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装配式混凝土结构与现浇混凝土结构的对比分析
摘要:随着我国对环境保护和建筑业可持续发展的重视,装配式混凝土结构作为一种节能环保、施工便捷、节约人力和减少资源浪费的新型建筑体系,在我国建筑工程领域得到推广。
基于此,本文首先针对现浇混凝土结构和装配式混凝土结构进行介绍,并且从多个方面对两种形式的特点进行对比分析,并对其应用前景进行了展望,为后续类似研究工作的开展提供一定的参考和借鉴。
关键词:建筑工程;装配式混凝土结构;现浇混凝土结构;对比
随着我国城市化进程的加快,建筑业作为国民经济发展的支柱产业之一,其发展对经济增长的贡献作用也越来越大,但是由于我国建筑业存在施工人员素质不高、施工工艺落后等问题,导致我国在建筑工程质量、安全生产等方面都存在许多问题。为解决这一问题,我国在推进“绿色建筑”的同时,大力提倡采用装配式混凝土结构。所谓装配式混凝土结构是指通过预制和现浇相结合的方式把建筑构件预先在工厂生产制作好后,直接运到现场进行装配连接的一种建筑体系。目前,我国关于装配式混凝土结构的研究主要集中在工程应用、设计方法、施工工艺等方面,对于装配式混凝土结构与现浇混凝土结构两种形式的特点对比分析还需要得到进一步重视。
1现浇混凝土结构和装配式混凝土结构分析
1.1现浇混凝土结构施工介绍
我国传统现浇混凝土结构结构通常使用框架结构、砖混结构及剪力墙结构,而其中框架结构是我国传统建筑结构中常用的一种结构形式,相比于其他结构形式,框架结构具有整体性较好、施工效率高等优点,其结构荷载主要通过次梁传递于主梁进而传递到柱,使得房屋的内外墙体仅起到围护和分隔作用,不承受除自重以外的荷载。这种结构形式使得建筑更加稳定可靠,同时也使得建筑内部的空间更加灵活,适应不同的使用需求,在现代建筑中,框架结构仍然得到广泛的应用,其经过多年的发展和改进,已经成为一种高效、经济、环保的建筑结构形式,如图1:
1.2装配式混凝土结构施工介绍
装配式混凝土结构是一种以预制构件为主要受力构件经装配、连接而成的混凝土结构。相比于传统的现浇混凝土结构,装配式混凝土结构具有许多优点。首先,装配式混凝土结构的制作过程具有工厂化、模块化的特点,预制构件可以在工厂中进行制作,减少了现场混凝土的浇筑、支模等工序,从而大大提高了施工效率。其次,装配式混凝土结构的构件制作精度高、质量稳定,可以保证整个结构的稳定性和安全性。此外,装配式混凝土结构中采用轻质墙板,使得墙体自重轻,从而减小了结构荷载,提高了整个结构的抗震性。在外墙面选用钢丝网架珍珠岩复合保温外墙板,该材料不仅具有保温、抗裂、节能等特点,还可以满足建筑的装饰和外墙安全的要求。此外,装配式混凝土结构可以与钢结构、混凝土结构、超高层复杂结构连接,具有广泛的应用前景,因此装配式混凝土结构是一种高效、经济、适用于各种建筑类型的建筑结构形式,如图2:
2装配式混凝土结构与现浇混凝土结构对比分析
2.1结构承载力对比
第一,装配式混凝土结构:装配式混凝土结构构件的深化设计是首先由设计单位对主体结构进行拆分,然后与生产商配合完成PC构件的生产加工图,生产商根据施工图审查后图纸进行工厂化生产。
第二,现浇混凝土结构:现浇混凝土结构由设计单位对主体结构进行设计,施工单位根据施工图审查后图纸进行现场生产。
二者对比分析:在保证按图施工且工厂保证施工质量的前提下,现浇混凝土结构与装配式混凝土结构承载力均相同
2.2结构舒适性对比
第一,装配式混凝土结构:装配式混凝土结构外部墙面通常选用的是钢丝网架珍珠岩复合保温外墙板,该外墙板施工时会与主体结构产生接缝,施工完后接缝处用防水水泥砂浆进行封堵,根据以往项目反馈的使用情况来看,后期该接缝处会存在外墙渗水的风险很大。
第二,现浇混凝土结构:现浇混凝土结构后期存在外墙渗水的现象远小于装配式混凝土结构外墙。
第三,二者对比分析:现浇混凝土结构的结构舒适性高于装配式混凝土结构
2.3施工周期对比
第一,装配式混凝土结构:因为大部分的墙板和预制叠合板都需要在工厂内部集中进行生产,进而可以最大程度上降低工程施工现场的工作量,可以省略大量抹灰和砌筑施工步骤,因此可以有效缩减工程的施工周期,装配式混凝土结构在现场施工当中,相比于现浇混凝土结构受到外部环境的影响程度相对较低,在后续的养护工作时间方面可以得到明显的缩减。
第二,现浇混凝土结构:由于传统式建筑经历了几十年技术的累积,不论是从材料还是劳动力技术水平都已成熟, 而装配式混凝土结构是在近几年,才开始正式发展的,建筑产业在预制材料的制作方面,国内的技术已经日渐成熟,但是整个产业的发展所对应的现场工作人员不足,施工人员经验欠缺,如果在后续的发展过程中,施工人员的技术越来越熟练之后,整个工程的施工周期可以得到进一步压缩。
第三,二者对比分析:装配式混凝土结构施工周期相对于现浇混凝土结构较短。
2.4经济性对比分析
第一,由于预制装配式建筑在部件的生产工作方面,并没有形成统一的控制工作标准,出现各成体系情况,同时在施工中具有比较明显的独立性单一性特点,进而出现社会市场当中的预制构件尺寸并没有完全统一,在PC构件的生产过程当中,模具的使用率相对较低,工程施工成本会明显提升。
