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装配式建筑发展综述

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新材料·新装饰2021年3月第3卷第5期

装配式建筑发展综述陈海强1,高河可2

(1山东高速建筑设计有限公司,山东济南,250101;2中建八局二公司装饰公司,山东济南,250101)摘要院文章阐述了国内外装配式建筑研究现状,提出了装配式建筑技术的实现要点,包括装配式结构体系、体系基础及等同现浇原则,分析了装配式建筑的发展趋势及应用前景,希望能为我国装配式建筑的应用和实践提供借鉴。

关键词院装配式建筑;隔震设计;现浇结构中图分类号院TU741

文献标志码院A

文章编号院1671-9344(2021)05-0012-02

国家的应用范围大概分别为50%、35%和35%~40%,装配式建筑结构占据很大的比重。

1.2国内发展概况与研究现状

中国从20世纪50年代开始进行装配式构件的研究,并在生产工厂化、构件标准化以及施工现场化方面取得20世纪80年代,各种建筑体系已经在实际了积极进展。

工程中得到了广泛应用,比如大板建筑体系、南斯拉夫体系、框架体系,还包括一些预制构件,如屋面梁、空心板、屋面板、墙等,这些研究成果有效推动了我国装配式建筑的发展。但是,受制于当时相关的技术标准、法律法规及管理经验,再加上我国当时技术比较落后、施工质量较差、施工经验不足、建筑结构比较单一及承载能力不高等因素的,无法满足社会需求,以致于人们对装配式建筑有所抵触。综上,预制装配式建筑没有被广泛应用且未取得健康持久的发展,以致于被现浇混凝土结构所替代。

随着装配式建筑工业化水平的不断提高以及我国对传统耗能建筑业要求的提高,预制装配式建筑又重新引起相关决策者的重视,从而开始了对装配式建筑的科学研究。陈建伟等[3]具体归纳了目前应用的结构构件的研究概况、结构体系及装配式剪力墙分布钢筋连接技术;郭兆军等[4]利用项目实例对板柱结构的合理跨度、高度等方面做了深入研究;谭平等[5]对结构的隔震支座的抗震性能做了理论分析,提出一种新的隔震设计方法,并通过实际工程验证了理论的可靠性;王晓锋等[6]对连接缝的破坏特征、破坏机理及连接要求等方面做了深入的理论分析;李丽红等[7-8]对施工成本、整体效益与现浇混凝土结构做了理论比较,结果表明整体现浇结构比装配式建筑节约成本约300元/m2,但是整体现浇结构的综合效益要比装配式低;岑岩等[9]从二氧化碳排放量和环境保护方面做了对比分析,结果表明装配式在二氧化碳排放及垃圾排放上有明显的优势。除此之外,许多学者在构件的制作、安装、运输等方面做了详细研究。国内比

预制装配式建筑结构具有绿色环保、费用低、施工高效、施工周期短、施工质量高及管理高效等优点,不管在中国还是欧洲等西方国家,装配式建筑在建筑行业已经得到了广泛的运用。1国内外装配式建筑研究现状

1.1西方国家发展研究现状

装配式整体混凝土结构在欧洲等西方国家的应用20世纪中期,因战争而导致住房问题极其已经很广泛。

严峻,以瑞典、丹麦等为代表的西方国家率先进行了工业化住宅的应用。由于受到欧洲等一些国家工业化建筑应用推广的影响,加拿大、美国在20世纪70年代开始逐步进行工业化建筑的生产和施工[1]。到目前为止,西方发达国家对装配式建筑的研究已经取得了许多科研成果,形成了比较完善的结构体系,比如EdwardK.Rice,其对工业化住宅的锚固、预制构件的吊装就位等进行了系统研究;Melvin.Zimmerma对工业化住宅的模式提出了新的见解。通过对许多工程施工经验的积累逐步建立了标准化的预制构件产品系列,并依据不同跨度、不同高度、不同体型的结构形式构建了装配置建筑的指导规范、应用手册及相应的标准,制订了施工进度、施工质量、施工安全等质量管理措施。

韩国、日本等发达国家吸收了西方国家积累的一些施工经验,根据他们的一些技术体系和应用的模式并结合本国发展的要求充分研究了隔震技术及整体抗震在装配式建筑中的应用,比如H.Johnsson和E.Lukaszewska对组合楼板如何连接进行了系统的研究,总结出了一种干燥连接的方法;Albertopavese通过对墙体的抗震性能研究,为装配式建筑提供了科学的依据。目前亚洲国家中对装配式建筑研究比较完善的是日本,其已经形成一套比较成熟的技术标准,也具有较高的装配率。俄罗斯从苏联时期就已经开始了装配式建筑的研究,现在已经有多种装配式建筑结构形式应用在医院、学校等一些建筑中。根据有关参考文献[2],在俄罗斯、美国、丹麦等西方

