裝配式建筑技術方案范文

時間:2023-10-25 17:23:40

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裝配式建筑技術方案

篇1

關鍵詞:裝配式住宅;綠色建筑;四節一保

綠色建筑具有能耗低、污染少、保護環境等特點,可為建筑用戶提供自然、高效、安全、舒適的建筑空間。裝配式住宅是綠色住宅建筑產業化發展的核心技術,可降低綠色建筑建設成本,與綠色建筑的“四節一保”(節能、節材、節水、節地和環境保護)發展要求相符,建筑企業應在綠色建筑中推廣應用裝配式住宅。

1裝配式住宅在綠色建筑中的應用優勢

在綠色建筑工程建設中,裝配式住宅的優勢體現在以下五個方面:①節能。裝配式住宅在施工過程中,可減少人力、物力,在使用過程中,構件性能優于傳統建筑結構,可減少建筑運行能耗,節能效果顯著;②節材。裝配式住宅建筑使用的施工材料可循環使用,材料浪費現象得到有效遏制,材料使用率顯著提升;③節水。裝配式住宅統一生產構件,運輸至施工現場進行裝配,施工現場配置的施工人員、施工材料都較少,生活用水與生產用水大大減少,節約水資源;④節地。裝配式住宅在工廠生產建筑結構構件,無須單獨設置場地進行混凝土生產,可節約土地資源;⑤環保。在裝配式住宅建筑中,施工現場以裝配施工為主,無須運輸水泥、砂石等材料,施工現場粉塵污染大大減少,且無需進行夜間施工,不會產生光污染、噪聲污染,不會影響施工現場周邊居民正常生活。

2裝配式住宅在綠色建筑中的應用策略

基于裝配式住宅在綠色建筑中的應用優勢,建筑企業應根據住宅建筑特點,選擇合適施工技術,開展裝配式住宅建設工作,做到“四節一保”,實現綠色建筑建設目標。以某建筑企業的小區工程項目為例,總結裝配式住宅在綠色建筑中的應用策略。該小區工程項目用地面積約8萬m2,住宅可建設用地面積69858.88m2,均為裝配式住宅,要求預制率超過30%,其中裝配式住宅中“三板”占比超過60%。設計人員根據該小區工程項目施工現場地理條件與工程建設要求,進行裝配式住宅建筑、結構等專業方案設計,通過設計施工一體化工作,為裝配式住宅施工提供詳細指導,切實發揮裝配式住宅優勢。

2.1預制結構設計

在裝配式住宅施工中,預制結構部件是基礎環節,建筑企業應結合建筑工程的結構特點,將建筑劃分為預制柱、預制樁、預制剪力墻、內外墻板、樓板、屋面板、樓梯、陽臺等結構構件,在工廠完成各個結構構件的制作,將其與施工現場澆筑的部分柱與梁進行拼接,或到現場拼接各種預制構件,實現節約能源、保護環境的建設目標。為此,為保障裝配式住宅建設質量,設計人員應按照規范流程與要求實施預制結構設計工作。

2.1.1方案設計

在裝配式住宅的方案設計階段,設計人員應對裝配式住宅的平面布局、立面、結構、建筑空間等模塊進行設計。結合裝配式住宅的平面布局與立面結構,選擇合適的預制構件類型,在滿足建筑工程對建筑空間要求的基礎上,選擇合適的預制構件連接技術,再結合預制構件類型與連接技術,完成預制結構方案設計。在該小區工程項目中,設計人員引進BIM技術,基于BIM軟件的模擬功能,將裝配式住宅進行結構拆分,計算裝配式住宅的預制率,明確預制的建筑構件及相關參數要求。結合參數要求,在BIM軟件中構建各個預制構件族庫,遵循“少規格、多組合”的原則,將重復利用率偏低的結構從預制構件族庫內刪除,改為現場澆筑施工,以此明確工程項目中預制結構的范圍。在確保建筑工程預制率符合要求的基礎上,協調預制構件與現場澆筑施工,避免二者占比不合理,加大工程建設能耗,實現綠色建筑設計目標。

2.1.2初步設計

首先,結合方案設計成果,設計人員依托于BIM協同設計平臺,整合各項工程項目數據信息,計算方案設計后的預制裝配率等指標,準確拆分裝配式住宅的預制構件,實施標準化設計,確保預制構件符合工程項目建設要求,為后續預制構件生產提供詳細指導;其次,結合預制構件的設計成果,計算裝配式住宅建設成本,優化改進裝配式住宅的預制構件規格,提高裝配式住宅建設效益;最后,明確設備管線的預留預埋要求,完成裝配式住宅結構方案設計。在該小區工程項目中,設計人員的設計方案為:25個單體預制疊合板、13個預制剪力墻與3個預制空調板;通過初步設計的成本分析,調整預制構件的規格,轉變為19個單體預制疊合板、9個預制剪力墻與1個預制空調板,減少了種類數量,節約預制構件施工所用的模板、人工等,提高了制作運輸安裝效率,每平方米節約成本近30元,并顯著提高了裝配式住宅建設的環保效益與經濟效益。

2.1.3施工圖設計

在完成初步設計后,設計人員開展施工圖設計,繪制裝配式住宅的結構施工圖,明確裝配式住宅的裝配構件拼接要點,為裝配式住宅的施工提供依據。為保障施工圖的準確性與指導性,設計人員利用BIM技術的碰撞檢查功能,對預制構件拼接的空間實施管線碰撞檢測,分析機電管線是否存在交叉、重疊等問題,重新調整管線布局,通過翻彎、改道等措施,優化改進裝配式住宅的空間布局,確保預制構件的裝配更為科學合理,避免施工設計不合理導致返工,避免進一步影響綠色建筑建設目標的達成。

2.1.4深化設計

在裝配式住宅深化設計中,設計工作分為土建與機電兩個部分:第一,在土建深化設計中,主要對預制構件和裝配式建筑的現澆部分進行結合設計,保障裝配式建筑的整體性。設計工作涵蓋結構設計、參數檢測、參數統計三部分。在結構設計中,設計人員要結合預制構件拆分結果,計算預制構件與現澆結合點,完成構造節點設計,并明確預留、預埋要求;在參數檢測中,從裝配式住宅建筑整體(即預制構件與現澆結構)入手,分析預制構件之間是否存在碰撞問題、預制構件與現澆結構是否存在碰撞問題;在參數統計中,設計人員須要計算預制構件生產所需的混凝土體積與重量,明確預制構件的生產工程量,并統計預埋鋼筋的規格要求與所需長度,為工廠原材料采購提供參考,避免出現材料浪費現象。結合上述深化設計成果,設計人員利用BIM軟件自動輸出預制構件拆分圖、預制構件裝配圖及深化設計圖等圖紙。第二,在機電深化設計中,設計人員根據裝配式住宅的土建設計成果、圖紙等,選擇合適的機電設備類型,綜合部署機電設備管線,實施凈空控制、支架吊架設計及荷載驗算等工作,明確土建工程中應預留的機電管線孔洞,并通過BIM軟件自動輸出機電深化設計圖。

2.2施工方案設計

在完成裝配式住宅的預制結構設計后,根據預制構件生產要求、建筑工程設計要求,實施預制構件施工方案與建筑施工方案設計,指導裝配式住宅施工,實現設計施工一體化建設,提高裝配式住宅工程建設質量和效率。

2.2.1預制構件施工設計

在該小區工程項目中,建筑企業根椐設計好的裝配式施工圖紙設計預制構件生產方案,確保工廠生產的預制構件在質量、規格等方面符合建設要求。預制構件均采用裝配整體式預制鋼筋混凝土結構,通過工廠定制的鋼模板,完成各個鋼筋混凝土結構的施工,鋼筋混凝土結構澆筑完成后,通過澆水與蒸汽進行養護,確保預制結構構件的質量與精度符合工程建設要求。同時,設計人員考慮裝配式住宅的可持續性,將外墻結構與面磚的施工工藝設計為一次澆筑成型工藝,避免外墻面磚脫落,以提高外墻結構的密實性,預防出現開裂滲水等質量問題。在該小區工程項目中,設計人員應嚴格遵循工程精度要求,設計規范的施工流程,將預制結構構件的精度控制在5mm內。以外墻板為例,設計的預制施工流程為:①制作鋼模,根據小區住宅的外墻板大小,選擇鋼材制作模板,可循環利用約200次,且鋼模板報廢后可回爐重制,節約材料;②綁扎鋼筋,根據設計方案要求進行鋼筋綁扎;③鋪貼面磚,選擇節能環保性能優異的面磚材料,按照反打工藝的規范要求及流程鋪貼;④安裝窗框與預埋件,選擇隔熱性能優異的窗框材料,按照設計方案規定的位置安裝窗框與預埋件;⑤澆筑混凝土,一次性澆筑成型;⑥養護脫模,選擇蒸汽養護方案,循環利用養護用水,節約水資源,待混凝土結構強度符合要求后,再進行脫模;⑦全面清洗鋼模板,以便后續重復利用;⑧將制作完成的外墻板運輸至施工現場。

2.2.2裝配式住宅施工設計

就目前的建筑施工技術而言,裝配式住宅常用的施工技術包括單元吊裝組拼技術、BIM技術與產品保護技術等。在預制剪力墻施工流程設計中,設計人員考慮到剪力墻為裝配式住宅的核心承重結構,在剪力墻內部設置鋼筋大網片,以此提高結構強度;將預制剪力墻板運輸到施工現場后,要求施工人員以剪力墻內部的定位件作為吊裝設備的附著點,指導施工人員規范操作預制構件的拼裝施工,保障裝配式住宅施工質量。在上述施工流程設計中,裝配式住宅施工配置的人員較少,且無需進行水泥砂石運輸或攪拌等操作,可節約資源,降低施工現場噪聲,減少環境污染。在該小區工程項目中,設計方案中的施工流程為:預制剪力墻吊裝→預制柱吊裝→預制梁、預制樓梯吊裝→預制樓板吊裝→預制外墻、預制陽臺板吊裝→樓板上部鋼筋綁扎→樓板上部混凝土澆筑。

2.3內部裝修設計

在裝配式住宅的結構施工方案設計完成后,建筑企業可遵循綠色建筑的建設特點,將裝配式住宅的建設理念應用于內部裝修中,優化改進內部裝修設計,進一步提升綠色建筑的“四節一保”效果,提高裝配式住宅的環保效益。在裝配式住宅建筑工程中,內部裝修通常采用工業化裝修技術,并遵循裝配式住宅的建設理念。在工廠進行裝配式住宅裝修材料及所需物品的生產,再運輸至施工現場,通過集成化裝配完成內部裝修。具體來說,工業化裝修分為菜單式設計、工廠化生產和集成化供應三個環節,這符合裝配式住宅的設計施工一體化建設理念。在裝配式住宅的內部裝修中,工業化裝修落實的重點在于建筑內部分隔、廚衛系統、給排水系統等模塊的技術材料創新。因此,在裝配式住宅的內部裝修設計中,設計人員應注重綠色建材的應用,以落實綠色建筑建設目標。例如在分隔墻系統中,設計人員可通過綠色建材的選擇與合理應用,發揮裝配式住宅的優勢。在該小區工程項目中,設計人員設計的內部裝修方案為:在吊頂體系設計中,選用薄型輕鋼龍骨材料,減輕吊頂結構重量,延長使用壽命;在臥室裝修設計中,選用雙面雙層輕鋼龍骨石膏板隔墻,并在墻體內配置隔音材料,以提高臥室的隔音效果,為用戶創造安靜舒適的環境;在浴室裝修設計中,選用蒸壓輕質加氣混凝土隔墻板(ALC)預制板作為墻體材料,可減輕墻體重量,且該材料具有較強的保溫性能、防火性能與抗滲性能,具有減少建筑物能耗、提高建筑安全性的作用;在架空地板設計中,將地板設計為干式隔音雙層架空地板系統,提高地板穩定性,減少噪聲;在廚衛系統設計中,設計人員實施整體廚房與衛生間設計。在整體廚房設計中,設計人員整合建筑空間模數、廚房空間模數與廚房內各個構件的模數,如櫥柜尺寸系數、配套設施(如電冰箱、烤箱等)尺寸系數,利用BIM軟件構建建筑空間與廚房空間的模型,設計廚房開間與進深,再根據確定的廚房空間模型,部署櫥柜與配套設施。在整體廚房施工時,按照設計方案逐一安裝櫥柜與配套設施,這能夠最大限度利用建筑空間來建設綠色建筑。在整體衛生間設計中,設計人員將衛生間劃分為防水盤、壁板、頂板及支撐龍骨等部分,在工廠進行構件生產,與衛生間配置的潔具共同拼裝,完成衛生間模塊的設計與施工,現場無須進行濕作業,且構件標準化生產,提高材料利用率,節能環保。

