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    什麽是裝配式建築?為何現在大力發展裝配式建築?

    經過近幾十年的快速發展,我國的現澆建築技術可以說達到了爐火純青的地步,但為什麽現在要大力提倡發展裝配式建築呢?

    我國為什麽要發展裝配式建築?

    城市化發展

    改革開放後,大批農業勞動力湧向城市,城市化極速發展,且人類平均壽命延長,人口總量迅速上升,居住問題日益突出。

    科技的進步

    在人類的科學技術水平爆發式地推進發展下,建築行業也必然將由勞動密集型產業向技術密集型轉變。

    勞動力成本上升

    人民生活水平的提高,人口老齡化的出現,體力將會變成一種昂貴的資源,勞動力成本會不斷上漲。

    對建築質量與可靠度的需求提升

    隨著我國綜合國力的上升,從今年國家對《建築結構可靠度設計統一標準》的修訂也可以看出,小仙女直播app官网最新版對建築工程建設的要求隻會越來越高。從提高質量、合理加快工期、環保節能等方位出發,工業化模式下的裝配式建築有著得天獨厚的優勢。

    一帶一路

    國內建築產能過剩,發展裝配式建築,有利於對外輸出產能。即有利於國內建築行業健康發展,又能讓我國強大的工程建設能力為世界服務。

    節能環保與綠色施工

    傳統建築行業會產生大量建築粉塵、施工噪聲、建築垃圾等環境汙染物。而工場生產,現場拚裝的模式將會大大減少汙染物的排放,更加合理地配置資源的使用,達到節能環保的效果。

    裝配式建築的三大方向

    目前裝配式建築根據結構材料的選擇,有三條主要的發展道路,分別是裝配式木結構、裝配式鋼結構和裝配式混凝土結構。三種形式的裝配式結構各有千秋,而采用何種形式就應該因地製宜了。

    裝配式木結構

    在鋼材和水泥被發明之前,木材是主要的建築材料之一。我國古代曾經是木結構發展最恢弘的時期之一,手工製作榫卯連接的宮殿或廟宇層出不窮。隨著時代和科技的發展,現代木結構建築采用新材料、新工藝和工廠化的精確化生產,與傳統木結構建築相比更具綠色環保、舒適耐久、保溫節能、結構安全等優勢,具有優良的抗震、隔聲等性能,比鋼筋混凝土結構和砌體結構更具優越性。

    最早的裝配式建築應該追溯到17世紀向美洲移民時期所用的木構架拚裝房屋。目前輕型木結構住宅占北美住宅的85%以上。現今的木結構體係大致分為以下4類。

    輕型木結構體係

    輕型木結構是由規格材、木基結構板材或石膏板製作的木構架牆體、樓板和屋蓋係統構成的單層或多層建築結構。構件之間可采用釘、螺栓、齒板連接及通用或專用金屬連接,以釘連接為主。輕型木結構可建造居住、小型旅遊和商業建築等。

    膠合木結構體係

    膠合木結構是采用20~45mm厚的鋸材膠合而成的層板膠合木構件製造的房屋結構體係。膠合木房屋的牆體可以采用輕型木結構、玻璃幕牆、砌體牆以及其他結構形式。構件之間主要通過螺栓、銷釘、釘、剪板以及各種金屬連接件連接。膠合木結構適用單層工業建築和多種使用功能的大中型公共建築,如大空間、大跨度的體育場館。

    原木結構體係

    原木結構采用規格及形狀統一的方木、圓形木或膠合木構件疊合製作,是集承重體係與圍護結構於一體的木結構體係。具有優良的氣密、水密、保溫、保濕、隔聲、阻燃等各項絕緣性能,原木建築自身具有可呼吸性,能調節室內濕度。適用於住宅、醫院、療養院、養老院、托兒所、幼兒園、體育建築等。

    木結構組合體係

    木結構組合建築指由木結構或其構、部件和其他材料(如鋼、鋼筋混凝土或砌體等不燃結構)組成共同受力的結構體係。上部的木結構與下部的鋼筋混凝土結構通過預埋在混凝土中的螺栓和抗拔連接件連接,實現木結構中的水平剪力和木結構剪力牆邊界構件中拔力的傳遞。與下部鋼筋混凝土結構相比,上部木結構質量輕,抗側剛度較小,具有下重上輕、下剛上柔的非均勻結構特點。

    裝配式鋼結構

    1885年,世界第一幢42米高的摩天大樓問世,位於美國芝加哥的家庭保險公司大樓。從此鋼材就以其輕質高強特點在大跨、超高、異形等複雜超限建築中獨霸一方。由於鋼結構的施工特點,鋼結構的主體結構天生就具有部分裝配式特點,在維護體係方麵再下點功夫,裝配式鋼結構體係就能成型。經過多年發展,下麵列舉幾個裝配式鋼結構的類型:

