快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的技術(shù)分析

　　摘要：通過(guò)系統(tǒng)調(diào)研，以多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用為基礎(chǔ)，對(duì)快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析，使得快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的高效施工技術(shù)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)緊密地聯(lián)系在一起，最大限度地提高現(xiàn)場(chǎng)施工安裝效率，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、安全、高效地施工工藝，破解高效安裝難題。通過(guò)系統(tǒng)分析對(duì)比裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)，從現(xiàn)場(chǎng)安裝及安全、便捷、經(jīng)濟(jì)的角度優(yōu)化施工安裝方式。

　　關(guān)鍵詞：裝配式建筑,快速全裝配,剪力墻結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)效益

　　引言

　　由于傳統(tǒng)的建筑施工較為復(fù)雜，且對(duì)施工的流程有著嚴(yán)格的要求，在建筑過(guò)程中通過(guò)可視化信息應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控是必不可少的[1-2]。通過(guò)三維模型建立直觀(guān)分析快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的吊裝、存放、臨時(shí)固定等情況[3-4]，確實(shí)結(jié)構(gòu)施工安裝時(shí)的方案。通過(guò)CAD/BIM等信息化軟件系統(tǒng)可視分析快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋模型，模擬關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝碰撞檢查，及時(shí)對(duì)存在的錯(cuò)誤快速檢查修改[5-6]。

　　由此來(lái)查看采用相應(yīng)技術(shù)是否能夠順利的實(shí)施，進(jìn)而有效提高了其可行性效果，在很大程度上降低了具體實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的概率[7-8]。與此同時(shí)，在確保了施工中整體建筑的施工進(jìn)度、施工質(zhì)量和效果的前提下，保證整個(gè)工程的準(zhǔn)確性、效率性，以及審視方案合理性[9-10]。此技術(shù)已在濟(jì)寧八里廟舊村改造項(xiàng)目實(shí)踐中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　1工藝要點(diǎn)與原理

　　裝配式建筑其設(shè)計(jì)方案緊扣“裝配式、可持續(xù)、綠色環(huán)保”的理念，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑和裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)，安全可靠，施工快捷，舒適度高，可循環(huán)使用，逐漸得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)使用了暗鋼框架板式結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)了墻、柱、梁一體化;外墻板采用完全組合的三明治式復(fù)合墻板;內(nèi)墻板采用輕質(zhì)復(fù)合內(nèi)墻板;樓板采用全預(yù)制混凝土樓板;屋面板采用三明治式復(fù)合屋面板;節(jié)點(diǎn)均采用螺栓連接;基礎(chǔ)采用柱下預(yù)制獨(dú)立基礎(chǔ)。

　　建筑設(shè)計(jì)滿(mǎn)足節(jié)能75%的要求，設(shè)備與裝修采用管線(xiàn)分離技術(shù)。具有結(jié)構(gòu)、保溫、裝飾一體化，拆裝方便，可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)家對(duì)裝配式建筑的大力推廣，快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋通過(guò)將建筑分為多個(gè)裝配模塊進(jìn)行施工，具有節(jié)能、環(huán)保、施工工期短、節(jié)省勞動(dòng)力及質(zhì)量有保障等優(yōu)點(diǎn)。

　　山東海龍建筑科技有限公司，立足現(xiàn)有項(xiàng)目實(shí)踐，提出快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋研究，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)具有構(gòu)件設(shè)計(jì)拆分合理、結(jié)構(gòu)體系安全可靠、生產(chǎn)集成度高、施工安裝方便等優(yōu)勢(shì)�？焖偃�裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋在一定程度上解決了現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)房屋在傳統(tǒng)濕作業(yè)中存在的弊端與問(wèn)題，推廣后可以實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　2工藝特點(diǎn)