2.4工程建設成效

在該小區工程項目中,設計人員結合綠色建筑建設特點與要求,優化設計裝配式住宅的預制結構、施工方案以及內部裝修,發揮裝配式住宅的優勢,顯著提升建筑工程的性能,提高綠色建筑施工的效率。具體來說,該小區工程項目的裝配式住宅應用效果如下:①在材料方面,從環保性、經濟性與耐久性三個角度評估該小區工程項目應用的材料。其評估結果顯示,施工材料的環保性評級與經濟性評級均為b級,說明該裝配式住宅所用材料屬于綠色建材,碳排量相對較少,部分材料可降解,且材料生產成本相對較低;耐久性評級為c級,該裝配式住宅所用材料可用年限為20年。②在生產方面,該小區工程項目使用裝配式住宅施工,人工成本投入較少,施工人員培訓工作簡單,施工工藝簡潔高效,生產性能優異,被評為b級。③在施工管理運維方面,裝配式住宅可通過預制、吊裝、組拼、連接等方式施工,施工效率與質量有保障,施工性能評級為a級;施工工藝流程簡單,集成施工與精益施工管理有序,管理性能評級為a級;在裝配式住宅投入使用后,結構構件質量有保障,內部裝修材料技術先進,運維工作成本相對較少,運維性能評級為b級。④在綜合性能方面,裝配式住宅的適用性、安全性及耐久性相對較高,被評為b級。綜合上述評級結果,根據《工業化住宅建筑性能綜合等級評定表》,該小區工程項目的評級為Ⅱ級,整體水平較高,值得其他建筑企業借鑒學習。

3結語

綜上所述,裝配式住宅可節約能源,保護環境,有助于綠色建筑行業發展。通過以上分析,設計人員應做好裝配式住宅的預制結構設計、施工方案設計與內部裝修設計,實現設計施工一體化建設,提高綠色建筑建造效率與質量,提升建筑環保效益。

參考文獻:

[1]趙青.裝配式住宅在綠色建筑中的應用[J].居業,2020(4).

篇2

【關鍵詞】裝配式建筑;工程管理;影響因素;建議

1裝配式建筑工程的優勢

如今,人們對建筑質量的要求越來越高,裝配式建筑工程的開展,不僅滿足了人們的要求,還對傳統的建筑工程內容進行了創新。此工程的優勢十分顯著,一般具有以下幾種優勢:①裝配式建筑工程可以在提高建筑質量的同時,提高勞動的生產效率,主要是因為裝配式建筑在生產的過程中,就對其中的構件進行了裝配,進一步提高了安裝的效果;②此工程還能夠減少不必要的模板以及腳手架,可以起到節約成本的作用;③裝配式建筑工程對之前的流程進行了優化,可以效縮短施工工期,避免對周圍環境的影響,加強對其中資源的合理應用,減少能源、資源的浪費;④在裝配式建筑工程中,可以實現對不同的資源的有效應用。例如,某個裝配式建筑工程,在具體施工中,對模板器材進行了再次應用,不僅節約了資源,還有效預防了環境污染問題的發生。因此,在新時代,裝配式建筑工程具有非常多的發展優勢,需要加強對其中具體內容的管理,優化安裝流程,發揮其優勢,減少成本的支出,合理縮短施工工期,從而保障裝配式建筑工程的順利進行。

2裝配式建筑工程管理的現狀

裝配式建筑的發展,不僅為現代建筑工程事業在社會的穩定發展奠定基礎,更為其發展帶來了新的機遇,能夠在完善建筑工程建設流程的同時,提高裝配式建筑工程的管理質量。近年來,國家相關部門也加強了對裝配式建筑工程的重視,在裝配式建筑標準、管理和建設等多個方面出臺了一些新的政策,為裝配式建筑工程管理工作的開展指明了新方向[1]。此外,裝配式建筑工程管理單位需要將新的管理理念融入工作當中,對其中經常出現的問題進行合理化控制,優化管理方案,讓裝配式建筑工程在實際的開展過程中獲得更高的經濟效益。但是,受到一些客觀因素的影響,裝配式建筑工程管理工作中還存在一些不足,需要對其加以重視,對其進行宏觀審視,及時發現裝配式建筑工程管理中的問題,然后精準把握裝配式建筑工程管理中的核心內容,優化工程管理流程,提高其效率。可以說裝配式建筑的出現,促進了我國建筑事業的改革,更為其發展提供了新的機會。在2020年,湖南省指出全省裝配式建筑企業要加強對管理工作的重視,提出擴大裝配式建筑覆蓋面,長沙等中心城市裝配式建筑要占新建建筑比例的50%,其他市州也開展了裝配式建筑工程。因此,需要在此背景下加強對裝配式建筑工程管理工作的重視,從而進一步促進其解決社會經濟中的問題。

3裝配式建筑工程管理的影響因素

3.1管理制度不完善。在對當前裝配式建筑工程發展的問題進行分析時發現,其中的管理制度不完善會導致裝配式建筑工程建設效果受到影響。在此過程中,為提高裝配式建筑工程管理質量,會單獨設置管理機構,一般安排比較多的管理人員,但是由于其中的制度不完善,所以一些人員沒有按照要求對施工過程進行綜合性管理。此外,建筑企業一般都是從自身利益角度考量,沒有結合管理人員的實際數量和發展情況對其中的制度進行完善,影響了裝配式建筑工程的穩定發展。3.2預制構件問題。由于裝配式建筑工程所涉及的內容比較多,要想保障其順利進行,需要對預制構件生產和安裝等多個階段進行綜合組織以及協調,主要目的是防止預制構件在應用中出現質量問題。但是,由于裝配式建筑起步晚,實際上只有部分工廠具有生產預制構件資質,其生產制度不完善,經驗并不豐富,這會影響預制構件的質量,導致其質量不能滿足相關的標準要求,尺寸誤差也會比較大。此外,一些單位運輸預制構件時,一般都忽視了對構件的保護,導致預制構件在實際的運輸過程中出現碰撞,進而造成構件破損,這對裝配式建筑工程的后期管理質量帶來了負面影響。3.3設計管理方式落后。在對裝配式建筑進行設計時,設計人員需要在保證設計科學性的基礎上,完善建筑設計標準,加強對裝配式建筑工程的合理化設計,避免對后期的工程帶來影響。但是,當前一些裝配式建筑工程并沒有認識到設計管理方式的重要性,也沒有對其進行創新,大部分管理人員忽視了對設計環節的管理,導致整個裝配式建筑工程不能順利進行。3.4管線預埋問題。如果在裝配式建筑工程施工中,管線和構件埋設沒有得到有效處理,就會導致其中的構件的實際位置與設計位置出現偏離,不利于對裝配式建筑的全面管理,并且影響了對施工進度以及質量的控制。這就要求相關的施工人員在固定具體構件位置的過程中,需要綜合考慮管線的排布情況,結合排設的圖紙施工,預防其破壞機電管線。但是,由于沒有對其管線進行有效管理,就會導致其出現偏移和堵塞等情況。

