行的預制混凝土的專項技術,并與我國特殊的設計要求進行了結合,逐漸形成了有著明顯的本土特點的技術系統。在豎向構件當中的剪力墻以及填充墻上使用的是全預制,在水平構件當中的梁以及板上使用的是疊合形式。每兩個相鄰部位的構件進行連接時,豎向方面一般是通過位于下方部位的構件來完成鋼筋漿錨的一個連接,而水平方面的構件一般是通過在適合的部位來進行現澆混凝土中連接帶的設置,用現澆混凝土來實現連接;水平方面的構件以及豎向方面的構件都是通過豎向方面的構件預留出來的插筋經合理操作伸入到梁與板之間的疊合層來完成連接的;通過各種形式如疊合現澆形式、現澆連接帶形式使豎向方面的構件以及水平方面的構件逐漸形成一個較為完整的整體結構。
中南集團所研究出的NPC技術相對來說體系是比較完善的,在豎向的結構部件當中基本上全部采用了全預制、在水平的結構部件當中一般采用的是疊合這種形式,這樣就大大減小了現澆量,在裝配率方面達到了百分之九十以上。但是它的剪力墻部位構件全部是經豎向漿錨鋼筋來進行連接的,在現場會有非常多的灌漿孔,保證每一個孔當中灌漿的質量是很難做到的,而且在現場進行抽樣檢查也很難實現,所以,需要對NPC技術當中所涉及到的連接做出進一步的改善,從而實現現場工作量的降低,保證結構的安全性。
二、半預制混凝土裝配式住宅施工技術PCF
半預制混凝土裝配式住宅施工技術主要使用在預制混凝土當中的剪力墻之外墻模等方面。其他部位比方說內部剪力墻或者是電梯井等部位仍舊使用支模現澆方式。該項技術有效解決了外墻模板這一方面的問題,同時避免了處于的腳手架和模板進行支設的問題,做到了模板的節約并有效提升了施工的整體安全性。但是,該項技術當中所主要使用的外墻混凝土的模板,在初始設計當中并沒有把它對墻體的實際承載力和實際剛度的貢獻考慮進來,這樣不但造成了材料上的浪費,還導致了計算出來的假定可能和實際的結構之間有著巨大的差別,這在抗震設計當中存在相當大的危險。此外,它的主體結構也就是剪力墻在一定程度上基本都是全現澆類型,所以,現澆量實際上是比較大的。
三、改良類型的現澆混凝土技術
改良類型的現澆混凝土技術的主要代表是清華大學所屬的輕鋼架構模式下的固膜技術,它的核心是使用工業類型的輕鋼架構等各種技術來替換目前所使用的鋼筋綁扎以及制作,以實現節省人力與提高效率的經濟目的。
輕鋼架構模式下的固模指的就是采取輕鋼架構來替換現場用來綁扎的施工鋼筋,使用免拆面板、一體化板或者是保溫板等各種類型的固模來代替目前使用的模板,在各種固模之間進行混凝土的澆筑的一類裝配技術,主要可以劃分為輕鋼構架模式下的固模混凝土樓板以及墻體。它的主要特征是,輕鋼架構能夠適用于較大規模的工業化生產,在施工的現場當中一般不采用綁扎鋼筋;使用免拆模板,盡量避免濕作業,使材料、人工兩個方面都得到節省,盡可能的降低能耗,提升工程的整體質量。此結構的房屋一般整體性能都比較好,在抗震能力方面較強,能夠切實的滿足各種復雜程度的建筑結構。然而,輕鋼架構模式下的固模在進行初始設計時并沒有把它對墻體剛度和承載力的貢獻考慮進來,因此導致了一部分材料的不必要浪費,所以它也存在相同于PCF技術的問題。輕鋼架構模式下的固模技術僅僅是在鋼筋這一個方面使用了這種裝配技術,在混凝土中還沿用了傳統的現澆方法,這是對目前技術的一種積極性改良。
四、加速混凝土裝配式住宅施工技術的合理化建議
隨著建筑產業化以及綠色低碳生活理念的不斷普及,我國很多房地產商、建筑施工單位和建筑設計院等各個層級的企業都對混凝土裝配住宅施工技術進行了積極有效的研究與分析,為了加快混凝土裝配式住宅在結構工業化路程上的腳步,應該在發展過程中與各種技術特點進行有效結合,取長補短,逐漸的形成與我國當前國情相適應的一項新型技術,在這一個過程當中,需要著重解決以下幾個問題:
1. 注重從標準以及設計的初始來切實解決混凝土裝配式這一結構的標準化問題和模數化問題,這同樣是進行工業化大生產所要求的一個必要因素,因此,在客觀上需要政府各有關部門積極從產業化這一具有戰略性意義的布局出發,去切實制定相關的標準來推動工業化以及產業化生產的發展。
2. 相關的企業之間應該進行密切的合作,聚合資源來開發有關的技術,真正做到資源的共享,在盡可能短的時間內使一定規模的產業形成。在提高混凝土裝配式所有的預制構件的質量的同時,同樣需要去注重對裝飾以及保溫一體化等方面的研發。混凝土裝配式這一結構在所有的預制構件之間所使用的連接技術應該完全使結構的整體性以及安全性得到保證,并盡可能的使連接構造之間簡化,使施工中的各種不確定因素降到一個最低點,做到標準的統一性,可以實現互換互用。
總結:混凝土裝配式住宅的建筑結構目前逐漸成為了研究的熱點所在,在全國各處不斷涌現出各種針對它的新研究與新成果。本文從比較流行的三類混凝土裝配式住宅施工技術出發,歸納出了每一類技術的優點和缺點,并針對加速混凝土裝配式住宅施工技術的發展提出了合理化建議。
參考文獻:
[1] 劉長發,曾令榮,林少鴻,郝梅平,莊劍英,高智,蘇桂軍,周銀芬,李慧芳,王剛.日本建筑工業化考察報告(節選三)(續二,續畢)[J]. 21世紀建筑材料居業. 2011(03)
[關鍵詞]懸挑腳手架;鋁合金模板;工字鋼預埋;BIM技術;綠色施工
1引言
高層住宅使用鋁合金模板情況越來越普遍,混凝土施工觀感質量好,垂直平整達到免抹灰要求。但是,對于外腳手架懸挑工字鋼采用傳統方法,浪費人力、財力,不經濟,急需研究一種新方法解決上述問題。
2工程概況
榮成海世界二期工程,位于榮成市嶗山屯南,寧家南路以南,海灣南路以北,結構類型為剪力墻結構,共8個單體,總建筑面積約116000m2,地上建筑層數11到31層不等。外腳手架采用懸挑扣件式鋼管腳手架,每6層懸挑一道工字鋼,懸挑高度為17.4m。
3懸挑腳手架搭設方案