DOI:10.12203/j.xclxzs.1671-9344.202105005

作者简介:陈海强(1986—),男,汉族,山东菏泽人,工程师。研究方向:勘察设计。

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新材料·新装饰2021年3月第3卷第5期

较大的建筑施工企业均设立了专门部门对理论进行研究,并在一些建设项目中广泛应用,为工程提供了实践指导。

2装配式建筑技术的实现要点2.1装配式结构体系

装配式建筑的体系本质是由围护结构、结构体系、楼板体系和配套体系等部分组成。现在比较成熟的是墙体的预制以及预制构件的运输及装配,桁架楼层板和预制叠合楼板的应用比较广泛,可以做模板使用。按竖向构件的受力类型分为框架—剪力墙、预制混凝土(PC)剪力墙体系、现浇剪力墙+预制内外墙+叠合楼板+预制部品(一体化卫浴)。

2.2体系基础及等同现浇原则

装配式建筑技术本质上是对构成建筑整体的构件进行合理拆分,选择一部分或全部构件在工厂采用工厂化的生产方式预制,然后将其运输到施工现场装配成建筑的整体。装配式的预制构件来源于原来的建筑结构,是整个结构体系的组成部分。装配式建筑的基础是通过对结构构件进行合理的划分,并拆成单个构件在工厂进行标准化预制。

目前,我国对装配式建筑技术规范、标准还处于不断研究、探索阶段。通常的做法就是按现浇结构进行设计,然后将各个构件进行拆分,并进行设计优化,把建筑设计语言转换为工厂化的标准和要素,使之适应工厂化预制。对装配式建筑施工的要求也是与现浇结构相同,将装配施工完的建筑结构受力性能和现浇结构进行比较,以现浇的结构性能作为合格的评判基础,这就是等同现浇原则。

基于等同现浇原则,装配式建筑技术的设计标准、设计理念、结构体系、审查体系和竣工验收标准均以现浇结构为蓝本对比。装配式建筑的结构体系以现浇结构体系为基础,在前期兴起阶段不改变现在的结构体系,快速推动其向前发展,并在实际工程中不断发现问题、解决问题。

等同现浇原则是以不改变先有规范、不改变建筑形式、不改变结构形式和不改变节点处的连接性能的“四不改变”为核心原则,在当前我国起步阶段的装配式建筑推广中有着积极意义[10-11]。

3装配式建筑的发展趋势及应用前景

为了充分发挥建筑特点,提高施工效率,应根据需要完善装配式建筑。此外,预制构件的装配率及预制构件的施工已经成为西方许多发达国家产业化的重要指标,世界各国已经将装配式建筑结构体系作为其工业化发展的一个重要标志。目前建筑业的一大改革是推动装配式建筑的应用,促进了传统建筑行业的发展和创新。

采用装配式建筑结构体系能够发挥建筑结构的优势,降低对环境的污染且具有良好的抗震性能,符合当前社会大力倡导的环境节约型理念,其使人们更容易接受。

目前,我国装配式建筑发展的模式是“推动、企业参与、产业化蓬勃发展”,根据住房城乡建设部的要求,相关科研单位研究编制了《工业化建筑评价标准》,对一些具体规定作了详细说明,其基本特征是标准化设计、工厂化制作、装配化施工、一体化装修和信息化管理,具体规定了装配式建筑的基本要求,即预制率应大于等于20%、

装配率大于等于50%。所以,我国装配式建筑具有良好的发展应用前景。

4结语

现阶段,我国建筑行业在装配式建筑方面的主要发展方向是工厂化、提高预制装配率、降低费用及减少对环境的污染。与其他国家相比,我国装配式建筑以混凝土结构为主要研究对象,以建筑信息化技术为核心的信息化管理,具有单一性、片面性的特点。要想推进我国建筑的快速发展,扩大装配式建筑的应用范围,就必须鼓励科研院所进行装配式建筑的关键技术的研究,以便于为工程设计及实践提供科学的理论指导。同时,采取一些积极措施降低污染物及二氧化碳排放量,以保证建筑更加环保节能,从而推动建筑业向更加环保节能的方向发展。参考文献院

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