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装配式混凝土结构与建筑工业化、住宅产业化(一)
2014-07-26 15:01:22 来源: 作者: 【 】 浏览:6561次 评论:0

   装配式混凝土结构近年来在国内快速发展,建筑工业化、住宅产业化也成为行业热点,各种工业化的建造方式是行业发展趋势,已成为共识。但工业化方式并不仅是装配一个途径,在装配式混凝土发展中遇到的各种问题,需要整个行业共同思考并积极解决。本文主要总结笔者的个人认识,力争从不同方面对行业的发展进行思考。

  工业化、产业化是很大的概念

  建筑业作为第二产业,在我国一直作为工业行业存在,“建筑工业”同样是很普遍的提法,如JG标准全称就是“建筑工业行业标准”。与电子业、机械制造业等行业相比,建筑业属于劳动密集型行业,资源能源消耗大,高新技术含量相对低,这些行业特点可能是强调提出“建筑工业化”的原因,对手工作业的依赖也让整个建筑行业往往会怀疑自己的“工业属性”。

  “住宅产业化”的概念相对要空一些,行业内部分观点认为《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》(国办发[1999]72号)是其纲领性文件,但该文件仅是《关于进一步深化城镇住房制度改革加快住房建设的通知》(国发[1998]23号)的后续配套文件之一,与现在行业的发展热点基本无关。本世纪以来全国住宅建设量与人均住宅面积大幅度提升,主要是国发[1998]23号取消福利分房并施行住宅商品化的效果,其中“住宅产业化”工作的效果并不明显。

  工业化、产业化都是很大的概念,是否合适作为口号来提出很难评说。从行业可持续发展的角度出发,将新型(现代)建筑工业化、住宅产业化作为发展目标的出发点是好的,但这些“大事儿”涉及的领域与方向很多,不是装配式混凝土结构所能承载。从装配式混凝土结构的自身特点出发,针对技术与管理的共性问题进行研发,以形成成熟的技术路线并辅以政策支持,是更加稳妥、健康的发展方式。

  装配式混凝土结构的特点

  与现浇混凝土结构相比,装配式混凝土结构将部分现场工作量移入工厂,可节约大量劳动力、减少施工耗材消耗、缩短工期,但预制构件的连接费用、运输费用及预制构件生产的管理费用、税费等也会增加。混凝土结构是否采用装配方式建造及预制构件的应用比例(预制率指标),主要由建筑综合成本来决定。发达国家劳动力成本高,施工现场环保要求高,很多情况下预制装配的建造方式经济效益明显。

  我国的住宅大多为高层、多层混凝土结构,而国外普遍为独栋或低层(美国90%的住宅为木结构House),国外经验为我们可借鉴的并不多。在地震烈度相当的条件下,日本与我国台湾地区有高层装配式混凝土结构住宅的工程实例,且均为装配式框架结构。

  从设计到建造的各个环节,装配式结构都对从业人员提出了更高的专业技术要求。建造装配式结构,无论在设计费,还是专业工人的薪酬方面都比现有水平更高,并需要投入更多的管理与监控措施。

  从预制构件自身角度来看,产生直接经济效益的两个必要条件是预应力技术与高强混凝土,这两者的应用能减小构件截面、减少构件配筋,如果将现浇混凝土结构方案直接拆分为非预应力混凝土构件,工程土建造价很难低于现浇结构。

  我国装配式混凝土结构行业发展的主要问题

  我国研发并应用装配式混凝土结构(以下简称“装配式结构”)始于上世纪50年代末,开始主要学习苏联经验,到上世纪70年代末80年代初,基本建立了以标准预制构件为基础的应用技术体系,包括以空心板等为基础的砖混住宅、大板住宅、装配式框架及单层工业厂房等技术体系。由于当时的技术体系成本控制过低,存在整体性差、使用功能不良等问题,再加上装配式结构建造的各个环节无法满足上世纪90年代开始的大规模建设需求,最终使装配式结构的比例迅速降低并造成行业萎缩,预制构件生产企业数量急剧减少。

  本世纪以来,北京榆构等单位完成了多项公共建筑外墙挂板、预制体育场看台工程。2005年之后,国内万科集团、瑞安集团、中南集团、宇辉集团等单位在借鉴国外(境外)技术及工程经验的基础上,从应用住宅预制外墙板开始,成功开发了具有中国特色的装配式剪力墙住宅结构体系。近年来,随着全社会、全行业对资源、环境问题的不断关注,装配式结构被赋予了更多的意义,并真正成为行业的热点。但任何事物的发展,“热”并不意味着“健康”,笔者认为目前装配式结构发展存在以下问题:

  技术体系仍不完备

  目前行业发展热点主要集中在装配式混凝土剪力墙住宅,框架结构及其他房屋类型的装配式结构发展并不均衡,无法支撑整个预制混凝土行业的健康发展。

  装配式剪力墙住宅发展为主流,主要原因是其发展动力源于房地产开发,并受到我国住宅多采用剪力墙结构的习惯影响,根源还在于按“现浇改预制”的技术思路。目前国内装配式剪力墙住宅大多采用底部竖向钢筋套筒灌浆或浆锚搭接连接,边缘构件现浇的技术方案(见图1),此技术方案在其他国家基本没有使用。图1方案的优点在于传力方式、受力性能接近现浇剪力墙,便于设计与拆分,不足在于关键技术问题仍需明确、连接施工手工作业多、施工操作与质量控制难度大、无法充分发挥装配式结构优势等。在工程造价方面,也很难低于现浇剪力墙,根据《关于确认保障性住房实施住宅产业化增量成本的通知》(京建发[2013]138号),采用夹心墙板的剪力墙住宅成本增加400元/m2左右。

(a)墙体结构

 

(b)墙体端部连接方式

  图1 国内装配式剪力墙住宅的构件与连接

 

    基础研究缺乏

  国内装配式结构的发展看似红火,但基础研究仍有不足,如就上文提到的装配式剪力墙,钢筋竖向连接、夹心墙板连接件两个核心应用技术仍不完善。

  作为主流的装配剪力墙竖向钢筋连接方式,套筒灌浆连接(见图2)相当长一段时间内作为一种机械连接形式应用,但在接头受力机理与性能指标要求、施工控制、质量验收等方面对三种材料(钢筋、灌浆套筒、灌浆料)共同作用考虑并不周全。施工及验收仅能参照行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107,在行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T 398-2012、《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T 408-2013编制完成后,针对其特性编制的行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》预计2014年底才会正式颁布实施。而对钢筋浆锚搭接连接方式,其实际搭接长度普遍小于《混凝土结构设计规范》GB 50010中关于钢

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Tags:装配 混凝土 结构 建筑 工业化 住宅 产业化 责任编辑:admin
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