本工程外腳手架采用型鋼懸挑腳手架搭設方式,型鋼懸挑腳手架施工時,由于本工程模板采用鋁合金模板,模板不能隨意開洞,故需要預先設計好工字鋼布置圖,在鋁合金廠家模板設計同時提供樓層工字鋼布置圖,然后鋁合金模板設計時候根據工字鋼布置圖在模板上設計洞口位置,制作成可拆卸的模板,遇到懸挑層時候,拆卸模板安裝工字鋼,同本樓層混凝土一同施工。
4懸挑腳手架搭設方法的設計與論證
4.1鋁合金模板懸挑腳手架傳統搭設方法
傳統懸挑腳手架搭設方法,由于鋁合金模板成型后不能隨意切割,在懸挑樓層施工時候,事先將外懸挑腳手架搭設至懸挑層的板頂;在剪力墻部位施工時候,按照工字鋼布置圖預埋擠塑板,懸挑層混凝土澆筑完畢后,拆除懸挑層搭設的外腳手架,進行懸挑工字鋼的預埋工作,搭設完懸挑腳手架后、進行后續樓層施工。缺點:外腳手架多搭設一層,在工字鋼安裝時還得拆除懸挑層的腳手架,費時費工。
4.2鋁合金懸挑腳手架新方法設計方案
通過分析論證、試驗,我們確定了鋁合金模板懸挑腳手架新方法,以下是新方法施工流程:新方法,避免了懸挑腳手架重復搭設,且加快施工進度,節省材料和人力。
4.3BIM技術設計及模擬施工
利用BIM技術設計出懸挑腳手架搭設流程,對工人進行可視化交底,BIM技術設計詳見下圖3。
4.4應用實施
實施效果:鋁合金模板在工字鋼部位直接預留活動板,拆卸安裝方便,且預留洞口尺寸標準見圖4,工字鋼與懸挑層外腳手架一同搭設,加快施工進度。
5應用效果
5.1設計目標效果確認
我們通過采用鋁合金模板懸挑腳手架搭設新方法,提高了施工效率,節約工期,保證安全要求,降低施工成本,滿足“四節一環保”的要求,將每層懸挑腳手架的工期加快2天,本工程共計懸挑14次,合計節約工期28天。
5.2經濟效益
外腳手架搭設按照外立面面積計算,20元/㎡×420㎡×14=117600元。
關鍵詞:住宅產業化問題分析不足與對策
中圖分類號:TU 文獻標識碼: A 文章編號:
0概述
住宅產業化是指用工業化生產的方式來建造住宅,就是實現住宅設計標準化、構件生產工廠化、施工機械化和組織管理科學化,從而提高住宅生產的勞動生產率和住宅的整體質量, 降低住宅的建造成本, 降低住宅建造的物質和能源消耗。推動我國住宅產業的發展要以模數化構建標準化, 以標準化推動工業化, 以工業化促進產業化。住宅產業化是一種住宅建造方式的變革, 就是改變傳統的落后的住宅建造方式,發展成為一種工業化生產方式。
能源消耗大、環境污染嚴重、住宅使用壽命短、質量通病嚴重和二次裝修問題是我國傳統住宅建造方式的缺陷。數據顯示,我國住宅建設用鋼占全國總用鋼量的20%,水泥用量占全國總用量的17. 6%,住宅使用過程中消耗的水資源占城市水資源的32%,住宅使用能耗占全國總能耗的20%左右,而且我國普通住宅建筑的平均壽命僅為30~40年,遠低于歐美等發達國家的建筑壽命。我國的住宅產業化進程存在下面一些亟待解決的突出問題。
1,住宅模數協調發展的不足與對策。
標準化是產業化的基礎,它包括設計標準化、生產標準化質量檢驗標準化等諸多內容,統一模數是實施標準化的基礎。統一模數制,是為了實現設計的標準化而制定的一套基本規則,使不同的建筑物及各部分構件的尺寸統一協調,使之具有通用性和互換性,以加快設計速度,提高施工效率,降低造價。
目前我國多數只是對通行的工業化結構體系做了簡單的模數規定,使得住宅建筑缺乏相應的產品、部品以及配合接口,存在大量濫造的現象,給建筑設計和施工帶來了很大的困擾。模數協調體系講求材料、設備、制品、功能空間、建筑部件相互之間最大化地實現尺寸的協調。而我國模數標準因為缺失了部品、制品與功能空間尺寸的協調研究,使得在現場的施工中必須得對材料和部品進行粗放的二次加工,砍、鋸、填、嵌等行為泛濫,既浪費又使結構喪失了部分功能。我國的標準體系從房間尺寸到部品接口、再到設備安裝很多地方都沒有做出系統的尺寸規定和協調標準,現階段住宅的功能部位中只有廚衛、樓梯和門窗有相對科學的標準,而建筑市場所需的部品、設備成千上萬種,缺口規模非常大。
模數協調體系的建立,需要政府的主導,也需要企業的積極探索。政府是主導,需設立專門的科研機構并聯合技術密集型的大型企業攻關,在模數體系建立、模數標準推行政策以及其他研究課題全面推進;而企業需要結合實際項目進行積極探索、建立研究機構,并通過試驗住宅和示范項目實現模數協調的應用。積極借鑒國際經驗,結合新技術、新材料、新結構制定模數協調標準。開展相關技術攻關和研究,研制便于改裝和維修的特殊部品及功能部位的接口技術,具體研究模數協調的應用,使設計、施工人員有章可循,體現模數協調的作用。
2,我國住宅政策法規與技術標準體系發展的不足與對策
九十年代以來,我國開始依靠科技進步改造傳統粗放的建筑方式,同時為了提高住宅的質量性能,并實現住宅產業的集約化生產,我國開始推行住宅產業化。先后頒布了領域廣泛的技術標準,其中包括對住宅建筑、住宅性能的評定、節能設計等一系列的技術標準,為推進住宅產業化提供了技術支撐。
我國政府在推進住宅技術標準過程中的職能缺失。政府在住宅技術標準體系建立的過程發揮著指導、觀察、監督和協調的作用,目前我國住宅產業市場新材料、新結構、新技術混亂,政府有關部門審批的部分新材料,在使用后出現問題,政府卻不能提供技術支持,這使得開發商為了保險自然無法突破過去的鋼筋水泥,新技術的應用和新材料的開發都遭遇障礙。一些在國外已經相當完善的產業化技術引入國內之后,面臨著無標準可依的局面,妨礙了先進建筑體系和技術的規模化應用。
我國住宅企業在推進住宅技術標準過程中乏力。企業往往是在自身發展利益和社會需求激發下研發新的技術并制定相應的行業技術標準,以對全行業的產品開發形成引導。在中國的技術標準體制下,雖然在實踐中摸索出一套技術標準,但不夠成熟,最緊要的當務之急是制訂統一的行業技術標準。
