首頁/ 家居/ 正文

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

摘要:

透過對裝配式建築常用的疊合外牆進行技術分析,並重點對底部加強區的疊合外牆進行保溫一體化設計、生產與施工,將傳統溼作業施工方法和現階段的乾溼作業相結合的施工方法作了對比。介紹了底部加強區保溫一體化疊合外牆的工藝原理和工藝流程及操作要點,並且對其帶來的經濟效益作了相應的分析。透過應用例項展望了裝配式建築底部加強區保溫一體化疊合外牆成套技術在住宅產業化中的發展前景。

關鍵詞:

裝配式建築,設計-生產-施工,保溫一體化,疊合外牆

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

Abstract:

This paper introduces thetechnical analysis of the commonly used composite exterior wall of theprefabricated building, and focusing on design, production and construction ofthe composite exterior wall of the bottom reinforcement area, and compares thetraditional wet construction method with the current dry and wet constructionmethod。 This paper introduces the technological principle, technologicalprocess and operating points of the integrated laminated outer wall of heatpreservation in the bottom strengthening zone, and analyzes the economicbenefits brought by it。 The development prospect of the integrated laminatedwall technology for insulation in the bottom strengthening area ofprefabricated building in the housing industrialization is prospected throughthe application examples。

Keywords:

prefabricated building; design, production and construction; integrated insulation; laminated wall

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

0、

引言

隨著住宅產業化的大力發展,預製構件工業化生產正在逐步取代施工現場溼作業,裝配式建築正逐漸佔據整個建築市場[1,2]。與傳統的現澆建築體系相比,裝配式建築建造速度快、預製構件精度和質量好,能最大限度的滿足綠色建築設計和施工要求。裝配式建築改變傳統建造模式,變溼作業為幹作業,不僅有利於減輕勞動強度,降低綜合成本,提高勞動效率,保證建築質量,而且還具有節約資源、保護環境等優點。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

在現階段的中高層建築結構中的設計階段,通常考慮在建築物的底層一定範圍內設計形成底部加強區,其主要作用為在受力過程中產生足夠的延性,增加結構的抗剪作用[3,4],從而可以形成理想狀態下的塑性鉸,同時提高偶發地震作用下的吸能作用,可將其近似看作阻尼器的作用[5,6]。針對底部加強區的施工工藝,常用的普通傳統方法為兩種:一種做法為,首先進行結構層的混凝土澆築,待澆築完畢後進一步進行A級保溫板的張貼。此種工藝由於保溫板的材質使得經濟性不好,造價昂貴。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

另一種做法,在進行混凝土澆築時,需要使得內、外葉牆共同澆築,與此同時,由於對混凝土材料效能的要求,使得其坍落度要求極高,即在進行外葉牆的澆築時必須使用自密實混凝土,使得現場施工過程工序繁瑣。以上兩種工藝在施工階段會產生較大的汙染與危險性,與現階段倡導的綠色建築相違,同時其設計生產工藝過於落後,無法與快速發展的裝配式建築相關技術相吻合。針對現階段裝配式建築的底部加強區傳統施工工藝存在的問題,結合住宅產業化施工工藝的具體要求,運用一體化施工技術[7,8],研究其保溫一體化疊合外牆的成套技術。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

1、設計原理與生產流程

如圖1所示,在設計階段,透過BIM軟體完成深化圖紙設計。構件的深化設計作為銜接裝配式施工圖設計與裝配式構件生產、現場安裝的關鍵核心環節,在整個裝配式專案實施過程中發揮著關鍵作用。裝配式建築底部加強區保溫一體化疊合外牆以預製PCF板作為外葉牆,起到了模板和保溫作用;內葉牆體整體現澆,進行一體化施工,並且PCF板根據窗戶的尺寸大小進行合理的設計,模組化拼裝,拆分更加合理;預製PCF板在工廠採用正打工藝預製生產,造價低,避免浪費,作為現場現澆結構層的外葉牆兼外圍模板,施工更加方便。保溫一體化疊合外牆由於節省建築外圍模板,方便施工,被各種結構形式廣泛採用。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖1 PCF板設計圖紙

Fig。1 The design drawings of PCF board

透過分析保溫一體化技術與一體化施工技術的結合,重點分析底部加強區的施工特點,如圖2生產流程圖所示,設計出“正打工藝”生產PCF板技術,同時使得現場安裝過程中乾溼作業相結合。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖2 PCF板生產流程圖

Fig。2 The production technology process of PCF board

裝配式建築底部加強區保溫一體化疊合外牆採用幹作業與溼作業相互結合的施工工藝,主要包括有預製PCF板外葉牆的生產和現澆疊合外牆結構層施工、安裝。正打工藝有利於預埋件的定位,操作工序簡單,預製PCF板在廠區使用正打製作,待養護、脫模成型之後運到施工現場,吊裝、安裝就位後,現場綁紮內葉牆鋼筋,安裝預埋管線和預埋件,利用拉桿橫穿內葉牆和外葉牆PCF板固定模板,內葉牆現澆混凝土與PCF板一體化成型的新型工藝技術。採用工業化生產方式,符合建築工業化和綠色施工的基本要求,乾溼作業相互結合施工,可以顯著減少疊合外牆溼作業,提高施工質量和施工效率。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