4裝配式建筑工程管理的策略

4.1加強對平板構件安裝的管理。要想保證裝配式建筑安裝的質量,需要加強對平板構件安裝的管理,對其中常見的問題進行整合。首先,因為平板自身有薄而脆的特點,在對其進行安裝時,如果操作不當就會導致其折損。其次,外墻板保溫層也是安裝管理中的主要內容,應避免其出現斷裂。在此過程中需要注意的是,平板和外墻板保溫層出現斷裂的原因是不相同的。因此,在對其進行處理和管理的過程中,需要清楚其中的注意事項,對其厚度和體積進行控制,避免破碎問題的出現。在對外墻板保溫層出現斷裂的原因進行分析時,發現其材料質量是導致其問題發生的主要因素,需要對材料混合比例進行調配,避免對建筑質量產生影響。4.2加大預制構件管理力度。預制構件質量是提高裝配式建筑工程質量的關鍵,為提高其穩定性,需要加強對預制構件生產環節的有效管理,避免構件在實際的生產流程以及操作過程中出現錯誤。因此,需要對構件尺寸、重量和密度等進行控制,不合格構件不得進入施工現場。此外,需要加大預制構件安裝環節的管理力度,清楚裝配式建筑技術中的要點,對拼裝作業進行優化。當預制構件完成制作后,還需要將其運輸到建設工地,最后對其進行拼接。同時,在具體的拼接過程中,管理人員需要嚴格按照裝配式建筑中的安全規定,對安全進行控制,然后對其進行嚴格檢查,避免在拼接的過程中出現質量問題。4.2.1選擇預制構件的類型。在對預制構件的類型進行管理和選擇時,需要提前劃分類型,然后擺放好,堆放的高度不要超過最大允許值,并且需要安排專人對預制構件進行管理,預防外界以及人為因素對預制構件生產影響。這就需要對施工人員的技術交底工作進行管理,對預制構件安裝操作要點進行整合。在此基礎上安排好材料和設備的進場時間,需要保持施工協調性,加強對施工人員操作過程的管理和監督,從而保證預制構件的穩定性,提高安裝的質量,加強對施工質量的防控,然后通過采取旁站監督或者不定期巡查等方式,對施工管理的全過程進行監管,對質量問題進行反饋,預防返工等造成工期延誤,從而進一優化裝配式建筑工程管理的流程。4.2.2加強預制構件全過程管理。裝配式建筑構件可以說是建筑工程中的基本要素,更是結構系統中的主要組成部分,為滿足新時期對裝配式建筑的要求,需要對構件的種類和型號等進行整合和管理,實現對施工全過程的管理,避免建筑構件對施工質量產生不利影響。這就需要相關的管理人員在全過程管理的理念下,結合裝配式建筑構件的整個應用要求,對其使用壽命進行細化,一般將其分解為多個子階段,然后通過對不同子階段之間的控制,做好防護,完善管理方案,預防在具體的施工中構件遭遇外力的撞擊,出現損毀。4.2.3注重預制構件生產過程。在對預制構件進行管理時,需要注意其生產過程,一般會應用鋼底模放在相應的基座上,在此基礎上將角鋼作為龍骨加固。在對門窗等部分預制件進行生產時,需要選擇比較標準的模具,控制鋼制側模板的質量,對鋼框架進行精加工,這時需要對其保護層厚度進行控制。在對鋼框架進行安裝時,還需要注意位置準確無誤,并保證其穩定。此外,在對混凝土進行澆筑時,要注意澆筑溫度在合理的范圍內,并澆筑均勻。如果出現了預制構件的變形和損壞等問題,需要及時采取措施,對其進行修補。構件表面印筋和破損是預制構件在應用中的主要問題,需要加強對印筋問題的重視,除要注意和重視生產過程中的模具,還要對墊片進行妥善安裝,需要將其安裝到構件下方。在完成上述過程后,均勻地噴涂好脫模劑。在脫模時,需要掌握好時間和混凝土的強度,避免對裝配式建筑工程的整體結構帶來影響。此外,管理人員需要按照要求對構件的規格和質量進行管控,保證其合格后才能讓其進入施工現場。4.3有效應用工程總承包模式。新時期,國務院加強了對裝配式建筑工程的重視,了一些文件,在指導意見中,提出了有關裝配式建筑在未來發展的新形勢和新任務,工程總承包就是其中的主要內容之一。如果在項目推進上對其進行分析,在裝配式建筑工程管理中和施工中,應用工程總承包模式,不僅可以實現對裝配式建筑工程的一體化管控,還可以優化設計和生產流程,節約一定的經濟成本,更好地發揮施工中總包企業的資源優勢,加強對社會資源的整合。這種方式在工程管理中的應用,可以強化對建筑和生產的綜合性設計,優化安裝環節,對其有力把控,在保證構件質量的基礎上,避免其在實際的施工中出現不符合設計方案等問題,減少構件堆積等多種情況,加強對資源的利用,發揮總承包模式本身的價值。4.4完善技術管理體系,加強對信息技術的應用。裝配式建筑工程雖然本身具有非常多的優勢,但是由于其中所涉及的項目比較多,如果在管理角度來說,這為實際的管理工作增加了難度,需要對其進行優化,構建完善的技術管理體系,實現對建筑過程的自動化管理。在2019年的湖南筑博會上,建筑機器人和SPCS裝配式技術體系得到了展示,引起大多數專業人員的關注。同時,在對這2種技術進行研究的過程中,發現其是在智能筑享云平臺的基礎上建造的,為裝配式建筑建造工作的順利開展提供了條件。此外,裝配式建筑工程單位還需要加強對機械自動化技術的有效應用,將先進的機械自動化技術應用到施工管理的各個環節,提高生產效率,預防出現質量問題。例如,某個裝配式建筑工程在對外墻板進行制作時,為實現施工過程中的自動化控制,應用了模臺輸送系統以及模臺準備系統。在此過程中,機械設備可以按照以前的設計指令完成作業,對生產參數進行更加精確的控制,避免在其中出現生產誤差,在提高構件質量的同時,還可以對其位置進行自動化識別,從而進一步優化裝配式建筑工程的管理和施工流程。在施工的過程中,一定要嚴格按照所執行的特定技術流程,對吊裝的偏差進行控制,需要加強對現代信息技術的合理應用,以其為載體,在計算機技術和網絡技術的基礎上建立裝配式建筑管理信息平臺,積極發揮信息化技術本身的優勢,實現信息之間的共享。主要應用信息化技術,對比較復雜的裝配式建筑結構和受力狀況等進行整合,對以前的施工方案和管理內容進行調整,還可以結合荷載分布情況,實現信息化建設,加強與施工單位和設計單位之間的聯系,從而保證信息交流的有效性。在技術平臺中,可以讓工程和工地之間實時連線,實現數據信息之間的共享,對建造過程中的各項業務流程進行全面監控,如果發現不足也可以進行及時和科學的調配,不僅優化了管理流程,還提高了建造的效果,讓裝配式建筑各項施工活動構成一個整體,能夠在完善裝配式建筑工程管理體系的同時,實現對施工過程的自動化監管。4.5借助新技術,創新裝配式建筑施工工藝。現如今,裝配式建筑項目在發展中不僅離不開國家的政策扶持,更離不開相關產業和技術的支持。尤其是在大數據時代下,各種先進的技術在其中得到了有效應用,為實現智能化生產模式,需要對以前的裝配式建筑方式進行創新,借助新的技術,優化裝配式建筑施工流程。例如,可以借助3D打印技術和AI等多種加工生產技術,對裝配式建筑當前的生產方式進行創新,結合當前我國科學技術的具體發展方向,完善裝配式建筑施工和管理的流程,在其中不斷融入新的施工技術,結合具體的施工情況,對制造的生產工藝進行綜合性研發,在掌握先進安裝技術和知識的基礎上,改善裝配式建筑施工的效果。此外,可以借助新的裝配式建筑技術,對此工程進行優化,通過對先進信息技術的創新和應用,彌補傳統施工技術中的不足,結合裝配式建筑施工中的標準,優化施工流程。此外,需要積極借助先進技術,開展協同管理工作,結合施工的模式,積極引導員工多學習一些先進的技術和知識。在此背景下,需要結合我國建筑領域發展情況,應用信息技術建立智能化的協同管理機制,強化施工人員的創新意識,結合此工作的實際情況,對不同的裝配式建筑內容進行整合布置,主要目的是保障各分部工程之間可以有效銜接,為裝配式建筑施工的順利進行提供保障。

5結語

總而言之,裝配式建筑工程作為我國建筑體系中的重要組成部分,需要加大對施工的管理力度,通過對預制構件生產過程的管理以及對先進技術的應用,構建管理平臺,實現不同業務之間的信息交流和共享,優化管理流程,提高裝配式建設質量,從而避免在使用中出現安全、質量隱患。

【參考文獻】

篇3

關鍵詞:BIM技術;鋼結構;裝配式建筑;具體應用

1引言

隨著城市化發展,建筑工程逐漸向高層和超高層方向轉變,然而由于其高度問題,在工程開展過程中,存在較大安全隱患。因此,主要結構會采用鋼筋裝配,使建筑具有較強的穩定性,該結構采用專業廠家制造的一種重型鋼筋管支撐建筑,從而提高其穩固性和質量。高層建筑實施難度較大,加強BIM技術的應用,可以保證工程順利開展,提高工作效率。

2裝配式鋼筋結構概述

2.1裝配式鋼筋結構的優缺點

裝配式鋼筋結構的優點:(1)裝配式鋼筋結構的輕便性極大減少了人工勞動力的輸出。(2)由于其組件大多是由廠家直接安裝好后運輸到施工現場,因而比較其他結構的實施,其技術難度較低,施工速度快。(3)這種材料可以在工程結束拆除后循環利用,因而節能環保效果較好。裝配式鋼筋結構的缺點:(1)材料用量多,造價成本高,對企業經濟效益和工程開展有較大限制。(2)裝配式鋼筋結構的使用性能低于混凝土結構,比如耐熱性差、隔音效果差等。

2.2裝配式結構的建筑特點

該結構中使用的材料,大多是廠家根據工程需要生產和制造對應規格和型號的材料,主要有內外墻板、預制梁體結構、陽臺和模板等。在實際工程開展中,相關安裝和配置的技術要求較為繁瑣復雜,因而可以結合BIM技術來提高其工作質量和效率。

3BIM技術在鋼結構裝配式建筑中的應用價值

3.1結構的信息化處理

主要是運用BIM技術建立三維模型,實現可視化,并且結合相關的信息化技術,將相關施工數據和影響因素等信息輸入系統中,運用數據分析,明確準確數值,為工程開展提供可靠的數據支撐。運用該技術不僅能有效控制和合理利用資源,還能起到節約成本的目的,是企業獲得更多經濟利益的重要保證。與傳統建筑工程相比,其可以將實際的工程、結構和各方面專業知識結合起來,然后引入對應的理論和數據,轉化為具體模型。由于涉及內容多、范圍廣,如果用人工方式處理,需要大量的時間和精力,而BIM信息化處理技術,可以針對實際數據進行篩選和分析,并將工程相關建造信息存儲下來,同時實現信息共享。

3.2提高施工效率和安全性

鋼結構裝配建筑穩定性對于施工質量影響較大,對各類技術要求較高,在工程具體實施過程中,由于信息的不完整性,安裝和配置存在較大差異,可以運用BIM技術來解決這一問題,保障正確操作,提高施工效率。

4BIM技術的運用特點

4.1可視化效果好

BIM技術對工程的相關信息和數據進行分析和處理,用有價值的正確參數建立對應的可視化模型,工作人員可以結合具體施工階段,了解該階段的詳細情況,明確工作中的重點和難點,針對存在的問題采取措施,做好預防和控制,并調整相關的施工方案。BIM技術還能實現三維繪圖技術,相比傳統的平面設計來說,其科學性和準確性更高。

4.2靈活性強

在開展鋼筋結構施工過程中,運用BIM技術,可實現全方位檢測和試驗,從而確定具體施工方案,及時調整不合理的地方,以滿足施工要求和標準,保證工程質量和安全。

4.3協調性好

參與的各個建設企業和部門,由于各自的施工內容和權限不同,大多僅針對自身的相關部門進行管理和施工,缺少有效的溝通和交流,當出現問題時,會存在較大的解決障礙,互相推脫責任。而通過運用BIM技術,以最直觀的三維模型和數據展示,明確問題產生的原因和部位,減少不必要的爭執,為工程的順利開展提供可靠的技術支持。

5鋼結構裝配式建筑在施工中存在的問題和解決措施

5.1結構設計存在的問題與應對方法

5.1.1存在的問題

①在相關設計方案確定時,對應的預制件廠家并沒有參與到具體設計工作中,而要求其設計的建筑造型難度過高、成本較大。②現在大多數建筑還是以混凝土結構為主,而在鋼結構裝配式建筑中,相關的設計人才較少且專業性不強,在施工中,設計內容與實際工程情況差距較大,因而無法適用于工程建造中。③在其結構創新設計時,過于追求新穎,建筑結構過于復雜,加大施工難度。④在建筑內部結構設計時,為了有效防止結構外漏,采用一些特殊材料,降低了原有的結構強度,抗震效果差。

5.1.2應對方法

①采用一體化集中設計方法,以現有結構建筑形式為基礎,從全局出發,對各個結構進行合理設計,然后運用大數據處理技術將、設備和相關的管道、管線、結構內部等方面設計規范化和科學化,結合BIM信息技術,提高其設計的準確度和可行性。②在相關的裝修工作中,可以將建筑內部結構和相結合的方式進行,運用統一的材料和設備,簡化施工程序。③為避免結構設計過于復雜或單一、結構銜接效果不好、穩定性差等問題,可以采用協同設計的方法,相關工程的各個部門共同參與,防止出現只重視結構設計,忽視相關施工活動和水電設計,造成交叉設計或不合理問題的出現。

5.2有關結構部件的生產和制造

5.2.1具體問題

①在具體裝配化施工中,實行效果差,并且依然采用現場澆筑的方法來進行,不但增加成本,而且影響施工周期,對環境造成一定的破壞和污染。②有關部件的制造成本費用較大,相關的投資企業對其產生排斥,施工難以進行。

5.2.2解決措施

①全方位的管理和監督整體鋼結構裝配施工對應的作業過程,包括結構設計、生產和制造、安裝和裝配、完工驗收等方面,安排專業人員實施動態監控,然后,針對各個過程實行協同開展作業模式。②在具體施工中,要依據對應的材料規格、型號、數量、設計標準,運用合理的方法展開優化組合。制造過程中,要開展模塊化、專業化的生產和加工方式,不斷提高材料的質量和性能,使其具備良好的節能環保效果。

5.3裝配施工的主要問題和解決方法

5.3.1主要問題

①相關技術人員的專業水平和技能不高,在具體施工中,存在一定的質量和安全問題。②實際操作中,相關技術人員對技術和工藝的了解不透徹,因而操作不準確,出現大量返工和重建問題,影響施工進度,增加成本開支。

5.3.2解決方法

①將主要結構的施工和管道施工分開進行,以保證結構穩定和質量為目標,減少后續維修和返工問題。②在技術的選用和確定階段,要根據實際工程需求和對應的工藝操作等,制定合理的技術實施計劃,運用BIM技術,對施工活動實行信息化動態管理。③相關水電工程的設計和開展,要與主結構建造和裝修活動相統一、協調,保證合理性。④要不斷提高技術人員的專業知識和技能水平,掌握對應的裝配技術,依據規范來進行,從而提高其工作質量。相關管理工作的落實是保證整體施工活動順利開展的重要基礎,因而要嚴格監督各個過程,對相關的工藝、人員、材料和設備等制定對應的管理規范,結合BIM技術,加強管理力度。