我國的住宅技術標準多為強制性規范而且不注重技術集成。我國技術、市場落后,實行的是國家強制的技術標準,阻礙物活躍的生產力,所以必從改變我國的標準體制,從實際出發,充分表達技術法規的目標和方法。而我國住宅產發展已突破了單向技術的掣肘轉向需求共性連接技術、集成建筑部品的標準和規范,但是距離建立一個完整的、開放的體系還有很多問題需要解決。
推動我國住宅技術法律法規與技術標準體系發展需要政府的主導,也需要企業的積極探索。在產業化推行初期,離不開政府的支持,政府要制定合理的經濟政策來保證技術研發的順利進行。并制定相應的企業技術標準體系,聯合科研單位和大專院校共同研究住宅技術體系發展的途徑。企業應結合具體項目的特點進行新技術的探索,以實驗住宅為研發途徑,以示范工程為推廣前的檢驗。住宅技術標準需要向體系化、集成化的方向發展。在標準化住宅建筑體系的基本框架基礎之上應逐步過渡到通用體系,以集合住宅實踐中規格化、標準化、系列化的住宅用各種構配件和部品的生產技術和安裝技術,逐步形成多系列的定型化住宅構配件和住宅產品。
3,我國工業化結構體系的不足與對策
完整的、標準化、系列化的住宅結構體系和與之相配套的成套技術是推動我國住宅產業化進程的必要條件。我國目前的住宅建筑體系滿足不了建筑工業化的要求,而且我國的生產、組裝與銷售的產業鏈并未形成。我國住宅建筑仍是以現澆、濕作業的粗放型方式為主,不但勞動強度大而且技術落后、生產率低等,嚴重制約了住宅產業的發展。改變傳統的住宅聲場方式,促進整體分解成相對獨立的模塊在工廠生產,然后進行現場裝配。采用自動化程度很高的構件生產流水線和高度機械化的現場施工方式,培訓技能較高的從業人員,能夠熟練、高效、安全地完成工廠生產以及現場裝配。
加快推進住宅建筑體系的集成工作。促進住宅整體模塊化、施工裝配化。將住宅拆分為相對獨立的功能模塊和部品,在工廠按照標準進行批量化生產,然后在現場進行機械化裝配。將住宅的結構部分與填充體部分適當分離,使之便于填充體的更新與改造。加快建筑結構輕型化,結構框架多采用輕質高強的材料、增加抗震性的同時便于施工。盡量選用方便拆裝的輕質的材料建造住宅的維護體系,保證其具有良好的保溫隔熱、耐火防水性能。
推動預制與現澆相結合結構體系。目前我國的預制裝配結構體系雖施工快速但整體性較差,且需要較大規模的生產工廠才能保證其質量的穩定和生產加工的經濟型;而工具式模板現澆結構體系的整體性較好,施工工法較易被工人掌握等優點,但還是現場施工程序較多,不易于質量的控制。這兩種結構體系有其各自的優缺點,下一步我國應推廣使用預制和現澆相結合的結構體系比較適合當前工業化發展的需求。
【關鍵詞】地下鐵道 鐵路和公路隧道 生態環境優越性 城市地下快速路 隧道 發展前景
在如今工業經濟與知識經濟并存的時代,經濟的競爭歸根結底就是科技創新能力的比拼。二十一世紀是地下空間的發展世紀,特別是隨著城市的快速發展,資源的過渡開發,必然會帶來環境污染、能源緊張、交通擁擠和水資源短缺等一系列嚴重問題,因此人們不得不發展地下工程,以緩解土地資源緊張而帶來的壓力。
國際上已提出把“二十一世紀作為人類開發利用地下空間的年代”,日本提出要利用地下空間,把國土擴大數倍。中國也開始重視地下空間利用的立法工作,各地區已開始進行地下空間的開發規劃。但由于技術立法不夠,在這方面出了不少問題,花費了許多不該花的工程費。
一、地下工程發展現狀
(一)地下鐵道
隨著城市在不斷的發展,并隨之擴大的趨勢,市內的地面運輸功能已經無法滿足市內交通的需求量,而修建地下鐵道則是改變這一現象最有效的手段之一。而在世界上存在已修建或者是正在修建地下鐵道的城市有80多個,而我國北京現在經修建地下鐵道達1140.1km,而天津已修建了7.2km的地下鐵道,同時在其他的大城市內也正在籌劃中。地下鐵道和其他城市運輸類型相比較,其運送能力最大;由于沒有平面交叉和采取自動閉塞信號,可以保證通行安全;地鐵各列車間的間歇時間可以很短,給旅客以很大方便;噪聲小,保護環境條件好。而地鐵的缺點是:固定運營費用比重較大,只有客流密度很大時才是經濟合理的。
(二)鐵路和公路隧道
中國1949年以來為克服山嶺障礙修建了總延長2000多公里的鐵路隧道,正在修建中的大瑤山鐵路隧道長達14公里。還修建了許多公路隧道。較長的有河南省輝陵公路的向陽隧道,長1400米;林石公路的太行隧道,長960米。鐵路和公路常需要跨越江河港口。為此,需要修建水下的鐵路或公路隧道。修建水底隧道過去多采用盾構法。但盾構法施工的斷面是圓形的,內部凈空不能很好利用,且埋深較大,使隧道總長度增加。采用沉管法可避免上述缺點。在荷蘭已經用沉管法修建了十幾條水底隧道。中國在上海用盾構法已建成黃浦江打浦路隧道,正在修建第二條越江隧道,還準備用沉管法修建第三條越江隧道。在日本,已經修建了許多鐵路或公路隧道,把一些島嶼聯結起來,著名者如青函海底隧道。橫越英法海峽的海底隧道還在研究技術經濟方案。現在通過直布羅陀海峽的隧道方案正進行可行性研究。從九龍到香港的海底隧道已修建完成。
(三)其他地下工程
水電站都修引水和泄水隧洞,有的還修有地下廠房和其他洞室。核電站有全部修建在地下的,也有為掩埋核廢料的地下深層洞庫。軍工工程和人民防空工事,有不少修于地下。有些地下工程可利用天然洞穴,在加固修繕后使用。
二、地下工程的優越性
地下快速路保護城市生態環境的優越性。地下修建快速路保護了城市的風貌和歷史人文景觀,節省城市寸土寸金的土地資源,為城市的園林綠化,實現人車分流,疏導交通,增加城市綠地,減少環境污染,建設宜人和美麗的地面開敞空間,協調人和自然的和諧生態環境創造了有利條件。充分利用隧道工程開發利用地下空間資源為人類造福,無疑是保護和改善人居生態環境,保護城市風貌,實現城市功能和環境和諧共生的最有效
途徑。
三、地下工程的發展前景
(一)城市發展與地下空間的利用
