装配式典型项目发展情况之混凝土建筑
浏览:203 发表时间:2018-09-29 16:23:44

(一)合肥市大杨镇湖畔新城复建点项目

1、项目概况

该项目位于安徽省合肥市,是政府保障性住房,项目总建筑面积43.67万m2,地上建筑面积33万m2,地下建筑面积10万m2,共30个住宅单体建筑,高度为20~33层,采用装配整体式混凝土剪力墙结构,标准层预制率约为50%。项目采用工程总承包模式,实现了设计生产施工一体化。项目于2015年7月开工,预计于2017年12月竣工。

2、装配式技术应用情况

(1)建筑专业

本项目单体1~5层为现浇剪力墙结构,第6层开始预制,预制构件种类为夹芯保温外墙板、阳台、空调板、楼梯、叠合楼板和防火隔墙板,内墙采用轻质条板。预制构件全小区统一考虑,设计时通过减少户型种类、户型设计标准化,将墙板种类做到最少,相同尺寸墙板编号一致。全小区楼梯尺寸唯一。设计阶段考虑后期生产以及现场运输布置、施工组织及安装,为后期工作减少阻碍。

装配式混凝土剪力墙结构住宅建筑的设计关键在于连接节点的构造设计。本项目外墙防水材料主要采用发泡芯棒与密封胶。水平缝采用企口缝,防水构造采用构造防水与材料防水相结合的防水构造,垂直缝采用结构自防水+构造防水+材料防水相结合的防水构造,门窗采用先装法,避免雨水渗漏。

(2)结构专业

项目应用了多连梁( Multiple Coupling Beam )剪力墙板和楼梯间防火隔墙板。MCB剪力墙是通过使结构中某些层间连梁在较大地震中优先破坏,耗能,达到?;そ峁怪兄匾课?提高结构整体抗震性能的目的。实现方式有两种:一种是通过将窗下墙设置成适宜跨高比的耗能连梁,连梁下部洞口用轻质填充材料封堵,填充工艺可以在工厂或施工现场完成;另外可以通过将实体墙开设一个或多个结构洞或结构缝的方式实现,洞口和缝隙用轻质填充材料封堵,填充工艺可以在工厂或施工现场完成。

目前国内常用的楼梯间防火隔板的连接方式为:下部支承在踢蹬上,上部和楼梯板底部用角钢焊接或栓接。本项目采用新型挂板连接方式,防火隔墙板两端挑出牛耳直接挂在两端的踢梁上。这种连接方式受力简洁,制作和安装较为方便。

(3)信息化技术应用

在施工图和深化图设计过程中,项目基于Revit平台进行了二次开发,研发出一套用于中建MCB剪力墙体系的参数化构件深化设计程序。在设计阶段使用BIM软件分别对单个专业的碰撞和各专业之间的碰撞进行了分析检查。根据设计中碰撞的检测结果对模型进行修改,达到最优化模型后再进行深化设计,避免了施工中的可能发生的碰撞。

3、成本和效益分析

(1)成本分析

项目采用三明治外墙板,预制构件价格为2450~2500元/m2,折算到建筑平方米造价,约增加120-160元/m2,但是使用三明治外墙,可减少落地式脚手架的使用,减少局部抹灰和模板,如单独使用三明治外墙板综合造价可控制在增加130元左右。如采用三明治外墙板+叠合楼板+楼梯,内墙现浇方式建设,装配率可达到45%,建筑平方米造价可增加300元左右。

本项目中关于增量成本存在下列问题:结构设计有待改进;摊销与折旧费用计取不合理;建筑预制率低,施工成本高;运输与安装效率低下,导致运输与安装成本比例较高;技术体系和管理模式落后,导致预制构件生产企业管理费用较高等。

(2)用工及用时分析

根据施工计划安排,考虑现场环境、技术间歇、天气等各种因素,并根据以往工程施工经验和工程进度安排情况,2015年8月到12月之间,每月高峰期计划投入的劳动力约1600余人,该阶段主要施工内容为主体结构和装饰装修施工。