第二,现浇混凝土结构: 在装配式建筑结构施工过程中,会使用到大量的PC构件叠合板,叠合板材料的标准板,厚度大小为130mm,复合板的底部60mm厚度为工厂预制,复合板的顶部70mm厚度为施工现场现浇处理,如果复合板的跨度低于4m的情况下,通过使用现浇板时复合板厚度为100mm即可符合施工要求,相比于叠合板可以节省大量的钢筋材料以及混凝土材料。
第三,二者对比分析:现浇混凝土结构在施工中的成本相比于装配式混凝土结构,低20%~30%左右。
2.5质量把控对比
第一,装配式混凝土结构: 装配式混凝土结构施工过程中,要求进行精确的测量放线和标高测量,因为进行工厂化生产工作,使得预制构件的尺寸已经完全确认,如果在施工放线测量时出现尺寸偏小,很容易造成预制构件无法顺利进行安装,如果测量放线尺寸变大会出现,安装完成之后拼接缝明显偏大的问题。在工程施工现场建筑主体结构剪力墙标高的控制工作也非常关键,否则会造成叠合板的安装不平整,或者叠合板的安装造成剪力墙中间具有较大的缝隙,需要重新进行支模施工。对于预留孔洞的位置,施工进度要求标准相对较高。装配式混凝土结构在施工过程中,对于预留预埋处理,对尺寸位置的要求精度较高,在施工中需要重新进行开槽、开洞,加大了工程施工难度,甚至会影响到整个建筑主体结构的稳定性。
第二,现浇混凝土结构:经过工程施工技术的革新和优化之后,现阶段很多现浇建筑工程施工使用的铝制模板施工工艺方法,该施工技术的应用可以保证,建筑主体结构施工的平整性以及工程整体的施工质量,现场监理工程单位需要全程对工程施工质量进行严格控制。
第三,二者对比分析:现浇混凝土相比于装配处混凝土结构更有利于进行质量的全过程控制。
2.6环保性对比
第一,装配式混凝土构件,主要是采取工厂化的生产工作模式,使得工程收现场的建筑垃圾得到了明显的控制,因此整个工程施工工艺更加绿色环保。不但如此,装配式混凝土结构施工可以节省大量的模板材料,由于叠合板作为建筑楼板的底模部分,外挂墙板作为接地墙一侧的模板,因此可以节省大量的模板原材料。
第二,现浇混凝土结构: 现浇混凝土结构施工过程中,由于主要是社会人员在现场进行操作,受到外部环境因素的影响程度较大,工程的施工周期较长,同时在工程施工现场很容易出现大量的建筑施工垃圾,以及粉尘污染等问题。
第三,二者对比分析:装配式混凝土结构相比于现浇混凝土结构,整体的施工环保性能更好。
2.7耐久性能对比
第一,装配式混凝土结构,由于施工工艺发展时间相对较短,施工单位的经验还有所欠缺,因此,对于建筑体的使用耐久性还需要进行进一步的验证。
第二,现浇混凝土结构: 传统形势下的现浇混凝土结构,由于工程施工技术以及工程施工原材料的不断优化和完善,大量的建筑已经经历了长时间的质量检验。
第三,二者对比分析:从现阶段的整体发展情况进行分析,装配式混凝土结构和现浇混凝土结构在整体的建筑使用耐久性方面基本保持相同,但是装配式混凝土结构仍然需要经过更长时间的检验。
3装配式应用前景展望
装配式建筑是实现建筑业生产方式转变、建筑产业现代化的重要途径,是落实“四节一环保”要求的重要举措。在国内,装配式建筑已被列入国家中长期发展规划,国家及各地政府也相继出台了一系列政策措施来推动装配式建筑的发展。由于装配式混凝土结构和现浇混凝土结构的特点不同,两者适用于不同的工程领域。现浇混凝土结构更适用于抗震设防烈度为8度以上的地区;而装配式混凝土结构适用于抗震设防烈度为6度以上地区,并且具有较大的设计自由度,可根据当地的地质条件和施工条件进行合理设计,提高建筑结构的安全性,降低建造成本。在未来的发展过程中,我国将建立健全装配式建筑标准体系和监管体系,培育一批装配式建筑产业基地和龙头企业,培育一批技术先进、管理规范的装配式建筑产业化企业。因此,随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断推进,未来装配式建筑在国内将得到更广泛的应用,在建筑工业化方面,国内已经开展了大量研究工作,并取得了一系列成果。
4结语
综上,装配式混凝土结构与现浇混凝土结构作为两种不同的建筑形式,各有特点。从技术角度来说,装配式混凝土结构有更高的精度和更好的性能;从经济角度来说,装配式混凝土结构的施工周期更短、用材省、节能环保;从环境保护角度,装配式混凝土结构不会产生建筑垃圾、减少扬尘,是一种非常环保的建筑体系。目前我国还处于初级阶段,存在很多技术问题需要解决。因此,在大力发展装配式混凝土结构时要注重研究新材料和新工艺,提高装配式混凝土结构的质量和性能,充分发挥装配式混凝土结构的优点,降低工程成本;同时还要注重培养人才,加快人才队伍建设,为装配式混凝土结构在我国更广泛地应用打下坚实基础。
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作者简介:苏泽(1990.4 -),男,汉族, 湖南长沙, 硕士研究生,工程师,建筑工程。