現階段關于開發利用地下空間的現實意義,是在于為可持續發展戰略創造條件。進2紀以來,城市化趨勢在不斷發展,規模在不斷擴大,這樣發展下去。城市地區土地無論怎樣節約,終究要有大片土地被占,對我國城市的可持續發展造成嚴重的威脅。近年來,世界上大部分國家很重視地下工程的發展,以尋求新的平衡作為一個重要解決的城市地面問題的重要方法,地下空間以嘗試保留盡可能多的面積滿足生活環境的需求,把道路交通、工廠和倉庫安排分配許到地下空間,形成土地資源有計劃性、長期性的人類 安全和舒適的生活環境,幫助和提供更多的服務。因此,在2l世紀的可持續發展戰略,利用隧道和地下工程及規模將不斷擴大。
(二)現階段地下空間利用的重點
當今一些發達國家的地下空間利用,實際上是與城市的發展緊密相關, 一般多c維護城市的功能和優化城市間聯絡通道的效率相聯系。如果我國現在普遍使用地下空間開發,且還缺乏相關的經濟條件。然而,一些沿海城市和地區,經濟發展已經達到了一定的水平,每年人均GDP達到5000-8000元,作為所謂的地下工程“門檻”,一般認為已達到地下空間所需要開發的經濟條件,并不斷地開發和利用地下空間,地下空間利用的要求,反過來也能夠推動城市經濟的發展,具體來說,當前我國的工作重點首先應基于這樣幾個基礎點:從改善城市交通的效率出發;其次是緩解交通運輸緊張局勢;創造條件為城市交通發展區域和城市的交通運輸效率,優化城市交通創造經濟條件。
四、結語
由于地下空間的開發對解決交通擁堵、改善城市環境、保護城市景觀、減少土地資源的浪費等方面都有著不可替代的作用,目前世界上的大城市都在加緊開發利用地下空間的研究。雖然我國的城市地下空間利用已經具備的一定的規模,但我國人口眾多且城市化進程還在不斷加快,現有的土地資源以及地下空間已經滿足不了們對物質生活水平的需要,繼續挖掘地下空間的利用價值已到了刻不容緩的地步。因此,地下工程在我國將來的城市建設和可持續發展中將發揮不可替代的作用。
參考文獻:
[1]宋建,劉霖,樊SS等.地下工程保護生態環境的優越性[J].地下空間與工程學報,2013,(3).
[2]王福祿.探討地下工程的現狀及其發展前景[J].科技資訊,2013,(23).
【關鍵詞】組合網架;結構設計特點;應用
引言
空間結構一直是備受矚目的結構形式,它的主要特點就是能夠充分利用不同材料的特性,來適應各種建筑功能及造型需要,它具有重量輕、受力合理、抗震性能突出、造價低、形式活潑新穎等優點。基于這些優點,該結構在國內外得到了廣泛的應用,尤其是大跨度空間結構在現今已經成為代表一個國家建筑技術水平的重要標志之一。
當前我國空間結構中以網架結構發展最快,應用最為廣泛。我國近年來在體育館、練習房、俱樂部、展覽館、影劇院、商場、會場、食堂、候車室以及工業廠房、大型機庫、采光天井等建筑中都可以采用。網架是由很多桿件從兩個或幾個方向有規律地組成的高次超靜定結構,它的特點是空間剛度大、整體性好、又有良好的抗震性能、能適應各種不同的建筑物造型要求;同時,還具有節省鋼材,重量輕,制造和安裝方便等優點。
一、組合網架的特點
組合網架是從一般網架結構演變而來的,組合網架是將網架上弦桿改用鋼筋混凝土平板或者帶肋板來代替,下弦桿和腹桿則仍然采用鋼材,以充分發揮鋼材受拉和混凝土受壓的有利條件,使兩種不同材料充分發揮各自的強度優勢;又使結構的承重和圍護功能合二為一,既可應用于屋蓋,也可應用于樓蓋,故組合網架是今后值得廣泛發展和大范圍推廣應用的新型結構體系。
在形式眾多的空間結構中,網架結構是當前發展最快的結構形式,其中在國內外應用最為廣泛的就屬組合網架,這主要是由于它具有下列一系列的優點:
(一)結構布置靈活多樣但又有高度的規律性,便于采用,可以滿足各種建筑平面的要求。
(二)節點連接簡便可靠,便于推廣。網架節點及其部件的規格種類少,便于進行大批量生產,近年來己經逐漸的做到定型化、工廠化和商品化,不僅保證了其受力性能合理,質量可靠而且簡化了節點連接的制作與安裝。
(三)結構的分析、設計計算已經成熟,而且可以采用計算機輔助設計,大大提高了效率。
(四)各構件的加工制作機械化程度高,并且已經全部實現工廠化,這樣既能保證結構質量同時也縮短了制作時間,提高效率,凸顯優越性。
(五)經濟性很高,能用較少的材料跨越較大的跨度,組合網架可以充分利用混凝土受壓、鋼材受拉這兩種材料的強度優勢,受力性能好,節省材料。
(六)滿足建筑工業化和商業化的需要。
與普通鋼網架相比,組合網架也有其缺點,主要有以下幾個方面:
一是組合網架用作屋蓋時,由于屋面用的是混凝土材料,屬于重屋蓋體系,因此其自重比較大,不宜用于大跨度結構(>60m);二是隨著跨度增大,鋼筋棍凝土板的受力也增大,這樣,給鋼筋混凝土板腹桿、下弦桿的設計等也都帶來了較大的困難;另外其節點處的用鋼量也比較大,加工制作的費用較一般的平面網架也高。
二、目前組合網架在國內外的應用
在80年代初期,德國的Zublin公司推出一種四角錐體系的組合網架,它的上弦節點是一塊方形鋼板,板的中部呈球缺狀,以便連接任意方向的鋼管腹桿;在鋼板的四角設有螺栓孔,孔上部呈倒錐形,孔下部有內螺紋。Zublin公司推出的這種組合網架體系曾在食堂等屋蓋結構中得到廣泛應用。羅馬尼亞在1981年設計了一幢四角錐組合網架結構的多功能體育館,該結構為斜放的四角錐組合網架結構,經過試驗研究和詳細的分析,發現該結構與傳統的鋼網架相比,用鋼量節省了大約22%,同時造價降低了1%-2%,當時便認為這種組合網架可用于屋蓋,同時可以將結構的跨度擴大到45m-50m。
我國1987年建成的新鄉百貨大樓加層擴建工程,平面尺寸34m×34m,采用斜放四角錐組合網架,這是我國首次在多層大跨建筑中采用組合網架樓層及屋蓋結構,也是我國多層建筑中最大的組合網架樓層及屋蓋結構。我國首次用于高層建筑樓層及屋蓋結構的組合網架是長沙紡織大廈,采用正放抽空四角錐組合網架,平面尺寸24m×27m,柱網分別取12m×10m,12m×7m兩種,總建筑面積約700m2,是目前覆蓋建筑面積最大的群體組合網架。跨度為20m左右的組合網架樓層和屋蓋結構,可在一般的公共和工業建筑中采用,例如,長沙歌舞劇院排練場平面尺寸為18m×21m,采用的便是正放四角錐組合網架樓層。我國在1993年建成的上海國際購物中心7、8樓層,平面尺寸為27m×27m,采用的是預應力正放四角錐組合網架,截去一個長12m的等腰三角形,選用預應力后節省鋼材32%。2009年濟南市體校新校區2號館樓蓋,是目前國內第一個樓板全現澆的預應力組合網架,平面尺寸為30m×40m,網架厚度為1.65m,采用下弦桿內布索的方式。