6BIM技術在鋼結構裝配建筑中的具體運用

6.1三維模型的建立、運用和深化設計

運用相關軟件建立三維平臺模型,由相關設計人員提供對應的建筑、結構和信息化的平面模型。傳統設計工作中,大多以人工的方式收集和檢測各項數據,然后結合對應的CAD繪圖技巧來完成設計。而BIM技術的運用,可以大大提高工作效率和準確性,根據模型對有關鋼筋和孔洞等展開碰撞檢測,以確定其穩定性和合理性。設計人員根據信息模型提供的信息,分析并設計出合理的方案。

6.2鋼筋結構連接部位節點模型建立

各個結構間的連接處理效果是保證其結構穩定的重要條件,由于施工技術和工藝方法的改變,處理較為復雜,可以通過建立模型的方式,將具體節點設計和施工方案,運用可視化特性展示出來,并安排專業人員對具體員工進行技術指導和交底,明確工作流程和質量要求,遵守操作標準和規范,保證其質量。

6.3校對和施工調整

傳統鋼筋結構施工中,檢測方法大多憑肉眼觀察和分析,存在較大誤差,導致一些隱蔽工程難以及時發現問題。通過運用BIM技術,建立三維模型,各個部門可以明確對應的施工內容和技術要求,結合設計方案進行對比和調整,針對存在的問題,采取科學的措施進行處理,從而提高施工質量和效率、降低資源浪費、保護環境。

6.4檢驗鋼結構穩定性

以模型為施工基礎,實行自動化碰撞檢測,確定各個結構間的連接穩定性、合理性。當發生碰撞時,確定其具置,并對問題產生的原因進行詳細分析,然后根據實際數據,采用正確的措施來調整和控制,保證其穩定性。

6.5精細化管理

運用BIM技術,可以通過模擬施工的方法,對各個作業階段實行全方位的監督和管理,并結合模型的具體建立情況,合理安排施工活動。運用信息化動態監測,展現安裝和配置過程,明確操作的準確性和規范性,將所有的過程細致劃分,實現整體和局部的統一管理,從而提高施工效率和質量。

7結語

綜上所述,在鋼結構裝配建筑施工過程中,其中主要是相關結構的安裝和連接處理,但在現代高層建筑中,由于施工難度較大,包含節點施工較多,容易產生質量問題。通過分析該結構的主要特點和建造優勢,結合BIM技術提高作業的效率和質量,研究其在具體施工中的應用,明確其重要價值和作用,可以為鋼結構裝配建筑的建造提供科學依據。

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篇4

一、裝配式建筑的優點

裝配式建筑的優點如下:(1)裝配式建筑的預制構件在工廠加工完成后,直接運至施工現場進行組裝,這種施工方式減少了二次加工工序,提高了結構的質量,保證了構件尺寸的準確性。(2)與其他建筑工藝相比,裝配式建筑結構簡單、部件少、現場組裝方便快捷,節約了大量的時間,實際使用效果良好。(3)當采用預制構件法時,各專業之間能夠相互配合、相互支持,施工過程中存在的問題能夠得到及時解決。裝配式建筑設計標準化減少了設計的隨意性,并且簡化了施工工序,從而達到了縮短工期、節約成本的目的。(4)裝配式建筑工程管理信息化水平高,從而降低了人們施工現場的工作難度,減少了施工人員的工作量。(5)裝配式建筑符合綠色建筑發展要求,它已經成為建筑行業的發展方向。(6)裝配式建筑不需要使用大量的建筑材料,它的構件直接在工廠生產,就避免了在施工現場堆放混凝土等原材料,從而對周邊環境污染較小,起到了環保的作用。

二、建筑裝配式混凝土結構建造技術

1.澆筑混凝土預制裝配式施工技術在設計裝配式混凝土建筑結構過程中,為凸顯建筑整體性、穩定性特征,建設單位要安排專業人員實地考察施工現場地質條件、周邊環境、居民實際居住需求等多方面問題,而后不斷優化和完善現場澆筑混凝土預制裝配式技術。通過合理有效的設計建筑結構施工方案,提升工程建設質量。在工程項目實際施工過程中,施工人員要熟練掌握和運用各類鋼筋連接方法,依照構件規格合理選用鋼筋預埋件施工方式;嚴格依據建筑結構設計施工圖紙以及施工實際要求開展鋼筋綁扎工作;在完成結構樓板鋼筋綁扎、焊接作業后,要及時進行驗收、核查,以此確保鋼筋的穩定性。2.疊合板式與預制混凝土剪力墻技術就目前混凝土剪力墻技術實際應用情況而言,確定其結構構件的形式十分豐富,如疊合式板墻與樓板、預制樓板等多種類型。由于疊合式樓板是由底層預制板和鋼筋共同組成,所以可以將其稱為后澆混凝土施工模板;聯合式板墻是由預制板及鋼筋構成,在其施工過程中,施工人員要在預制板中間開展混凝土澆筑工作。此外,預制混凝土剪力墻施工技術的構件更加多樣,如豎向剪力墻板、樓梯板、陽臺以及水平疊合樓板等方面,但該技術構件形式十分簡便,只需要施工人員嚴格按照工程施工方案進行施工即可完成。3.構件吊裝施工技術在預制裝配式建筑施工期間,建筑施工單位需明確施工現場人員的基礎職責與責任,及時制定構件預制裝配式建筑施工管理體系,保證相關人員在施工操作中保持有章可循。對此,施工單位在正式施工開始之前,需要基于具體情況制定詳細的管理體系,并在交底中明確施工環節,促使所有施工人員明確自身職責。管理人員還需基于當天具體施工情況做好構件數量數據分析表,并編制具體編號,提高施工管理與數據統計的規范化,保障所有施工人員可在日常管理中履行自身職責,提高整體施工效率。另外,預制構件體積普遍較大,一搬情況下,塔式起重機可采用豎向位移限制和橫向轉動交接的方式處理,將結構物件附著在墻件連接中,在塔式起重機施工中可采用附墻措施做好與塔式起重機型號的匹配處理,并按照具體施工步驟落實合理的安裝施工,保障預制構件高效率安裝。

三、建筑裝配式混凝土結構設計優化

1.平面設計模數協調和正向設計是裝配式建筑平面設計的主要原則。在平面設計當中需要對戶型模塊的種類以及尺寸進行優化,通過標準戶型模塊的組裝形成建筑平面,從而實現預制構件與內裝部品的標準化和通用化,進而實現住宅產業化發展的相關配套技術升級,在降低成本的基礎上同時實現施工質量和效率的提升。在進行建筑平面布局時,應合理地選擇大空間的布局,同時還應合理安排管井與承重墻的實際位置,達到建筑空間合理布局的目標。2.立面設計對于套型組合采用模塊化、標準化與系列化的特點進行立面設計,在預制墻板的設計中可以利用不同類型的飾面材料來體現紋理與色彩的變化。裝配式建筑立面可通過采用不同墻體組件的組合與變化來實現較好的可變性與靈活性。如可以在保證通風和采光滿足要求的基礎上,對窗口大小、比例和窗框形式進行調整等。裝配式建筑提倡裝飾保溫一體化,采用裝配式一體化墻板滿足建筑立面的要求。復雜的建筑立面推薦采用反打一次成型技術,例如石材反打等技術。復雜的建筑立面模板成本較高,從成本角度出發,建筑立面宜簡潔,不宜設置復雜的突出的橫線條或豎線條。建筑水平腰線宜設置于開始采用預制夾心墻板的樓層底部,立面豎線條宜采用不同顏色涂料凸顯。3.有效優化裝配式混凝土結構設計我國裝配式混凝土結構工藝正在進一步完善,從設計角度來分析,設計人員需要對銜接節點進行優化,對銜接節點的各類構造及結構的耐久性進行分析與考量。同時,設計人員需要對整體建筑結構的抗震性能進行分析,從而提升房屋建造工程的綜合質量與水平。此外,在研究過程中,研究人員需要采用更加科學的計算模型進行綜合計算,應用專業技術來有效控制建筑結構的銜接點剛度,應用“強剪弱彎,增強節點”的原則提升預制構件的質量。在對裝配式混凝土結構預制件進行加工的過程中,施工人員需要對整體預制構件的質量進行嚴格把控,在充分保證預制構件質量的前提下,確保建筑的其他性能得到優化,對抗震、裝飾、保溫等性能進行分析,從而使建筑的綜合質量得到大幅度的提升。4.提高預制構件的連接科學性在進行整體裝配式混凝土的綜合結構預制構件的連接過程中,施工人員要確保整體預制構件連接具有高度的完整性與合理性,保證各個連接結構的高度簡便性,以提升連接各項構件的效率,保證當前建筑工程具有高度的穩定性。

四、結語

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【關鍵詞】鋼結構;裝配式; 住宅;優化

裝配式住宅誕生于20世紀初期,這種建筑設計標準定型,構件在自動化生產線上加工,現場采用螺栓、自攻螺釘等連接件和密封材料干式組裝,無濕作業,施工安裝便捷。近30年來在歐美等國家(地區)逐步發展起來。裝配式住宅不僅改變了傳統住宅的結構模式,而且完全替代了磚、混凝土、石材、木材,真正實現了標準化設計、工廠化生產、機械化施工,從而大大降低了施工現場的勞動強度,縮短了施工工期,這種方式已在國外得到了推廣。為推廣鋼結構裝配式住宅在我國的利用,本文對鋼結構裝配式住宅在我過的發展現狀進行總結,并從我國鋼結構裝配式住宅的設計思路及其優化方案等方面進行了探討。

1 我國鋼結構裝配式住宅的現狀

1.1設計方法落后

傳統是住宅設計和預裝裝配式鋼結構住宅的設計無論從結構體系的設計、基本模數的確定、平面的定位方式、設計的指導思想等方面都存在著很大的區別。在方案階段,通用結構體系和專用結構體系沒有區分,數模化、標準化的設計思想沒有得到足夠重視;在施工圖階段,缺少對于構件及裝配節點的深化探討,沒有解決構配件的標準化定型和裝配節點的構造詳圖設計,這些問題或多或少阻礙了預制裝配式鋼結構住宅的發展。

1.2設計規范缺失

鋼結構裝配式住宅由于在我國發展的時間較短,在相關設計、施工標準等方面的規范文件缺失較多,與之相關的施工工藝、工法和安全規程還未建立,相對于國外發達國家的裝配式住宅發展,我國在某些方面遠遠落后與國外的發展,甚至在某些方面和國內現行的建筑技術標準、規范在很多地方還不兼容,使得裝配式住宅在設計、審批、驗收等方面無標準可依。這對于工業化住宅的大規模推廣是一個障礙。

1.3部件發展滯后

鋼結構體系住宅成套技術,由于缺乏技術引導及自主創新,市場需求并沒有達到產業化的程度。因此,我國的相關產品功能性單一,工廠化程度不高,產品質量還不能滿足住宅產業化標準的要求。目前,該技術零散而不系統,技術水平及標準參差不齊,不配套,需進一步研究創新并進行整合。我國鋼結構住宅在建材和部品方面,目前建造鋼結構住宅方面的所學材料大部分需要從國外運來,甚至有些外商在中國大陸委托加工的部件,往往也只能到國外去采購,在國內市場上一時還找不到,這嚴重制約了鋼結構住宅的發展及推廣。

1.4環保節能意識落后

一項調查數據顯示,我國每年新建建筑中 95%屬于高能耗建筑,產生的建筑垃圾每年高達數億噸,其中產生的污染物是引起霧霾的主要因素。鋼結構裝配式住宅相對于傳統的磚瓦建設材質具有節能環保方面的優勢,但是在另外一方面,環保節能的鋼材在整個鋼結構住宅中的使用率很低,根據2012年的統計數據,在10%左右,絕大部分的鋼結構裝配式住宅中使用的鋼材僅僅是一般材質的鋼材,在節能、環保、安全性能方面滿足不了當前的需要。安全性能低、使用壽命較短,而且鋼材制造過程中對環境的污染較嚴重。

