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林树枝:装配式建筑的这些问题值得关注
2018-12-01 16:19:36 来源: 作者: 【 】 浏览:50

近年来,全国各地对装配式建筑的推广应用非常重视,陆续出台了相关政策,使装配式建筑的顶层设计提速,相关行业的从业人员积极性也很高,形势一片大好。在大好形势下,特别是在人才、技术储备尚有不足的情况下,要避免由于质量或技术问题引起质疑,导致装配式建筑的发展大起大落。

毋庸置疑,传统的建筑项目在施工能耗、施工水耗、施工噪音、建设周期以及在施工过程中产生的建筑垃圾要远远高于产业化项目,发展装配式建筑是建造方式的重大变革,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平。

但是,装配式建筑在拆分设计、构件制作、施工吊装等环节仍存在不少难点,在发展过程中,需要重点关注以下12个问题。

装配式木结构建筑

住房和城乡建设部发布的《装配式木结构建筑技术标准》(以下简称《标准》)的实施,有利于推动木结构建筑发展。

《标准》规定之一:木结构材料不仅用传统木材,还包括工程木材。工程木材和原木有本质区别,它是经过现代的工业手段和先进技术,加工成适合于建筑用的梁、柱等部品部件。

《标准》规定之二:木结构的连接方式也不仅是传统方式,传统的木结构是用榫卯等方式连接,现在增加了金属部件等多种连接方式。

问题一:原规范制约木结构发展。

《装配式木结构建筑技术标准》还规定,装配式木结构设计,尚应符合《木结构设计规范》(以下简称《规范》),就目前来说,该《规范》在建筑高度、防火、防腐等方面已严重制约了木结构建筑的发展。

我国木结构建筑的发展,已经有几千年的历史,早已突破了该《规范》的规定。位于山西省朔州市应县的释迦塔(俗称应县木塔)塔高67.31米(9层),底层直径30.27米,建于辽清宁二年(宋至和三年公元1056年),是中国现存最高、最古老的一座木结构塔式建筑,2016年,释迦塔获吉尼斯世界纪录认定,为世界最高的木塔。

应县木塔有4个结构层为平坐层,也称为“暗层”,夹在各明层之间,是一个中空的双层环状结构。在平坐层内柱子之间和内、外角柱之间架设不同方向的斜撑,形成桁架结构。全塔共使用了400余攒不同类型的斗拱,平面则采取内、外两圈八边形立柱,内圈主柱8根、外圈主柱24根,形成内外双层套筒式的平面结构。

木材的抗压强度其实不逊于RC结构。木材抗压设计强度值达20兆帕,但顺纹抗剪强度只能达到2兆帕,差距较大。目前,现代化的林业工程、材料工程采用叠合层技术,完全能够帮助木材发挥更大的强度,更稳定的性能。

在国外,加拿大不列颠哥伦比亚大学18层全木结构公寓,采用层压式的木材,将片状的木材用特指胶粘在一起做成预制板。这种材料非常轻便和坚固,而且由于抗剪能力提高,对抗震更有利,这样的材料也更能支撑起大楼的重量。

因此,木结构建筑在建筑高度、建筑层数,在防火防腐等方面,完全可以有较大的突破。

装配式混凝土结构

问题二:构件类型的有限性与需求的多样性之间的矛盾。

为便于制作,工业化生产的结构构件要求外型尽可能规整,类型尽可能少。但是,许多建筑追求外立面要变化多样,建筑要有个性,这给工业化制造,增加了难度。

构件拆分要实事求是,从实际需求出发,要符合标准化制作要求,不应该为装配而拆分,局部仍可保留一定的现场浇筑。

问题三:构件连接必须有足够的安全性和可靠性。

水平和竖向接缝必须要连接可靠,但施工质量很关键,稍有不慎,可能留下安全隐患。必须保证在荷载与地震作用下结构不出现破坏,不发生连续性倒塌。

问题四:构件接缝处必须做到不渗、不漏。

下雨时,要保证建筑的外墙接缝处不会渗漏,厨房、卫生间、阳台不渗水,密封材料要有足够的使用寿命。

问题五:构件在吊装、运输时不应出现裂缝。

在制作构件时,要充分考虑吊装、运输时的受力状况,构件的钢筋要配足。

问题六:剪力墙体系预制率不宜过高。

剪力墙体系预制与现浇需要交叉作业,施工效率不高,水平向连接、关键部位竖向连接要靠现浇,在转角处、在边缘构件的位置,还要支模、绑钢筋、浇灌混凝土,因此,不能过分追求预制率。