三、目前組合網架在結構設計中的可靠性理論
結構可靠性設計理論和方法的發展經歷得了幾個階段,包括幾何學設計法、荷載系數設計法、容許應力設計法、破損階段設計法和極限狀態設計法。
在將數學和科學應用于建筑以前,設計的準則主要是依據傳統經驗。許多準則通常是根據幾何原理給出建筑安全的限制,這便是結構最初的設計理論一幾何學設計法。這些準則通常是建立于不斷的嘗試與失敗的基礎上,基本屬于是經驗的判斷,例如梁柱尺寸也是根據經驗按照建筑物的比例而定。
隨著線彈性理論的發展,出現了容許應力法,在結構工程發展初期,采用容許應力的設計法還是比較合理的,但是由于工業的發展,結構工程中大量的采用了鋼材和混凝土,這些材料都有不同程度的塑性,因此在采用容許應力設計法時就會出現不合理的結果。這種設計方法和結構實際性能相差很大,不能正確地揭示結構工作的內在規律,現在絕大多數國家已不再使用。
隨著設計理論的發展,出現了按破壞階段的狀態進行設計的方法,即荷載系數法也稱破損階段法,這種方法考慮了材料的塑性,其設計原則是:結構構件達到破損階段時的計算承載能力R應不低于標準荷載引起的構件內力S乘以安全系數K,即:KS簇R其中這個階段安全系數通常是由經驗判斷的。從設計角度來說,破損階段法考慮了材料的塑性和極限強度,從而確定結構的最終承載力,但在可靠性方面,還是由安全系數來保證,這與容許應力法相同,也存在類似的缺點。后來隨著對荷載和材料變異性能的研究,認識到結構在使用期限內作用力以及結構的極限承載能力非定值,進而出現了極限狀態設計方法。極限狀態設計方法與破壞階段設計方法的主要區別是規定了結構的極限狀態,并用分項系數的形式代替了承載力總安全系數。
參考文獻:
關鍵詞:鋼結構住宅;優越性;設計原則;發展
近年來,隨著城市建設的發展和高層建筑的增多,我國鋼結構發展十分迅速,鋼結構住宅作為一種綠色環保建筑,已被建設部列為重點推廣項目。特別是在我國大中城市中,人多、土地資源少,而人們對住宅密度、環境綠地等要求越來越高的情況下,較大范圍應用鋼結構住宅,是我國生產發展到一定階段的必然產物。
據資料顯示:2002年3月,一座高達18層、采用H型鋼建造的鋼結構住宅樓在安徽省馬鞍山市動工建設。它是我國住宅產業從鋼筋混凝土跨進鋼結構模式的重要標志。上海同時有6幢鋼結構高層住宅在建設,最終他們將建到100米、34層,這在國內還是首次。北京住宅也啟用了鋼結構,位于朝陽區十里堡的晨光家園B區,全部采用H型鋼鋼梁、鋼柱。2002年9月開盤的北京金宸公寓,填補了國內高層住宅鋼結構體系建筑的空白,同時也標志著我國住宅的開發和建設已步入了全新的鋼結構住宅體系時代。
一、鋼結構住宅體系
住房的建筑形式和風格千差萬別,但就結構體系(支撐骨架)而言,只有磚混結構,木結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構等幾種主要的結構形式。隨著國家對環境保護意識的認識不斷加深,對木材和粘土已經提出限制、限時使用,現階段我國住宅建筑的主要結構形式主要以鋼筋混凝土框架為主,但該結構施工煩瑣、施工垃圾多且結構自重大,進深和開間相對較小,梁、柱粗大,空間利用率較低,這些缺點在一定程度上無法滿足條件越來越高的住宅建筑的功能要求。因此,開發堅固耐久,建造迅速,空間布置靈活,易于改建的新型住宅結構體系,成為住宅建筑和結構發展的重要趨勢。隨著我國鋼產量的快速增長及新型建材的發展和應用,符合上述要求的鋼結構住宅體系逐步發展起來并引起了廣泛的關注。
所謂的鋼結構住宅體系就是指由維護墻體、隔斷墻體、樓板與主體鋼結構共同組成的住宅體系。住宅鋼結構是指純鋼結構(鋼框架或框架—支撐)體系,介于高層鋼結構(鋼框架或鋼框架—混凝土剪力墻)體系與冷彎薄壁型鋼結構(Z、C等輕型鋼結構)體系之間的多層鋼結構住宅體系。
二、現代鋼結構的建筑特點
(一)預工程化程度高,建設成本降低,工期縮短
鋼結構建筑模數協調統一標準實現了建筑工業化大規模生產,提高了建筑預工程化,使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構配件具有一定的通用性和互換性。同時鋼結構建筑的預工程化使材料加工和安裝一體化,大大降低了建設成本;并且加快了施工速度,使工期能夠縮短40%以上,從而加快了房地產開發商的資金周轉速度,使建筑能更早投入使用。
(二)建筑與結構的設計與功能一體化,使建筑更富有功能化
在鋼結構建筑中,結構成為形象構成的重要因素,結構的形體,構件,節點從很大程度上導致并制約著建筑的形象。建筑與結構的設計與功能只有做到一體化,才能使建筑更富有功能化并創造出技術與藝術融為一體的鋼結構建筑。北京2008年奧運會國家體育場投標方案中有許多方案都體現了鋼結構建筑的這一特點。例如清華大學建筑設計院設計的可開合式方案,在體育場大屋面的中央設置兩個半圓型的玻璃頂面,同時相對旋轉、平行滑動完成大屋面的開合;又如中國建設設計研究院場館方案外觀即為建筑的結構,形象完美純凈,功能與結構達到了完美的統一;還有日本朱式會設建筑事務所設計的折疊式方案,屋頂由懸臂的鋼架結構支撐,可在30分鐘內完成開閉的動作,確保全年比賽及活動不受天氣影響。
(三)能夠滿足超高度和超跨度的要求