2 我國鋼結構裝配式住宅的設計思路

2.1以建筑結構為主導,結構專業為輔助

鋼結構住宅設計首先要遵循住宅建筑設計中的一般原則,這是建筑設計的最重要原則,在滿足這個要求的前提下,才能更多地關注其現場板材裁截量、使用功能、節能環保以及建筑效果等,然后是發揮鋼結構的優勢。單純突出鋼結構而不考慮生活的舒適性,不能滿足人文要求的鋼結構住宅項目是沒有市場的,必將影響鋼結構住宅在我國的大量推廣應用。

2.2戶型設計標準化、定型化

目前在鋼結構裝配式住宅方面缺乏戶型設計的標準化、定型化標準,大多住戶住宅戶型設計隨意,規格多種多樣,這樣會導致鋼結構裝配式住宅現場施工的不確定性,嚴重拖延整個工程的現場施工周期,對整個工程造成嚴重的不利影響。因此,針對標準化生產的板材尺寸統一的特點,房間的深入設計要遵循一定的原則要求,房間開間的尺寸滿足模數制的要求,盡可能減少異形板的使用量和現場版材裁截量,以提高生產效率,提高生產周期。

2.3 廚衛設計標準化、定型化

住房的心臟是廚房和洗手間,由于內部管道多,功能復雜,在設計施工的時候往往是最耗時耗力的部分。在鋼結構裝配式住宅設計過程中,一定要遵循復雜問題簡單化的原則,對于廚房、衛生間的設計執行標準化,定型化。盡可能減少異形板的使用量和現場板材裁剪,住宅民戶設計一套標準化、定型化的程序,減少施工過程中不確定因素影響,以提高整個工程的施工周期。

2.4 平面布置系列化、模塊化和靈活化

在鋼結構裝配式住宅設計過程中,以住宅間、套型或單元為單位模塊,以木塊的多種拼接形式來適應總平面的布置變化。實現住宅平面功能的開放設計,充分發揮構件標準化設計、工廠化生產、通用化應用、多樣化組合的特點。

3我國鋼結構裝配式住宅的優化方案

3.1 建立功能需求明確、結構合理的住宅戶型

一套功能需求明確的戶型必須遵守,合理布局、動靜分區、充分利用的原則,合理布局就是根據集體條件將特性相近的行為單元組合在一起,動靜分區則是在行為單元組合中盡量避免相互干擾,充分利用則是充分利用房間空間面積。鋼結構裝配式住宅,在房屋的柱梁方面數量要盡量少,結業鋼材用量,設計并成功裝配一套宜居舒適、布局合理、動靜分區、潔污分區的優秀戶型,

3.2 環保節能

“鋼結構在建筑全壽命周期內貫穿減量化、再利用、資源化,減量化優先的循環經濟發展原則,是當前城鎮化建設對自然環境影響最小的一種建筑結構體系。高科技是指建筑設計和建造環節突出節水、節電、節材、節能的設計理念。鋼結構是典型的環保綠色建筑,僅垃圾排放量就比傳統混凝土建筑減少約六成。因此在鋼結構裝配式住宅中廣泛應用環保節能的鋼材,可以滿足環保、節能的要求。在具體戶型中控制建筑體形系數、床墻比、減少外形的凹凸、大坡頂、入口設門斗等技術,可以很好達到環保節能的目的。

3.3 追求戶型造型的美觀

戶型的美觀是現代人對生活的追求,鋼結構裝配式住宅作為一種先進的建筑方式,必須重視戶型的美觀。在具體過程中要遵循以下四個技巧,動靜分開、公私分開、主次分開、干濕分開,重點對屋頂、檐口、入口雨棚頂、窗線條、腰線處理等方面的設計,有利于家具擺放提高使用面積,也符合中國人的消費心理。

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關鍵詞:裝配式建筑,建筑安全,教學改革,教學效果

中國是世界人口第一大國,建筑需求量巨大。什么樣的建筑形式可以以最便捷,最高效,最環保的方式呈現出來,這種建筑就具有市場,具有優勢,裝配式建筑就是這種建筑。2016年國務院了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,為裝配式建筑的發展指明了方向。建筑企業迅速做出方向調整,大力發展裝配式建筑。建設面積由2016年的1億m2猛增到2018年年末的2.9億m2[1,2]。在這樣的大環境下,我國本科院校應將裝配式建筑技術融入到教學中,使相關的教學課程和現代產業相融合,培養具有高素質的專業性人才。

1建筑安全課程現狀

1.1教材建設相對滯后。建筑安全課程主要在土木工程、工程管理、安全工程等少數專業中開設,選用此類教材的人數較少。出于發行量的考慮,市面上針對建筑安全的教材不多。教材在內容上有一定的滯后,較少體現新規范、新工藝、新材料、新技術、新方法等,如裝配式建筑安全管理與技術要點。1.2教學大綱缺乏針對性。作為應用型的本科院校,人才培養方案及課程教學大綱應能體現該專業實踐技能和動手能力的培養,強調應用性、針對性、實用性,倘若專業人才培養目標定位不夠準確、缺乏特色,這勢必難以制定出對本專業具有針對性的建筑安全教學大綱,直接影響到建筑安全課程的教學效果。1.3跨度大、綜合性強,課時數有限。建筑安全課程跨度大、綜合性強。建筑安全課程與“房屋建筑學”“建筑材料”“土木工程施工”等課程息息相關,是這些課程的后續課程,內容涉及面廣、綜合性強。開設建筑安全課程之前,學生一般要先經過這些課程的學習。倘若開設的這些課程課時少(如工程管理專業和安全工程專業),將直接影響著建筑安全課程的教學質量。皖江工學院安全工程專業建筑安全課程共32學時,土木工程專業建筑安全課程才24學時,課時數有限、內容多,涉及面廣,又要注重培養學生的實踐能力和動手能力,加大了該門課程的教學難度。1.4課程實踐性強。建筑安全管理與技術來源于工程,又服務于工程,是對廣泛工程實踐經驗的總結。通過長期的總結和匯編,形成了相應的規范和規程,并隨最新的研究成果與工程實踐經驗不斷進行更新。可見,該課程實踐性很強。

2傳統建筑項目與裝配式建筑項目安全管理的區別

傳統建筑項目是在當地組建項目部,通過現場搭架、支模澆筑混凝土等實現的建設項目,裝配式建筑項目是采用工廠預制的部件和構件(如墻體、板、陽臺、屋面、樓梯)等現場拼接的形式建設工程。裝配式建筑與傳統建筑相比,雖然不需要太多的設備和工人,沒有大量的高空作業,但是從施工安全管理方面來講,管理空間有所加大,不僅要管理施工現場,還要管控預制構件廠家;管理時間也有所前移,在分解預制部件和構件階段就要參與管理;管理的內容也不少,不僅需要管理本單位施工人員、外來施工人員、參觀者,還要管理施工機械設備。施工機械最大的差異在于塔吊,預制構件塊重體積大,預制構件所用塔吊起重量要比傳統施工所用塔吊起重量大得多,塔吊的基礎相應增大,塔吊布置的位置選擇性減少,塔吊所用鋼絲繩,掛鉤要求高。可見,裝配式建筑項目的安全管理也馬虎不得,在裝配式建筑工程施工的過程中,也存在大量的安全風險(如鋼絲繩斷裂,塔吊傾斜),可能影響到建筑工程的穩定性和安全性,威脅著施工人員的人身安全,因此,需要進行體系化的安全管理,確保建筑工程的安全和穩定。

3課程教學改革要點

3.1教學大綱的改革。教學大綱是教學的指導性文件,是教材選擇,授課安排,成績考核,教學檢查及課程評估的依據。教學大綱應依據學科的知識系統與有關先行課、后繼課之間的聯系,確定各章、節的知識要點、重點和難點,并能反映出本學科的新成就和學科發展的方向。教學大綱不僅是授課大綱,還是指導和培養學生能力的綱要。因此,應根據行業發展動態及時進行改革。裝配式建筑是我國建設業發展的必然趨勢,為建筑業帶來新氣象的同時,也使土木工程專業、工程管理專業、2021全工程專業的教學面臨新的洗牌和重構。為了培養與現代產業相融合,具有高素質的建筑安全專業人才,應首先進行市場調研,了解崗位需求。根據崗位需求修訂專業培養方案,準確定位人才培養目標[3],再根據專業培養方案制定出相應的課程教學大綱。針對當前建筑業發展趨勢,建筑安全課程教學大綱中應增設裝配式建筑所涉及到的安全管理和安全技術的知識要點、重點和難點。此外,建筑安全課程教學大綱還應體現裝配式建筑實踐能力和動手能力的培養,強調應用性、實用性。制定具有針對性的建筑安全課程教學大綱是該課程教學及其改革的關鍵。3.2結合教材進行教學內容的改革。教材是教學的主要工具,是教學內容的載體,對學生的學習十分重要。但是由于建筑安全課程教材出版的局限性,教師僅依靠教材進行授課很難使學生掌握當前建筑安全的知識要點,難于達到把知識要點由點到線再提高到面的程度。在教學過程中,不能僅依賴于教材,要根據教學大綱要求和最新規范更新教學內容,適當對教材教學內容進行選擇性的增刪,不把教材當做指揮棒,牢記教材只是教學的工具。要讓學生掌握當前建筑安全的知識要點,又能融會貫通,不僅需要結合教材改革教學內容,還需要充分發揮教師作為教學組織者、引導者、促進者的作用,合理安排好課堂教學內容。為了能夠培養出更好地為建筑業服務的建筑安全技術人才,教師首先自己要深入建筑行業,了解建筑業的發展趨勢,目前市場上存在的建造方式及其工藝,安全管理與技術的知識要點、重點和難點,對書本上未有的內容進行適當的補充,使教學有所依。例如,在建筑安全教學過程中,首先利用BIM等[4]現代技術簡短展示裝配式構件工廠化生產、裝配式建筑的施工,使學生更加直觀地了解裝配式建筑的施工工藝及重點難點,了解裝配式建筑需新增的PC模具工、PC套筒灌漿工、PC構件裝配工等工種,為講解裝配式建筑安全管理和安全技術的知識要點、重點和難點打下良好的基礎。3.3教學方式的改革。建筑安全課程本來就跨度大、實踐性強,而裝配式建筑又是新發展起來的一種建筑,在有限課時的基礎上增加裝配式建筑安全知識,毫無疑問地增大了建筑安全課程的教學難度。為了提高其教學效率和教學效果,應根據建筑安全課程內容及其特點,不斷改進傳統教學方式,采用多元化的教學手段[5]。應用啟發式、研討式、互動式和案例式等教學方法,借助多種媒體,利用學習通或建筑云等平臺進行教學。這些教學方法、手段、平臺可以使課程內容更加生動、豐富,從而使學生比較全面、深刻的掌握建筑安全相關安全知識。與傳統的教學方式相比,這些教學方法、手段、平臺促使每一位學生積極參與課堂教學,激發了學生學習建筑安全的熱情。比如對于安全工程基本原理、安全管理知識、安全法規等敘述性內容除了采用PPT課件進行講解,還可以組織安全知識競答,提高課堂的活躍度,調動學生的積極性,加深學生對安全基礎知識的印象。對于鋼筋切割,吊裝作業、預制構件堆放等安全知識點,如果僅憑教師用語言來描述,比較枯燥,難于激發同學們的興趣,同學們也難于接受,采用BIM和flash的形式將整個過程演示出來,將變得非常生動直觀且易于接受。對于高處墜落、物體打擊、起重傷害等知識的講解,可采用情景教學法,讓學生深入其中體驗,從而幫助學生理解教材,有條件的情況下,可以進行VR教學,給學生提供“身臨其境”般體驗,從而讓他們沉浸其中,讓學生感受在建筑行業里進行安全管理的必要性,使教學變得更加有趣。對于腳手架、模板的組成,腳手架、模板的荷載傳遞路線及各種基本構件的受力等內容,可采用多媒體課件動態模擬表達或者播放教學演示錄像,形象生動地理解該部分內容,既可獲得良好的教學效果,又可節約授課學時。對教學內容中的滅火器、電動設備等的類型、組成與構造也可結合實物案例作現場講解,通過現場參觀實物并講解可以使學生更直接地掌握該部分內容。3.4增加實踐性教學環節。要激發學生學習建筑安全這門課的熱情,就不能僅將學習局限在課堂范圍內,而應該將其置于更為廣闊的實踐活動中去[6,7]。首先,在可能的情況下,聯系就近的傳統建筑工地和裝配式建筑工地,利用課余時間帶領學生去現場參觀,這有利于他們更好地理解傳統建筑施工工藝與裝配式建筑施工工藝、安全管理及安全技術等知識,甚至可以讓學生參與實際工程的安全管理制度和技術措施的制定[7],而不是只停留在對書本上建筑安全知識的認識。