　　2.1含暗鋼框架的三明治式復(fù)合外墻板

　　此技術(shù)采用含暗框架的三明治式復(fù)合外墻板。墻板邊緣設(shè)有暗框架，H型鋼柱和鋼梁的翼緣與腹板范圍內(nèi)填充混凝土并形成PEC結(jié)構(gòu)，復(fù)合墻板主體采用鋼絲桁架復(fù)合墻板，墻板由內(nèi)外混凝土面層和中間的保溫層組成，兩側(cè)的混凝土面層采用帶肋C30普通混凝土，復(fù)合墻板兩側(cè)的混凝土面層與中間的聚苯乙烯泡沫板通過(guò)直徑為3mm間距100mm的鋼絲桁架復(fù)合在一起。結(jié)構(gòu)連接簡(jiǎn)單，自重小、保溫隔熱性能好。

　　由于暗框架與混凝土面板是一體的，設(shè)計(jì)時(shí)可充分考慮墻板對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度貢獻(xiàn)，在結(jié)構(gòu)分析時(shí)將復(fù)合墻板等效成單壓桿模型。墻板的連接均為螺栓連接，拆裝方便，可循環(huán)使用。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，為使建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下其底部一定高度范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)塑性鉸后具有一定的延性，提高其抗剪承載能力所采取加強(qiáng)措施的區(qū)域范圍稱(chēng)為底部加強(qiáng)區(qū)。

　　預(yù)制疊合快裝外墻由于節(jié)省建筑外圍模板，方便施工，被各種結(jié)構(gòu)形式廣泛采用;工廠(chǎng)預(yù)制時(shí)采用B級(jí)保溫板，造價(jià)低，避免浪費(fèi)，作為現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)層的外葉墻兼外圍模板，施工更加方便。由于節(jié)省建筑外圍模板，方便施工，被各種結(jié)構(gòu)形式廣泛采用。在此安裝完之后，以預(yù)制疊合快裝外墻作結(jié)構(gòu)層外圍模板，進(jìn)行預(yù)制疊合外墻內(nèi)葉墻結(jié)構(gòu)層鋼筋綁扎，使用鋼筋混凝土保護(hù)層塑料墊塊使保護(hù)層厚度均勻一致;然后安裝預(yù)埋件、預(yù)埋管線(xiàn)、開(kāi)關(guān)線(xiàn)盒等裝置，同時(shí)支內(nèi)模板，與內(nèi)模板使用可拆卸式拉桿穿透對(duì)拉固定，安裝固定好之后，準(zhǔn)備澆筑混凝土。

　　2.2含暗框架的輕質(zhì)復(fù)合內(nèi)墻板

　　含暗框架的輕質(zhì)復(fù)合內(nèi)墻板由鋼暗框架和墻板主體構(gòu)成，二者通過(guò)栓釘連接。墻板主體采用輕質(zhì)復(fù)合內(nèi)墻板，兩側(cè)為混凝土面層，中間為輕質(zhì)填充材料，鋼絲網(wǎng)片和斜插鋼絲將二者緊密相連。這種內(nèi)墻板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重較輕，安裝速度快。

　　2.3全裝配鋼-混凝土組合梁

　　全裝配鋼-混凝土組合梁屬于一種新型全裝配式組合梁體系，主要包括：全預(yù)制樓板、預(yù)埋于全預(yù)制樓板內(nèi)的鋼導(dǎo)槽、緊固件和鋼梁。具有無(wú)現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，加工、安裝精度要求低，實(shí)現(xiàn)了鋼-混凝土樓板組合梁體系的全裝配，安裝速度快、便于拆卸、替換、可修復(fù)和循環(huán)使用。

　　2.4節(jié)點(diǎn)連接

　　節(jié)點(diǎn)均為螺栓連接，安裝快捷，拆卸方便，可循環(huán)使用，大大降低了房屋使用成本。鋼柱弱軸方向，結(jié)構(gòu)采用腹板高強(qiáng)螺栓連接(鉸接);鋼柱強(qiáng)軸方向，結(jié)構(gòu)采用端板連接。為解決傳統(tǒng)柱腳與基礎(chǔ)連接采用錨栓50mm厚細(xì)石混凝土灌注現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)多、安裝效率低的難題，本工程將鋼連接件直接預(yù)埋在預(yù)制混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)與鋼柱通過(guò)2個(gè)U形鋼板和高強(qiáng)螺栓連接，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)可拆卸、循環(huán)使用，同時(shí)便于運(yùn)輸。