鋼材組織均勻,接近于各向同性勻質體,強度高,彈性模量亦高。其密度與強度的比值遠小于磚石,混凝土,木材,在同樣受力情況下鋼結構自重小,從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體。現在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂與高度超過1000米最高至4000米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結構相結合形成索膜結構體系更能滿足建筑對跨度的要求,使這在型建筑成為樗性建筑,比如日本東京后園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結構,面積達28000平方米,英國政府為迎接21世紀而興建的樗性建筑倫敦千年穹頂大型綜合性展覽建筑也是索膜結構體系,其穹頂直徑達到320m。
(四)原材料可以循環使用,有助于環保和可持續發展
發展鋼結構對于資源,能源都非常短缺的我國意義尤為重大,因為中國是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國。鋼材是一種高強度高效能的材料,具有很高的再循環價值,邊角料也有價值,不需要制模施工。目前國際上引人矚目的新型住宅品引入我國,其環保節能的特點主要體現在兩個方面:
1、該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統,溫度變化小,熱損失低。不論冬夏,都具有舒適當居住環境。室外零攝氏度時,室內仍可以保持17攝氏度以上;以室外溫度達到30攝氏度的情況下,室內溫度僅為21攝氏度左右。
2、與磚混結構住宅相比,可節能60%以上,冬夏季空調設備可節約耗電30%以上,結構的廢舊利用為100%,與磚混結構比較,同樣樓層凈高條件下,鋼結構維護墻體面積小,節約空調所需能源,減小維護費用。
三、鋼結構住宅設計的原則及問題對策
(一)鋼結構穩定設計的探討
穩定性是鋼結構的一個突出問題。在各種類型的鋼結構中,都會遇到穩定問題。對于這個問題處理不好,將會造成不應有的損失。現代工程史上不乏因失穩而造成的鋼結構事故。在我國1988年曾發生13.2×17.99m網架因腹面桿穩定位不足而在施工過程中塌落的事故。因此穩定性鋼結構設計中的主要問題,一旦出現鋼結構的失穩事故,不但會造成經濟嚴重損失,而且會造成人員的傷亡,所以我們在鋼結構設計中一定要把握好穩定設計這一關。目前,鋼結構中出現過的失穩事故都是由于設計者的經驗不足,對結構及構件的穩定缺少明確概念,造成一般性結構設計中存在穩定設計的薄弱環節。另一方面是由于新型結構的出現,如空間網架,網殼結構等,設計者對其如何設計還沒完全的了解。
(二)鋼結構建筑設計的原則
針對鋼結構建筑穩定問題,在實際設計中,我們必須遵循以下三個原則:
1、結構整體布局必須考慮整個體系以及組成部分的穩定性要求。目前結構大多數是按照平面體系來設計的,如桁架和框架都是如此。為保證這些平面結構不致出平面失穩,需要從結構整體布置來解決,亦即設計必要的支撐構件。這就是說,平面結構構件的出平面穩定計算必須和結構布局相一致。
2、結構計算簡圖和計算方法所依據的簡圖相一致,這對框架結構的穩定計算十分重要。目前在設計單層和多層框架結構時,經常不作框架穩定分析而是代之以框架柱的穩定計算。在采用這種方法時,計算框架穩定時用到的柱計算長度系數,自應通過框架整體穩定分析得出,才能使柱穩定計算等效力框架穩定計算。然而,實際框架多種多樣,而設計中為了簡化計算工作,需要設定一些典型條件。
3、設計結構的細部構造和構件的穩定計算必須相互配合,使二者有一致性。結構計算和構造設計相符合,一直是結構設計中大家都注意的問題。對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節點連接,應分別賦予它足夠的剛度和柔度,對框架節點應盡量減少桿件偏心,這些都是設計者處理構造細部時經常考慮到的。但是,當涉及穩定性能時,構造上時常有不同于強度的要求或特殊考慮。例如,簡支梁就抗彎強度來說,對不動鉸支座的要求僅僅是阻止位移,同時允許在平面內轉動。然而在處理梁整體穩定時上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉,同時允許梁在水平平面內轉動和梁端截面自由翹曲,以符合穩定分析所采取的邊界條件。
(三)鋼結構住宅設計中應注意的問題及對策
1、鋼結構住宅建筑要以建設計為主導,其他專業緊密互動配合。鋼結構住宅建筑除要遵循住宅建筑設計一般原則外、要注重解決:
(1)如何發揮鋼結構的優勢?梁跨度可增大、開間更靈活、為住戶創造更大的空間。但又如何避免鋼結構帶來的建筑平、立面單調呆板。
(2)要解決鋼結構住宅建筑防火、防腐蝕問題。特別是在多雨的地區,防腐、防銹工作處理的好壞直接影響到鋼結構住宅的推廣。
2、選擇和開發外墻板,是鋼結構住宅建筑推廣中的關鍵問題之一。除滿足外墻板的各項技術要求外,還要做到墻板原材料因地之宜、工作化生產、運輸、安裝連接方便。
3、鋼結構要做到安全合理、節點構造方便可靠、并為構件制作、運輸、吊裝創造條件。
結構抗震性能與結構布局規則性有很大關系。結構布局不規則,地震時易損壞,而且除彈性設計外還要作彈塑性層間位移驗算。因此應盡量使結構布置符合規則性要求。
住宅鋼結構的平面布局應力求規則、對稱。住宅鋼結構常見的布局不規則,主要是平面不規則。如平面形狀不規則,L形等,特別是支撐剪力墻偏置,明顯不對稱等。若樓層的最大彈性水平位移超過質心水平位移的1.2倍,就屬于平面不規則,此時需對支撐剪力墻的配置進行調整。
4、建筑設備與鋼結構住宅配合,是住戶首先遇到的問題。因此如何采用先進的技術來開發適合于鋼結構住宅的各項設備是我們必須要解決的問題。