4教學改革的實踐

4.1理論聯系實際教學法。皖江工學院建筑安全教師在全國各地收集了大量工程案例,并進行了分類整理和說明,在教學過程中應用,使教學理論聯系實際,通過鮮活的實例將書本上枯燥的知識生動化,增強學生的感性認識,激發學生的學習興趣,幫助學生更好地理解有關知識的含義。在講解高處作業時,結合實際建筑工程部位,講解哪些地方是臨邊作業,哪些地方是洞口作業,哪些地方是懸空作業。在講解起重傷害時,結合吊裝作業實例,舉例說明哪些事故是屬于起重傷害事故,哪些事故雖然與起重吊裝有關,但不屬于起重傷害,方便學生進行區分。在講解裝配式構件的臨時支撐要點時,引入裝配式墻體安裝的案例,重點強調墻體預制件斜撐埋件位置,墻體臨時斜支撐角度的要求等。4.2利用學習通平臺進行教學和管理。利用網絡平臺教學是一種便捷而又高效的教學模式,越來越受到教師和學生的歡迎。皖江學院某專業2019年—2020年第二學期開展了建筑安全課程的網絡教學,教師利用網絡平臺創建建筑安全課程的教學空間,進行課程建設、教學視頻錄制、教學資源上傳以及課程教學管理。對于教學內容的發放,教師設置了闖關模式,讓線上上課變得有趣。學生利用移動端如手機、平板電腦等在線瀏覽儲存的建筑安全課程學習資源進行實時回放,加深了印象。在教與學的過程中學習通實現了學習互動全過程的數據記錄分析,方便老師了解每個學生某個章節的學習情況,統計所有學生的平時成績(權重設置可包括視頻學習、簽到、作業等),見表1,統計效率非常高。可見,采用學習通等平臺進行的線上教學是線下教學的良好補充。但是網絡教學也存在缺陷,對學生是否認真上課不能實時監控,對學生是否獨立作業無法監督,這些都還有待進一步解決。所以,線上教學和線下教學要有機結合,才能取得更好的教學效果。

5結語

當前我國正在大力發展裝配式建筑,在這種趨勢下建筑安全課程教育必須立足于市場重新進行建筑安全知識體系的構建,進行教學內容的改革,適當補充裝配式建筑安全管理與技術的相關內容,并進行教學方式的改革,提高建筑安全課程的教學效率和教學效果。除此之外,通過和企業深度合作,將學習置于更為廣闊的實踐活動中去,拓展學生的工程能力,提高學生學習的積極性。皖江工學院建筑安全教師通過理論聯系實際,利用學習通平臺進行建筑安全課程部分內容教學,取得了良好的教學效果。

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[6]侯建華,李倩,劉雯雯,等.安全工程專業的《建筑安全》課程教學改革探討[J].教育教學論壇,2014(26):20-21.

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目前,我國建筑領域已經走在國際建筑企業的前列,建筑市場前景可觀。然而,建筑行業仍舊存在勞動效率低下、資源消耗較高、管理方式粗放等問題。BIM技術為我國建筑工程施工管理指出了一條新的發展道路,同時裝配式建筑在一定程度上能夠提高勞動效率和施工質量。BIM是基于三維模型的信息集成技術,該技術能夠將工程設計方案轉化為實物相近的三維模型,同時納入結構信息、質量信息、造價信息、材料信息等。目前,BIM技術在我國裝配式建筑中取得了一定的成果。

一、BIM技術在設計階段的應用

設計人員在施工前需要科學的設計管線,利用BIM技術,清晰地展現系統和個體的關系,可以優化裝配式建筑工程的設計工作,避免在施工中出現管道碰撞問題,降低裝配式建筑工程的損失,降低返工率,順利落實整體工程施工,利用BIM技術可以優化施工設計,利用參數化功能,有效構建標準化數據庫,使設計效率不斷提升。

二、BIM技術在材料和場地管理的應用

在裝配式建筑施工中,預制模板的質量決定了建筑主體的質量,因此在施工材料選擇、生產的過程中就需要對施工材料的質量進行嚴格把控。在應用BIM技術后,可以要求施工材料生產廠家在生產材料過程中加裝有關于材料信息的芯片,當材料生產完成運輸到施工場地后,施工單位可以通過掃描施工材料中的芯片,得到有關施工材料的信息,從而確保施工材料的質量符合設計標準。在施工前,施工單位要根據建筑設計圖紙及實際的施工場地面積合理布置施工場地,首先是要劃分出施工材料、施工設備的存放區,其次要劃分出幾個部門的現場辦公區域,最后根據設計圖紙規劃施工場地內的道路交通線路,在對場地進行布置管理的過程中,應用BIM技術能夠更加直觀、全面地考慮到整個建筑概況,并且應用BIM技術的優化功能,可以對設計布局進行優化完善,從而使工程施工更加高效。

三、精準高效的完成預制構件的制作和管理任務

BIM技術除了能夠動態化、全方位的監督實際施工情況外,還能夠為預制構件的設計和管理提供幫助。因為BIM技術能夠通過收集到的數據計算出預制構件的標準和規格,減少了設計人員的工作量和設計難度,同時提高了預制構件的準確性和設計效率,并規范了預制構件的管理過程,為相關人員順利采購裝配式建筑的原材料提供技術上的支持和幫助。除此之外BIM技術還能夠存儲預制構件的相關數據信息,為企業提供了科學準確的購置信息,避免了資金的過多投入問題的出現。

四、BIM技術在施工進度管理中的應用

與傳統建筑工程項目相比,裝配式建筑工程施工效率更高,工期更短。采取合理的控制方法能夠有效地縮短施工進度,提高施工效率,降低工程的間接成本。為保證裝配式建筑工程在合同約定的時間內按時完成,可利用BIM技術對各個作業面排出施工進度計劃表,同時利用BIM模型以及現場監控設備實時調控、管理施工過程。在施工組織、場地布置方面,應該合理考慮到裝配式構件的安裝需求,有效穿插裝配工序,并對關鍵部位、關鍵節點進行施工模擬,科學地編制、指導施工進度計劃。從客觀角度講,BIM技術在進度管理方法的應用實現了進度管理信息化。管理方法的優勢主要體現在場地的動態調整方面。裝配式建筑工程施工現場要堆放裝配式預制構件,導致場地內人員、設備、材料的周轉困難,利用BIM技術三維模擬施工場地,使施工人員、現場負責人更清晰地觀察到現場的實際情況,動態地布置施工現場,以提高現場的周轉效率,達到促進施工的目的。

五、BIM技術在安全管理中的應用

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關鍵詞:鋼結構;裝配式建筑;變形縫;外墻施工

近些年,在建筑行業中,裝配式建筑得到較好的發展,促進了建筑業的轉型改進,也推動了國內城鄉建設的高速發展。在建筑的外墻中,變形縫的施工是將各結構間有效連接在一起的重要環節,因此在變形縫的施工過程中需要對其質量、效率和整體成本加以控制[1]。文章主要針對某保障性住房的外墻變形縫展開分析,由于成品的安裝、構造及成本等問題的限制,未能找到適用在鋼結構建筑的變形縫成品,因此研究提出變形縫的設計和施工技術,為確保施工的質量和成本提供參考[2]。

1裝配式鋼結構住宅應用現狀和結構體系

1.1應用現狀

在2001年時,陳宜明就提出了鋼結構住宅是當前的一種新的發展模式,并且提出以人為本的建設思想,這也是鋼結構住宅發展最為關鍵的問題。人是社會發展的根本,而在住宅的相關設計中應當體現出以人為本的設計理念,從人們的生活習慣等方面展開設計,了解人的需求。與以往傳統的鋼結構的建筑相比,裝配式鋼結構除了結構體系,其墻板和樓板的體系也是預制,并且更加注重一體化,重點關注生產與施工的環節[3]。因此,裝配式的鋼結構更加重視結構和戶型,對戶型及建筑構件的設計和裝修全部進行一體化設計,更加符合當前人們對住宅的實際需求。

1.2結構體系

當前國內裝配式鋼結構住宅工程主要使用四種結構:鋼框架-支撐結構、鋼管束混凝土剪力墻結構、扁鋼管混凝土框架-支撐結構、鋼管混凝土異形柱框架-支撐結構。文章主要研究鋼框架-支撐結構體系。鋼框架-支撐結構的體系如圖1所示,其主要是以鋼框架體系為基礎優化而來,根據支撐桿的位置可以分為中心、偏心、偏離中心的支撐類型。在工程項目中使用此體系,能夠有效解決鋼框架結構的抗側移剛度低的問題。當前在高層的建筑中使用此結構體系較多,此體系還有以下優點:(1)此結構設有兩道抗震的防線(第一道是支撐桿,第二道是鋼框架),抗震性能較好。相比于混凝土結構,該結構體系的抗側剛度更高,還能夠降低各層層間的位移角,可以將其運用在風荷載大和低烈度的地區。(2)該結構體系的整體用鋼量更少,而且在梁柱間均采取半剛性的連接點,可見整體節點的構造十分簡單。

2工程案例概況

此次研究的保障性住房工程總規劃占地39546.88m2,總共布置了9棟住宅樓,如圖2所示。該項目的建筑基礎均采取樁基的方案,地下為普通鋼筋混凝土的主體結構,地上則是鋼結構框架支撐的結構,框架梁使用H型鋼梁,次梁也使用H型鋼梁,框架柱則使用矩形的鋼管混凝土。

3外墻變形縫分析

當前國內相關部門未對變形縫的成品裝置制定統一的行業標準,基本是廠家自己制定的標準,還有一些為地方性圖集,這些圖集的變形縫非常簡單且普遍,主要是一些構造和基本的標準要求,還需要相應的設計院對其進行深入的優化改進,而使用的范圍也基本局限于砌體和混凝土的結構,無法直接在鋼結構的建筑中使用。當前國內市場上所銷售的變形縫成品,大多數使用的材質為鋁合金和不銹鋼,而且均是成套的變形縫裝置,該裝置的整體結構較為復雜,并且價格也高,安裝連接的構造過于煩瑣復雜。對于一些對立面裝飾要求不高的建造而言,無疑增加了投資的成本。

4變形縫設計方案

依據國家相關部門制定的變形縫標準規范,鋼結構的建筑所使用的變形縫寬度要高于1.5倍混凝土的結構,因此寬度比較寬。并且,依據實際施工的各項要求,變形縫和鋼柱的連接形式主要有兩種,一種是矩形截面柱,另一種是H形截面柱,而寬度范圍則在150~500mm,與此同時,要求變形縫必須能夠防火、防水、保溫。文章提出設計一套可以運用在鋼結構建筑的變形縫方案,進而為后續其他類似工程提供相應的使用選擇。依據變形縫矩形截面柱和H形截面柱的連接形式,以及確定變形縫的寬度共設計出適用于鋼結構建筑的四種方案,方案的主要區別是變形縫的兩側結構不同,寬度大小不同,骨架與其他相關配件和結構連接部位有一定的區別,形式上也存在一定的差異,但整體的構造和原理大致相同,如圖3所示,圖中W為變形縫寬度。根據變形縫兩側進行連接的鋼柱形式是矩形截面柱,設計出方案1和方案2,通過在豎向上利用方管龍骨對支承蓋板進行固定,與此同時再對內蓋板的一側加以限位,進而確保變形縫的結構完整;而如果變形縫的寬度較寬,則通過在橫向利用方管龍骨對立柱及蓋板進行有效連接。當連接形式為H形截面柱時,設計出方案3和方案4。