理由有两点:一是常规的工法一项也不能少,又增加了吊装设备,工序交叉。二是一段直墙,人为切成现浇段和预制段,增加了施工难度。在门窗洞口处,情况更复杂。

剪力墙结构的预制部位,可集中在叠合楼板、预制楼梯、预制内隔墙、预制阳台、外挂墙板。凡承受水平荷载的剪力墙,仍然釆用现浇作业。

题七:装配式混凝土建筑要物美价廉。

装配式混凝土建筑的经济性是决定装配式混凝土结构能否得到很好推广应用的重要因素之一。

问题八:装配式混凝土建筑发展存在较大瓶颈。

原因有五点:一是行业缺乏技术和人才,设计、制作、施工均缺乏经验。二是开发商认为亏本,购房者没有获得感。三是对绿色生态的贡献难于量化,社会效益难以考核,官员没有政绩感,压力传导不够大。四是构件厂投资成本大、风险高、回收期长,需大型运输和安装设备,运输和安装成本也大。五是预制构件个性化强,规模效应不明显,也增加了建造成本。

装配式钢结构建筑

问题九:具有装配式天然优势的钢结构,其应用比例偏低。

钢结构是真正具有装配式建筑天然优势的结构。钢结构不仅具有强度高、断面小、自重轻、抗震性能好等优点,还适合工厂化生产,在现场用螺栓装配或焊接,能够保持结构的整体性;钢结构不仅能满足多种建筑高度、多种建筑平面的需要,还能与非承重轻质墙体材料配套使用,施工安装工业化程度高。遗憾的是,在我国,钢结构建筑的比例与混凝土结构的建筑相比偏低较多。

问题十:高层钢结构住宅,配套技术有待研究。

采用钢结构体系的高层办公建筑、公共建筑在技术上已经很成熟,但这一做法难于复制到普通住宅。普通高层钢结构住宅的成套技术尚需进一步研究,可以推广采用“钢结构+外墙PC”或“钢结构+复合墙板”等。

问题十一:钢结构住宅部品部件标准体系需进一步完善。

要建立通用钢结构配套构件和功能性部品的标准体系,做到全面性、系统性、数字化、多样化、定制化。推进基本单元、基本间和户内专用功能部位(厨房、卫生间、楼梯间)的标准化设计。

BIM+装配式建筑

问题十二:BIM技术在装配式建筑中的应用还不够。

装配式建筑在拆分设计、构件制作、施工吊装过程中,尤其需要系统综合集成,BIM技术是提升建造品质的重要手段,但BIM技术在装配式建筑中的应用还很不够。

可利用BIM辅助施工协调,将项目由2D图纸变为3D实物、4D施工安排、5D现金流的一个过程。利用4D模拟技术及施工模拟技术,在施工前为施工计划进行“彩排”,找出问题并及时协调,更好地提高设计质量、更好地进行施工管理、更好地进行运营和维护管理。

我国装配式建筑发展的形势非常好,要以此为契机,结合BIM技术,打造新型建筑工业化。

林树枝,工学博士,教授级高级工程师。1963 年 5 月出生,福建省厦门市人。现任厦门市建设局党组成 员、巡视员、副局长,兼任厦门市轨道交通建设总指挥部副总指挥。住房和城乡建设 部“全国超限高层建筑抗震设防审查专家委员会”成员,住房和城乡建设部绿色建筑评价标识专家委员会成员。



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Tags:装配式建筑  

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