5、鋼結構住宅的造價是房地產開發商最關心的問題。鋼結構住宅應定位于中、高檔住宅,鋼結構住宅建筑是一項系統工程,應從設計、制造、運輸、安裝、維修和管理等環節著手加強管理和協調,從而達到降低成本,提高綜合經濟效益的目的。
四、鋼結構住宅發展前景
住宅產業化是我國住宅業發展的必由之路,因為這將成為推動我國經濟發展新的增長點。鋼結構住宅體系易于實現工業化生產,標準化制作,而與之相配套的墻體材料可以采用節能、環保的新型材料,它屬綠色環保性建筑,可再生重復利用,符合可持續發展的戰略,因此鋼結構體系住宅成套技術的研究成果必將大大促進住宅產業化的快速發展,直接影響著我國住宅產業的發展水平和前途。
鋼結構建筑的科技含量很高,結構本身往往就是建筑表現,鋼結構的表現與工藝不僅是實現形象構思的必要手段,而且對建筑形象的影響極為顯著,這就決定了結構構思是形象構思成功與否的關鍵所在。科學技術的進步,審美觀的改變必然使得鋼結構建筑不斷地去擴展自身的表達語匯而尋求發展。我們所提倡的是:拋開風格要素,從結構理性主義出發,從現代的和傳統的從多風格流派中吸取精華,創造出技術和藝術有機融合的鋼結構精品建筑。
目前國內的建筑業生產效率較低,尚屬勞動密集型產業,而鋼結構住宅屬于高技術高效率的產業,加快對鋼結構住宅的研究,將促進建筑業向技術密集型產業轉化,并將帶動建材、冶金、信息機械尤其是鋼鐵企業的發展。
應該看到,我國鋼結構住宅正得到大力地發展,但從建筑、結構設計到制作安裝,各個環節我們都與國外先進水平有很大的差距。作為設計人員,應在工作中應該腳踏實地的積極創新;專業研究人員則應對鋼結構設計理論和設計方法進行深入系統的研究;技術主管要加強對從業人員的技術培訓及市場的管理力度。只有這樣才能使我國鋼結構住宅產業化得到更加健康的發展,成為真正具有國際競爭力的產業。
參考文獻
[1]薛發,國內鋼結構住宅的墻體發展狀況[J].工程建設與設計;2004-09.
[2]蔡玉春;鋼結構住宅產業化的現狀與進展[J].鋼結構.2005-01.
關鍵詞:磚砌體;砌筑工藝;施工要點
Abstract: in construction engineering, occupied large proportion of brick masonry structure. Building brick masonry construction is an important part of building engineering construction, the quality of the project quality has important influence. Based on building brick masonry construction technology as the research core, simple of brick masonry masonry construction technology, and elaborates the key points of attention in the construction.
Key words: brick masonry; Laying process; Construction points
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
磚砌體是由磚和砂漿組成,它的施工工藝已經較為成熟,應用較為廣泛。磚砌體的優點:取材方便、施工簡單、成本低廉、歷史悠久、勞動量大、運輸量大等,適用于一般工業與民用建筑中磚混、外磚內模及有抗震結構柱的磚墻砌筑工程。缺點是具有自重大、勞動強度高、生產效率低等,且難以適應現代建筑工業化的需要。在磚砌體的施工過程中,除應采用符合質量要求的原材料外,還必須對影響砌筑質量的主要因素:磚的澆水濕潤程度,砂漿飽滿度,臨時間斷處接槎是否牢固,組砌形式和水平灰縫厚度等進行嚴格的質量檢查、監督和控制。
一、施工準備
1、磚的準備
選磚:磚的品種、強度等級必須符合設計要求,并應規格一致;用于清水墻、柱表面的磚,外觀要求應尺寸準確、邊角整齊、色澤均勻、無裂紋、掉角、缺棱和翹曲等嚴重現象。
磚澆水:為避免磚吸收砂漿中過多的水分而影響粘結力,磚應提前1~2d澆水濕潤,并除去磚面上的粉末。燒結普通磚含水率宜為10%~15%,但澆水過多會產生砌體走樣或滑動。氣候干燥時,石料亦應先灑水潤濕。但灰砂磚、粉煤灰磚不宜澆水過多,其含水率控制在5%~8%為宜。
2、砌筑砂漿
2.1砂漿的種類
砌筑砂漿有水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿。
2.2砂漿的選擇
砂漿種類選擇及其等級的確定,應根據設計要求。水泥砂漿和混合砂漿可用于砌筑潮濕環境和強度要求較高的砌體,但對于基礎一般采用水泥砂漿。石灰砂漿宜用于砌筑干燥環境中以及強度要求不高的砌體,不宜用于潮濕環境的砌體及基礎,因為石灰屬氣硬性膠凝材料,在潮濕環境中,石灰膏不但難以結硬,而且會出現溶解流散現象。
2.3材料要求
砌筑砂漿使用的水泥品種及標號,應根據砌體部位和所處環境來選擇。水泥進場使用前,應分批對其強度、安定性進行復驗。檢驗批應以同一生產廠家、同一編號為一批。
砂漿用砂的含泥量應滿足下列要求:對水泥砂漿和強度等級不小于M5的水泥混合砂漿,不應超過5%;對強度等級小于M5的水泥混合砂漿,不應超過10%;人工砂、山砂及特細砂,應經試配能滿足砌筑砂漿技術條件要求。
3、主要施工機具
砌筑前,必須按照施工組織設計所確定的垂直運輸機和機械設備方案組織進場和做好機械設備的安裝,搭設好攪拌棚,安設好攪拌機,同時準備好腳手工具和砌筑用的工具,如貯灰槽、鏟刀、砍斧、皮樹桿、托線板等。
二、磚砌體砌筑工程的施工工藝
1、砌筑形式
一順一丁砌式:一順一丁砌法是一皮中全部順磚與一皮中全部丁磚相互間隔砌成,上下皮間的豎縫相互錯開1/4磚長;