5設計原理

5.1變形縫的構造分析

此次設計的變形縫主要部件由以下部分組成:熱鍍鋅方管、三元乙丙橡膠止水帶、氯丁橡膠止水帶、巖棉、不銹鋼板、短鋼筋壓條、鍍鋅角鋼等。在變形縫裝置中,主要使用熱鍍鋅方管來支承內骨架,然后再和框架鋼柱進行焊接。變形縫所使用內蓋板則是不銹鋼板,厚度為1mm,一端與龍骨固定,另一端則能夠自由脫開。使用鍍鋅角鋼主要是為了在變形縫中固定橡膠止水帶于龍骨上。如果建筑要求外墻防水,可以使用橡膠止水帶加以解決,還可以使用氯丁和三元乙丙的橡膠止水帶;如果建筑對防火隔熱有相應的標準要求,可以使用巖棉保溫防火隔離帶解決。變形縫的外蓋板也可以使用不銹鋼板,還可以使用鋁合金板,一共2塊,并且要求左右對稱,在中間則保留間隙,一般為30mm。鍍鋅鋼絲網一般設置在外蓋板和鋼柱的交界處,規格大部分使用10mm×10mm×1.0mm,另外要注意,鍍鋅鋼絲網必須鋪滿變形縫的整個區域。使用短鋼筋壓條主要是為了將鍍鋅鋼絲網和外蓋板固定在鋼柱上,螺紋鋼規格為直徑10mm,長100mm。其他材料均是一些日常經常使用的材料。文章提出的變形縫結構,其所有材料大小及規格是根據工程的實際需求進行計算,因此日常應以工程的實際要求來設計標準。

5.2技術原理分析

通過使用方管龍骨可以對蓋板起到固定和支承的作用,還可以對內蓋板的一側限位,由此確保變形縫的結構完整。變形縫大小決定變形縫裝置的大小,變形縫的內蓋板和外蓋板都是強度較高的金屬,而將其和變形縫兩側的鋼柱利用鋼筋壓條進行有效的固定可以減少對蓋板的焊傷、損壞,并且利于現場的施工操作。防水橡膠條具備較大的彈性,因此能夠對變形縫蓋板起到保護作用。鍍鋅角鋼可以將止水帶和龍骨連接固定,壓緊鍍鋅角鋼以確保防水,同時在內部填充巖棉以防火和隔熱。設置鋼絲網主要是為了將蓋板和外墻的抹灰層有效連接在一起,防止出現開裂的情況。在變形縫的裝置中主要使用內蓋板和外蓋板,而外蓋板為2塊,并在中間留有縫隙,由內蓋板遮擋,而內蓋板和外蓋板之間有膠條搭接,但兩者之間能夠完全脫開。因此,當主體沒有較大的變形時,蓋板均保持原狀,也保持變形縫完整;而出現變形時,內蓋板和外蓋板間能夠自由位移,并在變形消失后恢復。

6外墻變形縫施工技術分析

6.1施工流程

當建筑的主體鋼結構完全經過驗收合格后,才能開展變形縫的安裝施工。具體的施工流程如下:首先對建筑的鋼柱表面進行有效的清理和整備,然后再開始安裝變形縫的內蓋板,之后再安裝止水帶、保溫層,接著安裝外蓋板和防水橡膠條,最后涂抹耐候膠密封接縫并檢查。

6.2施工步驟

(1)首先安裝變形縫的龍骨,于鋼柱的腹板找出水平線,并彈出定位線,再找準垂直的基準線,最后開焊接變形縫的鍍鋅方管龍骨,并刷防銹漆。(2)安裝內蓋板,使用鉚釘將內蓋板短肢固定在龍骨的一側,還可以進行預固定,將其隨龍骨焊在鋼柱上,方管龍骨可以提前鉆孔,保持孔距在300~500mm。(3)安裝橡膠止水帶,利用點焊的方式在鋼柱或方管龍骨上把橡膠止水帶用角鋼進行固定壓緊,然后再安裝另一側并涂刷防水膠。如果變形縫的寬度小于300mm,可以將止水帶和方管龍骨一塊施工安裝,利用方管龍骨將其固定。(4)安裝保溫隔熱層,焊接鍍鋅角鋼時應當提前鉆孔,孔距一般要求在300mm左右,然后再將巖棉進行填充,而巖棉的兩側可以用射釘進行固定。如果變形縫的寬度小于300mm,可不使用角鋼進行固定,直接進行巖棉填充即可。(5)安裝外蓋板,在外蓋板的內側粘貼膠條,可以把其中的一塊蓋板固定在鋼柱上,然后再運用自攻釘將另一塊蓋板安裝在方管龍骨上,然后將鋼絲網滿鋪蓋板的外側,最后再使用短鋼筋壓條固定鋼絲網。(6)在自攻釘或鉚釘位置涂抹密封膠。(7)最后對變形縫開展詳細的檢查,確保施工質量,將垃圾清理干凈。

7變形縫應用效果分析

7.1經濟效益

通過在該工程的項目中使用變形縫的施工技術取得較好的效果,通過該方案加快了施工的速度,并且保障了工程的質量,現場操作簡單、便捷,節約了大量的投入成本,取得了較高的經濟效益。

7.2質量效益

該工程的變形縫經過施工,各個部件均達到了設計標準和要求,同時保證了建筑的整體性,而且外飾面的效果良好,實際效果如圖4所示。圖4變形縫完工效果示意圖

8結束語

當前我國對裝配式鋼結構的建筑建造非常重視,其是傳統建筑的升級,而且其高效的環保建造模式符合當前行業的發展要求。通過此次對國內某保障住房的實際研究顯示,變形縫的運用效果非常好,并且施工的質量達到設計標準,外觀效果較高,投入的成本較低,且能夠縮短施工的周期,進而可以加以推廣應用。

參考文獻

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關鍵詞:裝配式建筑;施工質量;問題;質量控制

1導言

裝配式建筑施工具有很多傳統鋼筋混凝土建筑施工不具備的優勢,也是目前我國大力倡導的建筑工程施工工藝,“十三五”期間,我國多地推出了裝配式建筑的發展規劃,如上海市在2016年發文: 《上海市裝配式建筑2016―2020發展規劃的通知》(滬建建材[2016]740號),通知要求:2016年起,上海采用比例及裝配率雙控手段推進裝配式建筑發展。但是,目前我國對裝配式建筑施工的研究還處在起步階段,有待進一步提高,所以針對這些問題可通過借鑒外國建筑行業人士的工作經驗,從而不斷解決我國建筑行業在裝配式建筑工業化發展中的問題,促進我國建筑行業良性發展。

2裝配式建筑的特點

裝配式建筑作為一種比較新的技術,它對施工質量、施工人員技術水平、施工組織能力以及圖紙拆解質量等方面都要求的相對較高。該種結構及施工形式具有以下幾個特點:

2.1大部分構件均需要預制,利用定型模板的平面作業方法替代傳統的現澆結構作業方式。這種施工作業方式可以很好地控制施工質量和施工進度。

2.2由于結構的大部分構件均是由工廠生產出來,可以利用較先進的施工技術和機械從而可以在很大程度上保證了產品質量、對施工現場的噪音污染也將大幅度降低、提高了生產效率、大大縮短了施工周期、避免了施工現場的粉塵等污染物。

2.3由于裝配式建筑結構是一種較為前沿的工程技術,該建筑結構形式對前期設計質量和后期施工人員的技術水平的需求均比較高。

3裝配式建筑存在的施工質量問題

3.1灌漿施工和構件連接管線安裝問題

3.1.1灌漿施工不飽和。板墻在縱向連接的過程中灌漿施工的飽滿程度沒有辦法進行有效確定,所以非常容易發生構件灌漿孔堵塞現象。通常情況下灌注混凝土的施工過程中從板的最上面孔洞順利流出就算完成灌漿施工,但真正意義上的施工完成難度非常大,因為灌漿板內部的具體情況很難了解,并且在灌漿時飽和度很難做到精準化,常常會因為加工生產構件過程中的失誤或施工人員對灌漿孔清理不及時,造成灌漿孔堵塞而出現的灌漿施工不飽和現象發生。

3.1.2套管鏈接錯位問題。在構建套裝連接過程中,因為鋼筋套筒的安裝位置問題常常會出現偏移現象發生,一邊偏移現象產生分為兩種:

3.1.2.1常規部分偏移。發生這種現象時是能將鋼筋洞內,控制偏移。

3.1.2.2重度非常規完全偏移。只有通過重新加工安裝構件,才能控制偏移現象,但是無論采用什么方式都無法做到與原設計重疊,給裝配式建筑工程施工質量帶來嚴重的安全隱患。

3.2管線或者構件預埋過程中存在的問題

管線或者構件在預埋過程中最常見的問題就是構件預埋管發生堵塞或者脫落,從而導致預埋構件的位置發生偏移,而對施工現場穿線造成阻礙。主要原因是構件在生產過程中,預埋管線連接不到位,使得管線發生堵塞,或者管線和預制構件的固定不到位,在振搗期間發生脫落或者偏移。

3.3安裝尺寸偏差問題

安裝尺寸偏差問題主要表現在墻板拼接接縫處理超出規范要求,墻板、陽臺板之間的接縫上下不通順、寬窄不均,廚房、衛生間降板處標高誤差等方面。

1)人員方面。與技術發展成熟、工程實踐經驗頗豐的現澆混凝土結構相比,目前裝配式項目較少,工人實戰經驗偏少,預制構件安裝經驗和操作技能有待積累和提高。2)物料方面。構件本身質量不合格導致安裝誤差累加,包括構件尺寸誤差的累加、構件平整度誤差的累加、構件預埋件位置誤差的累加。3)機械方面。缺乏實用的精度控制工具,導致墻板拼縫誤差偏大,拼縫寬窄不均,與工業化建筑的目標存在較大差距,同時吊裝構件時構件晃動不易控制安裝精度。

4裝配式建筑施工質量控制措施

4.1加強輔助工具使用

在裝配式建筑施工安裝中,由于大部分PC構件重量體積大,給工程吊裝和安裝施工帶來較大難度,因此加強輔助工具使用。比如,使用轉角板“L型”吊具。轉角板在運輸、管理、吊裝過程中很容易發生折彎和損壞現象,為了最大限度保證轉角板的質量,在吊裝過程中使用“L型”吊具,把轉角板吊裝時所承受的張拉力轉移到“L型”的吊具上,畝保證轉角板的質量。又如,設置合理的平板護角。根據預制構件的型號和種類,設計制作出與之相匹配的、可以重復使用橡膠護角,從轉角板出廠以后,就將護角套在的轉角板的四角。從而減少轉角板的損壞率。

4.2建立完善的裝配式建筑質量監管機制

很多施工現場出現的問題并不是施工人員造成的,而是裝配式建筑工程設計或者預制構件在生產加工中存在問題,從而引發了一系列施工質量問題。通過建立科學完善質量監督機制,通過全方位、全過程的監督檢查,把施工過程中可能存在的問題控制在萌芽當中,進而減少在施工過程中遇到的問題,提高施工效率,以便更加全面的保證裝配式建筑工程的整體質量。

加強裝配式建筑施工的監理工作。規范工程監理在施工方案審核、構建生產監督、構件出廠進場驗收、樣板房見證、灌漿防水等關鍵環節的旁站、安裝風險點防護監督以及結構工程驗收等方面的工作。

