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装配式建筑用预制混凝土构件的生产与应用技术

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前我国采用的装配式剪力墙结构,主要是以预制外墙和叠合楼盖为主的装配整体式剪力墙技术,强调接近现浇结构的抗震设计方法和装饰、保温一体化预制外墙集成技术,该体系目前已成为我国高层住宅的主要实施方案。我国目前多以叠合楼盖的局部应用为主,竖向构件尤其是剪力墙的预制装配在抗震设防裂度较高地区的高层建筑中应用还有许多问题需要研究。

装配式建筑用预制混凝土构件的生产与应用技术

北京预制建筑工程研究院院长、中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会理事长蒋勤俭提出,实现质量和效益的最大化应考量建筑的五个参数——质量、成本、安全、工期、环境。产业化建筑初期成本虽然高一些,但从长远来看,优势很明显,建筑质量得到提升,社会效益也很好,这是一个逐步发展的过程,也需要政府层面出台一些激励政策扶持。

高层装配式混凝土住宅建筑结构体系分类:

K——框架结构,PC装配整体式框架目前以日本技术为代表,在高层、超高层建筑中应用比较广泛和成熟,一般结合隔震减震技术协同设计,主要为标准化预制柱、叠合梁板构件,比较适宜采用工业化方式建造。

J——剪力墙结构,以东欧技术为代表,曾在中高层建筑中得到广泛应用,但抗震性能方面需要完善提高。目前我国采用的装配式剪力墙结构,主要是以预制外墙和叠合楼盖为主的装配整体式剪力墙技术,强调接近现浇结构的抗震设计方法和装饰、保温一体化预制外墙集成技术,该体系目前已成为我国高层住宅的主要实施方案。

KJ——框架剪力墙结构,以美国技术为代表,突出预制预应力构件在高层大跨度建筑中的应用优势。我国目前多以叠合楼盖的局部应用为主,竖向构件尤其是剪力墙的预制装配在抗震设防裂度较高地区的高层建筑中应用还有许多问题需要研究。

预制技术按设计施工的实施难度分为三级:

A级——主体结构竖向构件采用预制技术,如框架柱、剪力墙等;

B级——主体结构水平构件采用预制技术,如叠合梁、叠合板等;

C级——主体结构局部采用水平预制构件或非主体结构采用预制技术,如楼梯板、阳台板、外挂板等。

影响预制建筑经济性的关键因素:PC建筑设计方案与标准化构件定型(技术因素)、规模化项目的长期均衡生产与施工策划(管理因素)、建筑工人的技能和劳动力成本(人工因素)、机械化制造和施工安装水平(工艺设备因素)、PC工厂设置与工程配套(工程配套设施及运输因素)、其他(环境、工期、税收等因素)。

一般混凝土结构工程均按预算定额和工程量清单测算主体工程的造价,表5.1对列出的主要组价子项进行对比分析,定性描述采用PC技术的造价变化模型。其中,装配整体结构是以现浇为主的建筑,预制率小于30%,预制装配结构是以预制为主的建筑,预制率大于50%。

表5.1 高层建筑应用PC技术的经济性分析

基于我国PC技术应用现状,政府面积奖励按销售价格的3%计算,销售价格按10 000~15 000元/m2估算,不同等级预制技术的造价对比见表5.2。

表5.2 不同等级预制技术的造价对比

对某传统住宅(103 m2)进行工业化假设,工业化住宅比传统住宅的建造成本增加了9.8%,使用成本降低了16.8%;按照50年的全生命周期计算,工业化住宅比传统住宅的全生命期成本增加了0.06%。如表5.3—表5.5所列。(www.xing528.com)

表5.3 工业化住宅与传统住宅建造成本比较

表5.4 工业化住宅与传统住宅使用成本比较

表5.5 工业化住宅与传统住宅各阶段成本比较 (单位:元)

预制装配式建筑施工中,构件制作工时占总工时的65%,安装占20%~25%,运输占10%~15%。据欧洲国家统计,按传统建筑方法,每平方米建筑面积约需2.25工日,而预制装配式建筑施工仅用1.0工日即可,可节约人工25%~30%,降低造价10%~15%,缩短工期约50天。美国学者Basler曾对预制工厂的混凝土和现浇施工的混凝土强度进行数月的统计测定,结果表明:同一时期预制混凝土的变异系数为7%,而现浇混凝土为17%。

2008年,万科新里程项目的两栋住宅楼(20栋、21栋)在上海诞生,该项目的外墙采用预制钢筋混凝土墙板,主体结构以每5天一层的进度推进。预制混凝土构件的垂直度误差在2 mm以内(传统施工方法的误差允许值为5~8 mm),表面平整度偏差小于0.1%,外墙瓷砖黏结拉拔强度提高9倍。

2011年,由北京住总万科房地产开发有限责任公司承建的回龙观1818-028地块住宅项目,结构工期计划每6天一层,工业化项目包括:13—27层楼板采用预制叠合板,8层以上采用清水混凝土饰面预制楼梯。该工程2号楼、3号楼结构完全相同,2号楼的楼板为常规现浇施工,3号楼为叠合楼板。叠合楼板施工与常规全现浇楼板施工相比,综合成本每层增加6 018.58元,主要原因如下:①预制构件模具费用:本工程叠合楼板构件生产总造价约110万元,其中叠合楼板模具9套,成本约27万,模具费用占预制构件成本约20%;②叠合楼板运输费用:平均每车可运叠合楼板12块,运输费用摊销较大;③人工费用:叠合楼板施工增加吊装工、水电工共计14人。如表5.6—表5.9所示。

表5.6 现浇楼板与叠合楼板施工直接费用比较

表5.7 现浇楼板与叠合楼板施工用时比较 (单位:h)

表5.8 现浇楼板与叠合楼板施工用工比较 (单位:工时)

表5.9 预制楼梯与现浇楼梯施工直接费用比较

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