三順一丁砌式:三順一丁砌法是三皮中全部順磚與一皮中全部丁磚間隔砌成,上下皮順磚與丁磚間豎縫錯開1/4磚長,上下皮順磚間豎縫錯開1/2磚長;
梅花丁砌式:梅花丁砌法是每皮中丁磚與順磚相隔,上皮丁磚坐中于下皮順磚,上下皮間豎縫相互錯開1/4磚長。
2、砌筑工藝
磚墻砌筑的施工過程一般有抄平、放線、擺磚、立皮數桿、掛線、砌磚、勾縫、清理等工序。
2.1抄平、彈線
砌墻前應在基礎防潮層或樓面上定出各層標高,并用M7.5水泥砂漿或C10細石混凝土找平,使各段磚墻底部標高符合設計要求。然后根據龍門板上給定的軸線及圖紙上標注的墻體尺寸,在基礎頂面上用墨線彈出墻的軸線和墻的寬度線,并定出門洞口位置線。
2.3擺磚
擺磚也稱撂底是指在放線的基面上按選定的組砌方式用干磚試擺。一般在房屋外縱墻方向擺順磚,在山墻方向擺長磚。擺磚的目的是為了校對所放出的墨線在門洞口、附墻垛等處是否符合磚的模數,以盡可能減少砍磚,并使砌體灰縫均勻,組砌得當。擺磚結束后,用砂漿把干擺的磚砌好,砌筑時注意其平面位置不得移動。
2.4立皮數桿、砌筑
皮數桿是指在其上畫有每皮磚和磚縫厚度以及門窗洞口、過梁、樓板、梁底、預埋件等標高位置的一種木制標桿。它能控制砌體豎向尺寸的標志,同時還可以保證砌體的垂直度。皮數桿一般立于房屋的四大角、內外墻交接處、樓梯間以及洞口多的地方,大約每隔10~15m立一根。皮數桿的設立,應由兩個方向斜撐或錨釘加以固定,以保證其牢固和垂直。一般每次開始砌磚前應檢查一遍皮數桿的垂直度和牢固程度。
2.5掛線
為保證砌體垂直平整,砌筑時必須掛線,一般二四墻可單面掛線,三七墻及以上的墻則應雙面掛線。
2.6砌磚
砌磚宜采用一鏟灰、一塊磚、一擠揉的“三一”砌磚法,即滿鋪、滿擠操作法。砌磚時磚要放平。里手高,墻面就要張;里手低,墻面就要背。砌磚一定要跟線,“上跟線,下跟棱,左右相鄰要對平”。水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度一般為10mm,但不應小于8mm,也不應大于12mm。為保證清水墻面主縫垂直,不游丁走縫,當砌完一步架高時,宜每隔2m水平間距,在丁磚立楞位置彈兩道垂直立線,可以分段控制游丁走縫。在操作過程中,要認真進行自檢,如出現有偏差,應隨時糾正。嚴禁事后砸墻。清水墻不允許有三分頭,不得在上部任意變活、亂縫。砌筑砂漿應隨攪拌隨使用,一般水泥砂漿必須在3h內用完,水泥混合砂漿必須在4h內用完,不得使用過夜砂漿。砌清水墻應隨砌、 隨劃縫,劃縫深度為8~10mm,深淺一致,墻面清掃干凈。混水墻應隨砌隨將舌頭灰刮盡。
2.7勾縫、清理
清水墻砌完后,要進行墻面修正及勾縫。墻面勾縫應橫平豎直,深淺一致,搭接平整,不得有丟縫、開裂和粘結不牢等現象。磚墻勾縫宜采用凹縫或平縫,凹縫深度一般為4~5mm。勾縫完畢后,應進行墻面、柱面和落地灰的清理。
三、砌筑要求
2.1磚基礎的砌筑要求
磚基礎有帶形基礎和獨立基礎兩種,基礎下部擴大部分稱為大放腳、上部為基礎墻。大放腳有等高式和不等高式兩種,前者是兩皮一收,兩邊各收進1/4磚長;后者是兩皮一收和一皮一收相間隔,兩邊各收進1/4磚長。
另外,磚基礎的轉角處、交界處,為錯縫需要應加砌配磚(3/4磚、半磚或1/4磚)。在這些交接處,縱橫墻要隔皮砌通;大放腳的最下一皮及每層的最上一皮應以丁砌為主。
2.2磚墻的砌筑要求
上下錯縫,內外搭接,以保證砌體的整體性,同時組砌要有規律,少砍磚,以提高砌筑效率,節約材料。 當采用一順一丁組砌時,七分頭的順面方向依次砌順磚,丁面方向依次砌丁磚。
另外,磚墻的丁字接頭處,應分皮相互砌通,內角相交處的豎縫應錯開1/4磚長,并在橫墻端頭處加砌七分頭磚;磚墻的式子接頭處,應分皮相互砌通,立角處的豎縫相互錯開1/4磚長。
2.3構造柱的砌筑要求
設有鋼筋混凝土構造柱的墻體,應先綁扎構造柱鋼筋,然后砌磚墻,最后支模澆注混凝土。磚墻應砌成馬牙槎(五退五進,先退后進),墻與柱應沿高度方向每500㎜設 水平拉結筋,每邊伸入墻內不應少于1m。
2.4磚柱的砌筑要求
1)磚柱應選用整磚砌筑。
2)磚柱斷面宜為方形或矩形。最小斷面尺寸為240㎜×365㎜。
3)磚柱砌筑應保證磚柱外表面上下皮垂直灰縫相互錯開1/4磚長,磚柱內部少通縫,為錯縫需要應加配磚,不得采用包心砌法。
4)磚柱的水平灰縫厚度和垂直灰縫寬度宜為10㎜,但不應小于8㎜,也不應大于12㎜。
5)磚柱水平灰縫的砂漿飽滿度不得小于80%。
6)成排同斷面磚柱,宜先砌成那兩端的磚柱,以此為準,拉準線砌中間部分磚柱,這樣可保證各磚柱皮數相同,水平灰縫厚度相同。
7)磚柱中不得留腳手眼。
8)磚柱每日砌筑高度不得超過1.8m。
2.5鋼筋磚過梁的砌筑要求
1)鋼筋磚過梁的底面為砂漿層,砂漿層厚度不宜小于30㎜。砂漿層中應配置鋼筋,鋼筋直徑不應小于5㎜,其間距不宜大于120㎜,鋼筋兩端伸入墻體內的長度不宜小于250㎜,并有向上的直角彎鉤。
2)鋼筋磚過梁砌筑前,應先支設模板,模板中央應略有起拱。
3)砌筑時,宜先鋪15㎜厚的砂漿層,把鋼筋放在砂漿層上,使其彎鉤向上,然后再鋪15㎜砂漿層,使鋼筋位于30㎜厚的砂漿層中間。之后,按墻體砌筑形式與墻體同時砌磚。
4)鋼筋磚過梁截面計算高度內(7皮磚高)的砂漿強度不宜低于M5。
5)鋼筋磚過梁的跨度不應超過1.5m。
6)鋼筋磚過梁底部的模板,應在砂漿強度不低于設計強度50%時,方可拆除。
結論
磚砌體結構因其造價經濟,工藝成熟,加之構造柱等抗震措施的推廣使用,使其在多層民用住宅中仍然有著廣闊的應用空間。但在同時我們應該注意,磚砌體結構應用勞動力多,從業勞動者工作素質參差不齊,這都給磚砌體砌筑工程的質量控制帶來了難題。因此應做好磚砌體質量控制,保證工程施工質量。
參考文獻
[1]汪丁海.房屋建筑磚砌體施工技術[J].科技傳播.2011(16)