4.3選用先進的技術手段

在我國裝配式建筑全壽命周期中應當采用射頻技術和建筑信息模型,這兩種關鍵技術能夠推動裝配式建筑向綠色建造發展的進程。其中射頻技術能夠將構件的物理信息和幾何信息及時、準確地記錄下來。在組裝和生產裝配式建筑的過程中,需要在驗收、安裝、物流、倉儲、生產等環節準確的辨識出構件的信息,防止出現信息孤島問題,降低出現信息錄入錯誤率,從而便于及時更新建筑信息模型的信息。而建筑信息模型技術是建筑工程的核心技術,有效的防止了信息孤島現象的產生。在構建建筑信息模型的時候,模型的核心數據主要是建筑全壽命周期的數據,持續管理單個設備數據、裝配體數據等,通過建模計算對構件進行進一步的分析,從而分析其與整體的耦合度,判斷出裝配的合理性,提高建筑的工程質量。

4.4基于BIM的構件設計和施工

在裝配式建筑設計施工中,通過BIM技術應用,進行精準的三維建模,以解決結構構件之間、預埋管線之間和交錯鋼筋之間的相互碰撞,指導預制構件生產、施工安裝以及工程驗收。

4.5加強對施工人員培訓

邀請裝配式建筑工程研究專業人士,對施工管理人員以及施工人員進行相關施工技術培訓,從而規范施工工藝和施工流程,或者派遣人員到國內外裝配式建筑施工技術先進的施工單位進行學習,把先進的施工設計和施工工藝應用在施工過程中,從而在提高施工效率的同時,保證裝配式建筑工程的質量。

結束語:

綜上所述,裝配式建筑是一種具有很多優點的建筑和施工形式,具有施工效率高、生產周期短、節約建材、降低人工成本、施工質量較好、施工工人安全較易保證等特點,但是在裝配式建筑施工過程中會有許多問題不斷出現,影響建筑施工質量問題,但是通過建筑技術人員的不斷學習改進能夠有效提高裝配式建筑施工的合理性,促進我國建筑行業的健康發展。

參考文獻:

[1]李月霞.試析裝配式建筑施工安全管理[J].江西建材,2017,02:268.

篇10

關鍵詞:寒冷地區;變電站;建筑墻板設計

在北部寒冷地區變電站的建設中,建筑墻板不僅要具有一定的力學性能,還要具有一定的抗變形能力,在保溫和抗寒能力上也需要具有一定的優勢。

1裝配式建筑設計研究

1.1結構選型

在我國,建筑墻板的結構類型可分為木結構、裝配式鋼結構和裝配式混凝土結構。木結構的優點是原材料可再生、無污染、便于采購,安裝技術含量相對較小,在施工過程中不會有很大的噪聲或其他污染,但存在不耐火、易發霉等缺點。我國鋼材施工方法已較為成熟,鋼結構本身的抗壓強度也比較好,所以鋼結構具有很強的適用性,其優點是自重低(與混凝土結構化)和抗震能力強,大部分可以重復使用[1]。預制混凝土結構包括預制建筑系統、外墻安裝板和屋頂安裝系統,具有與現代鋼筋混凝土結構相同的耐久性、較強的耐火性能和較好的結構剛度,技術要求低,適應性強,但對建筑設計人員要求高,混凝土施工難度大。

1.2墻板材料選擇

在進行材料選擇時,應注意材料的正常耐久性不得低于建筑物的估計耐久性,并應提前考慮建筑物使用過程中可能出現的維護費用。傳統鋼結構和養護墻體系的裝配式建筑主要為輕質混凝土空心墻和金屬板復合墻體系。輕質混凝土空心墻比較簡單,但材料較厚,保溫效果非常好,價格相對較低;金屬板復合墻體系的建筑材料較為復雜,最大的優點是防水性能好,實際施工操作方便。

1.3基于裝配式建筑物的預埋管解決方案

當前,裝配式建筑墻板需要在工廠進行加工后再運送到施工現場進行組裝。變電站建在室內,可能會有明顯的外漏和埋管。因此,推薦采用一體化管道結構,通過調節外壁與內壁之間的預埋管來避免后期的二次加工。

1.4裝配式建筑總體設計方案

采用輕鋼結構和鋼結構作為成品建筑結構,造價較高,但施工時間更短。此外,裝配式建筑的室內、外墻、屋面瓦的成本也相對較高,鋼板質量輕,可與輕鋼結構配套使用。其主要優點是綜合性能好,可預留各種埋管和開口,非常適用于南方多雨地區。

2墻板試驗研究

2.1試驗范疇

為了進一步研究RCP建筑墻板在寒冷地區變電站的應用效果,充分發揮其性能優勢,提升寒冷地區變電站建筑墻體應用的有效性,有效保證變電站建筑墻體的質量,進行了相關性能試驗。

2.2試件制作

水泥聚苯乙烯刨花板的重要生產工藝是鋼絲網的添加,直接影響到復合涂層的完整性,輕質復合墻板示意圖見圖1。多次試驗發現,采用水泥膠粉添加劑能夠有效解決復合涂層完整性問題,并取得理想效果。該工藝的關鍵技術是在填充水泥聚苯乙烯輕質材料時避免聚苯乙烯顆粒的空化和流動,填充水泥聚苯乙烯輕質材料后線底用高性能振動器振動3~5s,制作完成后將墻磚堆成一堆,地板用木板保護,周圍用塑料膜覆蓋[2]。

2.3抗彎承載力

2.3.1試件的規格及數量。每個規格有5個樣品。尺寸等參數如表1所示。2.3.2加載方式。為了驗證試驗設備是否正常工作,在試驗前對每個樣品進行預緊。預壓時,試樣不得損壞,不得超過正常載荷的20%。正式加載時,每級0.1kN/m2,加載10min后記錄數據,加到0.5kN/m2為止,測量此時的變形值。取3個樣品的算術平均值作為測量結果,精度為0.01kN/m2。均布荷載法測試抗彎破壞荷載的裝置如圖2所示。2.3.3試驗結果。墻蓋抗彎承載力、位移變形試驗結果如圖3所示。圖3中為100mm厚無筋墻,極限抗彎承載力為8.8kN(3.76kN/m)。墻蓋抗彎承載力、位移變形試驗結果如圖4所示。圖4中為100mm厚的覆蓋著鋼絲網的墻體,其極限抗彎承載力為12.4kN(5.30kN/m)。綜上所述,墻體彎曲端儲能最大為12.4kN,牽引區鋼絲網的布置顯著提高了彎曲端部的儲能量和結構強度.2.3.4試驗結論。在復合保溫輕質建筑板中加入鋼絲網后,強度提高50%,保證了復合保溫輕質建筑板的承載能力和抗脆裂能力。作為變電站墻體材料,它能夠滿足變電站相關使用要求。但是,當前的試驗結果與實際情況還存在很大偏差,因為試驗忽略了水泥聚苯乙烯的抗拉強度,對RCP墻板抗拉強度的估計相對保守。

2.4試驗結果及分析

通過構件試驗分析了RCP墻板的性能指標,根據試驗結果充分評價了RCP應用與寒冷地區變電站建筑建筑墻板的效果。從試驗結果來看,RCP墻板能夠應用在寒冷地區變電站建筑墻板中。

3墻板施工工藝

3.1施工流程

①確定裝配圖。根據外墻尺寸確定面板裝配圖并繪制布局圖,盡量采用標準輕質保溫復合墻。②輕型保溫復合墻體切割。對于主規格中不能安裝的部分,現場使用切割鋸將其切割至所需尺寸。③彈線。安裝輕阻尼復合墻體前,根據圖紙和板材布局重新檢查尺寸,確定安裝控制線。④安裝連接件。將墻體連接件安裝在建筑物主體結構上,根據需要調整固定鋼纜及其連接件,同時,調整整體輕鋼顎的水平方向。⑤拼裝輕質保溫復合墻板。安裝輕質保溫復合墻板,使用特殊膠粘劑,龍骨接近榫和螺母輕鋼楔,并安裝在墻上[3]。⑥拼裝縫及陰陽角處理。輕質保溫復合墻在裝配時應填充專用膠粘劑,內角和外角用聚合物砂漿抹面。為加強裂縫控制,應安裝200mm寬的耐堿光纖片材。

3.2輕質保溫復合墻板拼裝施工

①鋪設輕質保溫復合墻前,應按輕質保溫復合墻規范、砂漿格柵、豎龍骨布置及門窗開口尺寸繪制布置圖。②保溫連接墻敷設前,應將水平位置線斷開,按片數垂直對齊,根據設計要求,標注板材規格、砂漿層厚度、板材皮數和豎墻截面數。③安裝輕質保溫復合墻時,水平縫和垂直縫的寬度應為5~10mm。④輕質保溫復合墻板拼裝門窗洞口墻時,應安裝墻體的輕鋼楔,確保龍骨預埋在保溫連接墻邊緣[4]。⑤墻的頂部與框架支撐板之間有一定的間隙,縫隙、框架支撐、板材采用高強度彈性填充,并配備建筑密封。⑥穿墻管道必須嚴格防止滲漏,安裝在墻上或沉積在墻上的鐵件必須進行防腐處理,管道必須采取措施進行保溫。⑦輕阻尼復合墻應盡量按規范安裝,接縫應上下錯開,搭拼長度一般不小于主要規格的1/3。

4應用實例

4.1工程概況

黑河500V變電站占地面積小,應用面積固定,施工舒適快捷,提高了吊拱安裝的效率和安全性。

4.2效益分析

4.2.1綜合效益高,值得推廣應用。裝配式建筑的設計目的是將建筑模塊、間隙間距、儲存高度和跨度寬度統一為標準化的裝配式構件,工業生產和機械化現場裝配,減少現場濕操作,減少污染。與傳統混凝土施工相比,施工工期大大縮短,有助于提高資金使用效率。4.2.2機械化程度高,施工成本低,經濟效益高。裝配式建筑充分利用了機械吊裝,與鋼-混凝土框架施工相比,節省了大量的施工成本和勞動力,縮短了施工周期。與傳統施工方法相比,機械和人力投入少,經濟優勢明顯,降低了總成本,經濟效益明顯。4.2.3安全可靠性高。在傳統的建筑結構施工中,由于施工人員數量多、施工隊伍大、人員投入集中,施工人員在施工過程中容易遭遇生命危險,而裝配式墻板能夠有效避免這種情況。4.2.4技術先進,社會效益好。采用裝配形式,將工業化成品件與傳統提升工藝相結合。相比于以往的先澆筑混凝土工藝,裝配式構件能夠不受天氣因素和環境條件的影響,同時減少了工作量和工作時間[5]。

5結語

目前存在兩大制約寒區預制變電所發展的問題。一是板材本身及連接結構不能適應寒區溫差,溫差引起的變形開裂嚴重影響冷密度、砂密度、風密度和冷密度橋梁的性能;二是與傳統建筑相比,裝配式外墻覆蓋物的成本明顯較高,影響了裝配式建筑的經濟指標。因此,迫切需要對預制外墻復板進行深入研究,研發適用于寒冷地區環境的預制外墻技術,促進預制建材產業鏈的健康發展,滿足寒冷地區的性能要求,降低成本,提高墻體覆蓋材料的工藝質量。

參考文獻:

[1]馮凱,林佰春,李陽洋.寒冷地區變電站裝配式建筑墻板設計研究[J].電力勘測設計,2020(2):185-192.

[2]金毅,魏勝波,陳亞瓊.變電站裝配式建筑設計研究與應用[J].中國房地產業,2021(4):73.

[3]陳俊杰,盛松源,黃達余.變電站裝配式建筑物建筑結構一體化研究[J].電力勘測設計,2018(2):70-75.

[4]朱明晨,董家源.裝配式建筑在變電站中的應用探討[J].百科論壇電子雜志,2021(10):2508.