　　底部加強(qiáng)區(qū)預(yù)制疊合快裝外墻整體現(xiàn)澆，進(jìn)行一體化施工，并且，根據(jù)窗戶(hù)的尺寸大小進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，模塊化拼裝，拆分更加合理。現(xiàn)場(chǎng)干作業(yè)與濕作業(yè)相結(jié)合，減少了建筑垃圾，加快了施工進(jìn)度，降低了工程成本，耗費(fèi)人力資源相對(duì)較少，施工更加方便，安全，適用范圍比較廣泛，適合推廣使用。

　　3效益分析及應(yīng)用實(shí)例

　　3.1經(jīng)濟(jì)效益

　　快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)節(jié)約成本分析如表1所示。由表1可知，快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)有效降低了施工現(xiàn)場(chǎng)傳統(tǒng)濕作業(yè)后貼保溫材料成本，可縮短建設(shè)周期。一體化施工，實(shí)現(xiàn)保溫層與結(jié)構(gòu)同壽命，減少了后期維護(hù)費(fèi)用，顯著提高建筑質(zhì)量。節(jié)約了大量的人工、材料費(fèi)等，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。濟(jì)寧市任城區(qū)八里廟舊村改造項(xiàng)目采用了此技術(shù)，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)，同時(shí)，還在裝配式同行業(yè)樹(shù)立了示范效應(yīng)和引領(lǐng)效應(yīng)，促進(jìn)了住宅工業(yè)化在本地區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

　　與傳統(tǒng)裝配式結(jié)構(gòu)的建筑的裝配式方式相比，快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)可以避免現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè);(2)安裝加工精度要求低，實(shí)現(xiàn)預(yù)制組合梁體系的全裝配;(3)快速安裝，節(jié)省工期;(4)便于拆卸和修復(fù)、滿(mǎn)足可循環(huán)使用的要求。與此同時(shí)，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆房屋相比，快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋具有以下優(yōu)點(diǎn)：①快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋采用干作業(yè)與濕作業(yè)相互結(jié)合的施工工藝技巧，改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)、安裝施工方法。②采用工廠(chǎng)預(yù)制與現(xiàn)場(chǎng)施工相結(jié)合的方式，可減少大量的用工人數(shù)，本技術(shù)中預(yù)制PCF板作為外圍模板，可以減少架子工，砌筑工和抹灰工等。

　�、垲A(yù)制PCF板工廠(chǎng)預(yù)制，采用B級(jí)保溫板，造價(jià)低，避免浪費(fèi)，施工更加方便，更經(jīng)濟(jì)，本技術(shù)底部加強(qiáng)區(qū)預(yù)制疊合外墻工業(yè)化干作業(yè)施工與現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)相結(jié)合與傳統(tǒng)施工方式相比工期可以大大減少，縮短建設(shè)周期。④快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可以實(shí)現(xiàn)保溫層與結(jié)構(gòu)同壽命，耐久性大大提高，節(jié)約了大量的人工費(fèi)、材料費(fèi)，減少了后期維護(hù)費(fèi)用，建筑質(zhì)量顯著提高。⑤施工生產(chǎn)方法標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，通過(guò)設(shè)計(jì)單位合理優(yōu)化構(gòu)件拆分方案，構(gòu)件尺寸及特性的標(biāo)準(zhǔn)化可顯著提升安裝速度和項(xiàng)目進(jìn)度，構(gòu)件質(zhì)量和工藝通過(guò)機(jī)械化可以得到更好的控制，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量少，模具重復(fù)使用率高，綜合成本更低。

