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浅谈预制装配式结构优缺点
摘要:预制装配式作为工民建行业新兴的一种建筑施工形式,其具有降低施工难度并提升工程效率的特点,已逐渐在建筑工程领域普及。文章首先通过对装配式行业的背景介绍指出建筑行业发展装配式的必然之势,随后在和传统式建筑的对比中,以材料的相性比例和节能环保等方面客观评价预制装配式更具发展潜力,再对预制装配式建筑本身的优、缺点进行分析后,提出了优化的思路,最后对装配式建筑的前景进行概括,这些分析对预制装配式结构未来的发展方向提供了一定的参考和借鉴。
关键词:预制装配式;应用现状;发展前景
1 预制装配式的行业背景
预制装配式结构是指建筑工程中所需要的单一产品或复合产品提前在相应的预制件制造工厂中制作完成,然后由特定的交通运输方法及工具进行运输,运输到所需配件的场地再由现场技术人员及对应的安装机器使用稳妥可靠的安装工艺共同作业进行安装拼接以达成施工现场所需要的功能单元。通过该方法降低施工难度,提升施工效率,从而达到降低施工成本的目的。
预制装配式通常采用混凝土、钢材、木材和复合型金属等材料完成各个零件的制作,应用于建筑物的方方面面。预制装配式结构对于产品的参数有着极高的要求,需要严格按照建筑施工工程的规范章程进行,各个单一产品或复合产品之间的应当紧密结合、浑然一体就需要产品结构合理化与结构数据的精细化,使得产品的相应比例要求达到装配完成后的最佳效果。应市场需求,面对多样化的建筑,不同的结构体系发挥着不同的作用。使之更加贴合市场需求和大众审美[1]。
2. 预制装配式与传统式的比较
(1)传统建筑是传统意义上的建筑,通常以钢筋混凝土的形式筑造。钢筋混凝土具有取材方便,性价比极高的特点从而适应于我国从改革开放至今的工程建设,因其成本低廉,取材便利而应用于到各大工程项目施工,其次就钢筋混凝土结构的整体性、耐磨性以及抗震性能等综合方面都比其他结构更具有优势。但劣势之处在于钢筋混凝土的结构是由水泥砂浆混合而成,施工现场粉尘密度大,加重空气污染,不符合国家绿色、环保、无污染的环保要求。再者因季节不同,钢筋混凝土结构的耐磨度、刚性状态不尽相同,为满足建筑物质量最优化,需对应满足季节原因产生的质量,因此钢筋混凝土结构施工周期相对较长。
(2)预制装配式建筑是一种创新型建筑方式,使用提前制造的零件在施工现场进行组装,比传统施工建筑的工程缩短了一定的施工工期,能够更早的完成建筑物的主体制造。相较于钢筋混凝土结构的施工现场,预制装配式更加整洁、环保、污染小。其缺点在于预制件形状规格过于单一,不符合多元化的审美观念。整体连接性较差,不能满足高层类建筑、地震带类建筑等要求。
3.预制装配式的发展前景
3.1 预制装配式的优势
对于目前预制装配式结构在我国建筑市场的应用来看,预制装配式结构具有可持续性发展。国家制定了关于建筑物规划建设的方针及策略,并于2016年《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》(中发{2016}6号)中关于预制装配式建筑工程做出重要指示,于2019年国家相关部门采用了《装配式钢结构住宅建筑技术标准》,并将其作为建筑行业项目工程施工的法律法规。
(1)缩短施工工期
预制装配式结构零件的制作简单,利用生产车间流水化作业,替代了工程进度过程中现场制作零件这一环节,节省了大量时间,工人能够提前完成其他方面的作业从而达到减短工期的目的。在装配过程中因预制装配式装配结构较为简单,连接装配方法大致相同,安装人员都是经过培训考试持证上岗,故所需要的劳动力相较于传统施工方式的劳动力技能素质更高。可以快速解决问题,完成更多的任务。