2、

生產施工工藝

2。1 正打工藝生產外葉牆PCF板

(1)模具清理與保溫板的鋪設

如圖3所示,在進行模具清理時不得損毀模具,模板面不得有混凝土殘留,模具上口及線耳支架的殘留混凝土必須及時清理並塗油和脫模劑。模具拼裝時應保證連線穩固,固定預埋件的釣魚竿位置準確,且澆築及震動過程中不產生變形與移位。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

保溫板應嚴格按照拆分圖進行裁製,並確保保溫板尺寸及預留孔位置符合要求。將保溫板半成品鋪設在槽鋼或邊角料上,連線處下方支撐良好,防止混凝土澆築過程中保溫板下移。保溫板與模具接縫、預留孔等接縫較大位置,用玻璃膠填實,以防止漏漿。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖3 模具清理與保溫板的鋪設

Fig。3 The mold cleaning ofPCF board and laying of insulation board

(2)鋼筋網與預埋件的安裝

按照板型選取對應的鋼筋網片,將網片平整放入模具,不可隨意剪下鋼筋或強行將網片塞入模具。預埋件包括線耳、提升管件及保溫連線件等。安裝時應保證嚴格按照圖紙進行安裝,保證預埋件安裝穩固,在混凝土澆築及振動臺振搗後不鬆動、不位移。完成後進行質檢,其主要包括外形尺寸檢查、預埋件規格及位置檢查、鋼筋保護層檢查、澆築前清潔度檢查等。構件質檢合格掛牌後方可進行混凝土澆築。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

(3)落砼、清理模具、養護、脫模

如圖4所示,進行落砼前進行隱蔽驗收,透過自動振動模臺進行落砼時分層下料,保證混凝土裡無氣泡。粗平砼表面的高度誤差不超過3mm。光面表面平整,1200mm水平尺檢查不超過3mm。表面光潔無灰匙印、無砂子顆料印、區域性無凹凸不平。砼與模具交界邊應分界明顯且無凹凸。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖4 混凝土澆築與構件養護

Fig。4 The photograph of concrete placement and curing

待構件進入蒸養窯內,其中升溫速度宜為10-20℃/h,恆溫時溫度宜為50-60℃,其中50℃恆溫時間1。5h,降溫速度10-20℃/h;PCF板拆模起吊前應檢驗其同條件養護的混凝土立方體試塊強度。光面後用塑膠薄膜遮蓋養護;成品無裂縫,無起皮。拆模時無人為的崩爛,嚴禁敲打模具、活動塊及旁板等,模具配件放在指定位置並擺放整齊。產品脫模前檢查有無漏拆螺絲,預埋件,工作臺附近是否有人作業及其他不安全因素。吊運時吊臂上的吊點均勻受力,吊鉤要扣牢固,放置時應平穩,穩妥。擰緊安全吊繩,吊裝平穩防止人為碰撞破壞。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖5 PCF板的存放與運輸

Fig。5 The PCF boardphotograph of storage and transportation

(4)質檢、存放、運輸

如圖5所示,將生產完畢的預製構件統一吊裝在存放區,垂直放入存放架內。PCF板兩側與存放架接觸面應用膠皮或木楔塞實,以防PCF板產生偏移。檢查是否有破損問題,若有應及時進行修補,修補完成後開始灑水養護,保持混凝土表面溼潤,養護週期14天。質檢合格後,透過專業運輸車運至施工現場,進行乾溼作業相結合的底部加強區施工。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

2。2PCF板在底部加強區的現場施工關鍵技術

(1)現場吊裝與安裝支撐

吊裝構件前檢查吊運裝置,待吊運到安裝位置緩慢下落,確保PCF板垂直安放,縫隙空間一致,並且企口位置無錯位,防止稜角部位發生碰撞損壞。如圖6所示,待PCF板安裝就位後,防止傾斜應立即使用PCF板中預埋的壁厚10mm的可拆卸倒錐裝置連線斜撐杆固定,調整底部斜撐的螺栓精調PCF板的垂直角度。如圖7所示,水平方向上PCF板之間使用一字碼與七字碼進行連線,使用內建螺栓固定。後期再將各連線元件取下,重複迴圈使用,實現了資源再利用,經濟實惠,降低了成本。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖6 倒錐型連線裝置大樣

Fig。6 The connective detaildrawing of inverted cone type

(2)鋼筋綁紮與支內模

PCF板安裝完畢,PCF板作結構層外模板,進行保溫一體化疊合外牆內葉牆結構層鋼筋綁紮。待進行安裝完畢預埋件、預埋管線、開關線盒等裝置後,如圖8所示,同時支內鋁製模板,內模板與PCF板使用可拆卸式拉桿穿透對拉固定,安裝固定好之後,準備澆築混凝土。以保證結構整體連線穩定、牢固,簡化現場施工工序,後期再將各連線元件取下,連線元件重複迴圈使用,實現了資源再利用,經濟實惠。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖7 PCF板水平方向臨時連線大樣