(二)深圳龙悦居三期项目

1、项目概况

本项目是华南地区的第一个装配式建造的保障性住房项目。该项目总建筑面积约21.6万m2,整个小区由六栋26~28层高层住宅组成,包含35m2、50m2、70m2三种户型共4002套。设计采用“模数化”“标准化”“??榛惫ひ祷杓评砟?以实用、经济、美观为基本原则,发挥工业化优势,控制造价,让装配式建筑的推广价值得到体现。

2、装配式技术应用情况

(1)建筑专业

标准化设计是装配式建筑设计的基础,从住宅单元或房间单元标准化的过渡到整幢建筑的标准化,以致最后到标准体系,这是标准化住宅发展的一个普遍的过程。本项目在模数网格基础上形成三种标准化户型单元,再进行简单复制、镜像组合形成标准组合平面,同时也实现外墙种类最少化与标准层公共空间配置标准的一致。

预制构件按照应用的位置分为外墙、外廊和楼梯,根据每个部位的预制构件按照三种户型??榻蟹掷?通过协调优化实现模具种类数量最少。本项目中外墙经过优化设计后使用三种模具(以单体户型??槲桓龌镜ノ?按4.2m和4.4m设计外墙标准构件宽度),外廊使用三种模具,楼梯使用一种模具。一个标准层的构件模具又可以应用在整栋楼的标准层上,进行重复使用,通过这种设计手法降低现场施工的误差值和提升模具的使用周转率,实现整个项目施工设备的经济性。

(2)结构专业

该项目为外挂板式现浇剪力墙预制结构工法体系在深圳市实际项目中的第一次大规模应用。主体结构采用现场浇注混凝土,外墙采用预制混凝土构件,不参与主体结构受力。

连接节点设计:项目中针对不同部位的预制构件连接节点都进行了标准化设计,有利于构件生产标准化和现场施工连接作业标准化。如预制墙体与柱子交接处、预制外墙转角处的连接构造、预制外廊与梁连接处的节点构造处理等(在后期的项目中,通过利用相同的连接方式实现不同方式的凸窗外墙设计),通过节点的独到设计降低整个项目的施工复杂程度。

防水设计:项目中预制外墙拼接防水采用构造防水与材料防水相结合。为避免材料年久失效需要更換的隐患,通过合理设计预制外墙侧面的企口、凹槽、导水槽等达到构造防水的要求(竖直缝设置空腔构造与现浇混凝土构造排水,水平缝设置排水糟构造与反坎构造防水)。墙体内、外侧辅以防水胶条(硅酮密封胶)达到材料防水的要求,同时起到防尘、保温及确保外墙面的整体效果。

(3)施工技术情况

预制墙板顶部采用固定连接,两侧及底部自由的悬挂式连接技术。预制墙板顶部预留封闭箍形式悬挂于外周梁侧面,为保证墙板与梁的可靠受力在与梁相交部位设置抗剪槽;为了防止预制墙板形成平面外的悬臂构件,设计在墙底部设置了每块墙板不少于2个的限位连接件,使其在平面内可以变形以释放在风、地震荷载作用下的层间变形且控制平面外的变形。墙底部限位连接件与施工时墙板的调整定位结合使用,提高重复利用率,以最大限度地节约经济成本。

(三)上海青浦新城63A-03A地块商品房项目

1、项目概况

本项目总用地面积27938.2m2,其中地上建筑面积56917.49m2。拟建8栋16~18层建筑,其中1~7号,8号左单体采用双面叠合板式剪力墙结构,8号楼右单体采用装配整体式剪力墙结构;8号商业采用装配整体式预应力框架结构体系,单体预制率不低于45%,项目采用EPC总承包模式,于2015年7月开工,预计于2018年12月竣工。