(2)提高结构零件质量
有时候由于施工环境的不同或者各施工方施工方式不同,使得施工过程之中每个零件之间存在较大的误差。而预制装配式结构可以解决这个问题,预制装配式结构的模板相同,在零件预制完成后和出场之前都要对其进行抽样检查,使得零件结构精细化,以保证每一个零件误差值极小使得整体建筑物所使用的零件更佳。[2]
(3)规范施工,便于管理
在普通施工过程中往往需要大量的劳动力在施工现场参与作业,导致施工现场环境复杂,增加了监理管理难度以及施工风险。运用预制装配式结构只需要少量的安装技术人员以及施工中所用到的仪器进行安装即可。将大部分人员安置在室内活动,制作零件,便于监理对人员的管理,施工现场的人员数量的减少以及机械化操作完成施工降低了施工中发生意外的风险,一定程度上保证了工人的人身安全以及降低监管难度。
3.2 预制装配式的不足
关于预制装配式结构研究现状及目前在施工工程过程中存在的一系列问题
(1)零件及零件连接单一化
因预制装配式结构零件是由相应工厂统一制作而来,流水化作业下生产的每个零件的模板相同,规格一致,且连接技术单一,无法更改其使用的方法使得使用该零件所构造的建筑物内体结构基本一致,不能够满足建筑物多样化,灵活化的特点,不具有美学观赏价值。
(2)稳定性较差
装配式结构在现场组装过程中的要求较高,预制装配式结构零件连接更为精细,零件结构在组装过程中存在着体积大难以人为操控的问题,无论是传统焊接或者是水泥灌注连接都无法使其整体稳固,因此配件的连接容易出现较大误差,建筑物整体构造不规范合理。在抗震方面,同样也存在着巨大的安全隐患。预制装配式混凝土结构应用于高烈度区域后,节点与横纵筋交替,狭小区域内部水泥砂浆流动难度增大导致不能够完全覆盖[3],节点受力处无法稳定承受压力,抗震性能极低。因此在目前社会中极少存在高层全预制装配式结构建筑物。
(3)成本过高
预制装配式结构零件制造工厂的分布地区一定。而工程建设区域不定就需要对零件进行运输,考虑配置零件在运输过程中产生的费用,装配零件需要专业的运输方法及工具,较远地区运输成本不满足发展要求,无形之中增加了工程成本。[2]
3.3 预制装配式的优化
预制装配式结构单一可以通过重新制作模板来改变老旧的形态,创造出多样化的模板结构;对于稳定性能较差,可与通过多种材料相结合的方式进行加固。节点和连筋之间为若无法全部铺满则可以使用细管道导入使其缝隙误差保证在合理范围内;从研究废弃材料并实验是否可以加以利用方面来弥补运输费用问题。
4 结语:
总而言之,建筑领域行业将会随着时代的变化而不断的发展,一直顺应时代脚步,目前建筑施工趋于多元化发展,本文主要从发展角度浅谈关于预制装配式在行业内的前景,建筑施工行业存在着工期拖延以及资金匮乏的严峻问题,推进预制装配式结构在我国的发展,加快施工进程并且减少成本支出来改善建筑行业中所面临的问题。本文就预制装配式的优缺点进行浅层次分析,提出解决预制装配式现存难点的一系列改进方案希望对今后科研人员深入研究预制装配式结构提供一定的参考和借鉴。
参考文献
[1] 曲圣晴.装配式建筑结构设计分析[J].住宅与房地产,2021(09):113-114.
[2] 王峥,李萍,谭小蓉.浅谈装配式建造的优缺点与改进措施[J].四川建材,2019,45(03):39-40.
[3] 曹子健,李全旺.有缺陷的装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究[J].工程力学,2021,38(11):134-146+159.
论文项目基金号:湖北文理学院科研基金资助项目(2059019)
京公网安备 11011302003690号