    01輕型鋼結構

    主要建築材料為薄壁H型鋼、壓型鋼板等輕鋼,采用高強螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料組裝起來的低層和多層預製裝配式鋼結構房屋體係。由於結構輕便,安裝迅速,且抗震性能優越,在日本建築市場很受歡迎,超過一半的新增低層住宅采用輕型鋼結構。

    02鋼結構住宅成套集成技術體係

    杭蕭鋼構主導研發的鋼結構住宅成套集成技術體係,采用鋼管束組合結構。鋼鐵結構構件為承重骨架,樓板采用預製裝配式鋼筋桁架樓承板,以輕型建築牆體材料為圍護結構。

    03束筒鋼結構裝配式體係

    長沙遠大可建公司在19天內使用束筒鋼結構裝配式體係建造了57層高的高樓“小天城”。該建築由若幹單筒組合而成,每個單筒中,樓蓋由四塊相同構造的主板拚裝組合而成,主板由壓型鋼板-混凝土組合樓板與雙向桁架組合而成。

    04新型鋼—混凝土板柱結構住宅體係

    中冶建築研究總院主導研發了《新型鋼—混凝土板柱結構住宅體係》。將組合結構運用在了裝配式建築上,融合利用了鋼結構連接方便可靠與混凝土良好耐久性的特點,針對性解決了傳統裝配式混凝土住宅體係和鋼結構住宅體係的共性技術問題。

    裝配式混凝土結構

    自1824年波特蘭水泥(矽酸鹽水泥)的出現,混凝土成為了建築行業主要的工程材料之一。

    鋼筋混凝土這種為建築而生的材料一躍成為了建築界的寵兒,其物美價廉和優越的受力性能極大推動了人類建築工程的發展。戰爭、災難、城市化推動著西方國家率先發展起了裝配式混凝土建築。以下介紹國內外的裝配式混凝土建築發展狀況。

    no.1歐洲裝配式混凝土建築

    歐洲是預製建築的發源地,早在17世紀就開始了建築工業化之路。第二次世界大戰後,由於勞動力資源短缺,歐洲更進一步研究探索建築工業化模式。無論是經濟發達的北歐、西歐,還是經濟欠發達的東歐,一直都在積極推行預製裝配混凝土建築的設計施工方式,積累了許多預製建築的設計施工經驗,形成了各種專用預製建築體係和標準化的通用預製產品係列,並編製了一係列預製混凝土工程標準和應用手冊,對推動預製混凝土在全世界的應用起到了非常重要的作用。

    no.2北美地區裝配式混凝土建築

    北美的美國和加拿大PCI組織都完成了PC技術的規範和標準的製定工作,都擁有完備的使用手冊,所以其裝配式混凝土建築應用非常普遍。北美的預製建築主要包括建築預製外牆和結構預製構件兩大係列,預製構件的共同特點是大型化和預應力相結合,可優化結構配筋和連接構造,減少製作和安裝工作量,縮短施工工期,充分體現工業化、標準化和技術經濟性特征。

    多層立體停車場是北美預製混凝土結構應用最廣泛的建築類型。采用幹法連接的預製剪力牆-梁柱體係,由預製剪力牆承擔全部的水平力,梁柱鉸接形成的排架部分隻承擔豎向力。

    no.3日本和韓國裝配式混凝土建築

    日本和韓國借鑒了歐美的成功經驗,在探索預製建築的標準化設計施工基礎上,結合自身要求,在預製結構體係整體性抗震和隔震設計方麵取得了不錯的進展。日本裝配式建築主要以框架結構為主,具有代表性成就的是日本2008年采用預製裝配框架結構建成的兩棟58層的東京塔。同時,日本的預製混凝土建築體係設計、製作和施工的標準規範也很完善,目前使用的預製規範有《預製混凝土工程》(JASS10)和《混凝土幕牆》(JASS14)。

    no.4我國裝配式混凝土建築

    借鑒了國外裝配式的經驗,目前預製裝配式混凝土結構(簡稱PC結構)在國內占據了主導地位。其在工廠以構件為單位製作完畢後運至現場,通過套筒灌漿連接組裝而成。在國家的號召下,各省也大力推動裝配式建築的發展,陸續有PK預應力混凝土疊合板等新型技術的出現。

    裝配式建築的發展方向

    1、打破舊有的技術思維慣性,研發新的混凝土裝配式技術體係,解決連接安全性問題。

    2、簡化裝配式建築構件的安裝,提高功效,真正做到又好又快。

    3、與BIM建築信息管理結合,實現科學設計、科學施工、科學管理。