　　3.2應(yīng)用實(shí)例

　　通過(guò)山東省濟(jì)寧八里廟舊村改造項(xiàng)目進(jìn)行分析，此項(xiàng)目位于山東省濟(jì)寧市任城區(qū)，項(xiàng)目建筑面積約625895.03m2，共33棟26層住宅樓。該項(xiàng)目所用構(gòu)件共計(jì)8萬(wàn)余件，包含：外墻、內(nèi)墻、飄窗、陽(yáng)臺(tái)板、陽(yáng)臺(tái)掛板、樓梯、疊合板、PCF板等，混凝土總量約62000m3，項(xiàng)目多處使用快速全裝配剪力墻技術(shù)。

　　通過(guò)已成功應(yīng)用的實(shí)例為基礎(chǔ)，得出快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的如下優(yōu)勢(shì)：(1)快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋技術(shù)極大縮短了裝配式住宅的建造和安裝時(shí)間，這在很大程度上滿(mǎn)足了棚戶(hù)區(qū)改造回遷居民的盡快入住新房的節(jié)奏，同時(shí)對(duì)裝配式住房質(zhì)量品質(zhì)提出了更高的要求。(2)快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的施工安裝工藝，干作業(yè)與濕作業(yè)相互結(jié)合，符合環(huán)保和節(jié)能要求，減少了施工噪音、建筑廢渣等因素給附近居民的影響，同時(shí)減少了噪聲污染和建筑垃圾的產(chǎn)生、給工程項(xiàng)目附近的居民提供了良好的生活環(huán)境。

　　(3)此前的棚戶(hù)區(qū)改造項(xiàng)目、政府保障性住房等現(xiàn)行裝配式工程項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)漏水、滲水、裂縫等問(wèn)題，使回遷居民的生產(chǎn)和生活受到一定的影響，本技術(shù)能夠避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，切實(shí)保障回遷居民的合法權(quán)益，在一定程度上增強(qiáng)回遷居民對(duì)棚戶(hù)區(qū)改造和政府保障性住房的信心。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋技術(shù)的應(yīng)用極大地縮短了住宅的建造和安裝時(shí)間，滿(mǎn)足了棚戶(hù)區(qū)回遷居民盡快入住新房的節(jié)奏，同時(shí)，對(duì)裝配式住房質(zhì)量品質(zhì)提出了更高的要求。同時(shí)，隨著住宅產(chǎn)業(yè)化的大力發(fā)展，預(yù)制構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)正在逐步取代施工現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，裝配式建筑正逐漸占據(jù)整個(gè)建筑市場(chǎng)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑體系相比，裝配式建筑建造速度快、預(yù)制構(gòu)件精度和質(zhì)量好，能最大限度地滿(mǎn)足綠色建筑設(shè)計(jì)和施工要求。

　　傳統(tǒng)建筑施工方式會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾給節(jié)能減排工作造成很大的負(fù)擔(dān)，同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)引起的粉塵、噪音、震動(dòng)、空氣污染等也給附近的居民帶來(lái)諸多困擾。快速全裝配剪力墻結(jié)構(gòu)房屋改變傳統(tǒng)建造模式，變濕作業(yè)為干作業(yè)，不僅有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低綜合成本，提高勞動(dòng)效率，保證建筑質(zhì)量，而且還具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

　　裝配式建筑更符合“四節(jié)一環(huán)保”的政策以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃。其作為一種綠色環(huán)保節(jié)能形式，在建筑領(lǐng)域得到了廣泛推廣。其可提高住宅生產(chǎn)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高住宅的整體質(zhì)量，降低成本、降低物耗、能耗，并做到了“綠色施工”。通過(guò)以山東省濟(jì)寧市八里廟舊村改造項(xiàng)目為載體進(jìn)行分析，將已經(jīng)實(shí)踐的施工關(guān)鍵技術(shù)沉淀下來(lái)，并充分挖掘公司多年積累下來(lái)的工業(yè)化住宅部品預(yù)制施工經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真總結(jié)和理論探索，指導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)，提升科技研發(fā)能力，從而增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)國(guó)內(nèi)建筑工業(yè)化的發(fā)展。

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