Fig。7 The temporaryhorizontal connective detail drawing of PCF board

(3)澆築混凝土、拆內模與養護

用吊斗進行混凝土澆築,澆築混凝土時應分層連續澆築振搗,避免振搗時碰到鋼筋、模板、預埋件、預埋管線、開關線盒等,振搗過後,整理牆上甩出的鋼筋。底部加強區保溫一體化疊合外牆在混凝土達到規定要求的早期強度後進行拆模處理,拆模之後在常溫下養護混凝土[9]。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖8 鋁製內模板的支護

Fig。8 The supportingphotograph of Aluminum internal formwork

(4)關鍵節點處理

如圖9所示,在進行底層PCF板下部連線時,使用限位拉接件上端與外葉牆鋼筋網片連線,限位拉接件下端穿過保溫板延伸至內葉牆板內連線內葉牆鋼筋網架。以混凝土、保溫材料(後貼保溫需要使用A級保溫材料,保溫一體化施工只需要使用B級保溫材料即可)、混凝土分三道工序施工完成,實現了牆體的保溫一體化,提高了結構整體性。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖9 底層PCF板下部連線大樣

Fig。9 The connective detail drawing of lower part ofPCF board

如圖10所示,在帶有窗洞的底部加強區外牆中,通常窗洞增設臨時加固槽鋼,槽鋼兩端預留M16×50線耳,槽鋼規格多使用100×48×5。3×10kg/m2型別鋼板進行加固,且在窗洞角部增設3Ф8@50加強筋。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖10 窗洞頂底及兩側保溫收口大樣

Fig。10 The detail drawing of insulationmeasures for the top and bottom of the window holes and the two sides

3

效益分析及應用例項

3。1 經濟效益

如表1所示,保溫一體化疊合外牆採用B級保溫板(現場後貼保溫需要A級材料),有效降低了施工現場傳統溼作業後貼保溫材料成本,可以大大縮短建設週期。一體化施工,實現保溫層與結構同壽命,減少了後期維護費用,顯著提高建築質量。節約了大量的人工、材料費等,具有明顯的經濟效益。

表1 保溫一體化疊合外牆節約成本分析

Table 1 Cost saving analysis of integratedexterior wall for thermal insulation

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

3。2應用例項

如圖11所示,此裝配式建築底部加強區保溫一體化疊合外牆的設計-生產-施工技術已成功應用於濟寧八里廟舊村改造專案。該專案建築面積約625895。03 m³,共33棟26層住宅樓,全部為裝配式混凝土剪力牆結構,各型別構件共計89600件,產品總重量約158000噸。

該專案應用此成套技術,同時積極探索關鍵節點連線的相關構造形式,在現存技術上進行改進,嚴格進行相關的質量控制,質量驗收達到優良標準。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

圖11 八里廟專案現場圖片

Fig。11 The site pictures ofBalimiao‘s project

4、

結語

該項技術的應用極大的縮短了住宅的建造和安裝時間,滿足了棚戶區回遷居民儘快入住新房的節奏,同時對裝配式住房質量品質的提出了更高的要求。裝配式建築底部加強區保溫一體化疊合外牆成套技術相對於傳統的底部加強區施工安裝方法,幹作業與溼作業相互結合,符合環保和節能要求,減少了噪音汙染和建築垃圾的產生、給工程專案附近的居民提供了良好的生活環境。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

此前的棚戶區改造專案、政府保障性住房等現行裝配式工程專案時有出現一些質量問題,本技術的應用能夠避免此類問題的發生,切實保障回遷居民的合法權益,在一定程度上增強回遷居民對棚戶區改造和政府保障性住房的信心,具有重要的意義。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

參考文獻

[1]吳偉東,苟華平,周琪,等。住宅產業化發展面臨的問題及對策研究[J]。建築經濟,2015,36(2):14-17。

[2]匡志平,方旭,李檢保。住宅產業化在中國的發展[J]。結構工程師,2013,29(3):164-169。

[3]曹萬林,惠存,董宏英,等。底部加強型矩形截面鋼管混凝土疊合柱抗震效能研究[J]。世界地震工程,2013,29(3):14-21。

[4]劉莉娜,趙傑林。關於剪力牆底部加強區範圍的討論[J]。重慶建築,2008(7):47-49。

[5]楊潤濤,康建群。關於嵌固端與底部加強區的討論[J]。山西建築,2014,40(33):34-35。

[6]張靜。掉層框—剪結構剪力牆底部加強區的確定[D]。重慶:重慶大學,2016。

[7]陳華。建築外牆保溫裝飾一體化施工技術分析[J]。建材與裝飾,2017(26):19-20。

[8]馬躍強,石震東,成煒,等。裝配式建築+鋁模一體化施工技術[J]。建築施工,2017,39(6):825-827。

[9]佚名,GB50666-2011。混凝土結構工程施工規範[S]。出版地不詳:出版社不詳,2012。

裝配式建築 | 裝配式疊合外牆的設計-生產-施工技術研究

相關文章

頂部