(1)建筑专业

以项目7号楼为例,单体建筑面积7828.58m2,采用双面叠合板式剪力墙结构体系,楼盖采用叠合梁板。预制率为45.2%,预制构件包括了双面叠合剪力墙、叠合梁、叠合楼板、预制楼梯、预制阳台、预制空调板等。

该项目的户型为115m2+115m2,每个开间都位于模数网格内,开间尺寸满足模数化要求。设计围绕基于装配式建筑的标准模数系列,形成标准化的功能???设计了标准的房间开间模数、标准的门窗模数、标准的厨卫???并将这些标准化的建筑功能??樽楹铣杀曜嫉淖≌ピ?。

根据标准化的???再进一步进行标准化的部品设计,形成标准化的楼梯构件、标准化的空调板构件、标准化的阳台构件,大大减少结构构件数量,为预制构件的规模量生产提供基础,显著提高构配件的生产效率,有效地减少材料浪费,节约资源,节能降耗。

(2)结构专业

本工程叠合楼板采用密拼方式连接,预制板厚度为60mm,现浇混凝土厚度根据楼板总厚度分为80mm和120mm,拼缝出附加板底通长钢筋。

双面叠合墙板拼接节点处采用现浇,现浇节点区域应满足《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014和《髙层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010相关规定。现浇节点和预制叠合墙板直接连接钢筋直径不应小于叠合墙板内分布筋。

本项目叠合墙板与现浇主体之间采用连接可靠、构造简单、施工便捷、防水性较好的标准化节点,如形L形、T形和一字形节点,配套模板同样标准化设计,达到降低施工难度、节约成本、提高效率的目的。

(3)水暖电专业

装配式建筑除了主体结构外,水暖电专业的集成才是装配式建筑的核心,采用BIM三维软件将建筑、结构、水暖电专业通过信息化技术的应用,将水暖电点位与主体装配式结构实现集成化,并检测各专业间在生产、施工过程中的碰撞问题。

(4)信息化技术应用

工程项目设计阶段:通过对专用BIM设计软件进行接口开发,将三维数字模型传输到系统平台上,各专业的设计人员通过密切协调完成装配式建筑预制构件各类预埋和预留的设计,并快速地传递各自专业的设计信息。通过碰撞与自动纠错功能,自动筛选出各专业之间的设计冲突,帮助各专业设计人员及时找出专业设计中存在的问题。

预制构件生产阶段:将BIM模型直接获取产品的尺寸、材料、钢筋等参数信息,所有的设计数据直接转换为加工数据,制定相应的构件生产计划,向施工部门传递构件生产的进度信息。在信息化平台上将信息模型与预制构件所有信息进行关联,有效地保证预制构件的质量和建立装配式建筑质量追溯机制。

项目施工阶段:利用BIM技术进行装配式建筑的施工模拟和仿真,对施工流程进行优化;同时对施工现场的场地布置和车辆开行路线进行优化,减少预制构件、材料场地内二次搬运,提高垂直运输机械的吊装效率,加快装配式建筑的施工进度。

3、成本和效益分析

(1)成本分析

为综合对比叠合板式混凝土剪力墙结构体系与传统建筑结构的造价分析,将7号楼与传统方法施工的现浇建筑进行比较,对比分析发现该项目的成本增量约为256元/m2。

(2)用工分析

与传统建筑相比,23号楼用工数量减少了43%,主要是钢筋工、木工、架子工等的投入。

(3)用时分析

在剔除其他因素影响(如现场参观接待等),该项目可实现6~7天完成一个标准层,基本与传统建筑标准层持平。但传统建筑需要投入更多的工人,标准层施工工人平均工时也节约了近43%。由于墙板的所有受力钢筋与楼板部分受力钢筋在工厂埋入预制部分,现场只需要在节点处做少量的钢筋连接绑扎;最后,泥工只需要将二次浇筑的混凝土填充进去振捣密实就能完成所有工作,墙体和楼板的预制件表面平整光滑,室内墙面和天花板面也无需抹灰找平。

 

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