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装配式建筑的优缺点及创新探究

装配式建筑有其很大的优势,但现阶段相比传统建筑业存在不少的劣势,而创新是解决装配式建筑劣势的一个捷径。文中分析了装配式建筑的优缺点,并结合个人设计案例,例举了几个装配式建筑设计的创新点。
 
一、装配式建筑的优势
 
1、提升建筑质量
 
装配式可以提高设计的精细化、协同化,由此会提高设计质量和建筑品质。装配式可以提高建筑精度。PC构件的精度远大于现浇构件,预制构件的高精度会带动现场后浇混凝土部分精度的提高。PC构件的混凝土浇筑、振捣和养护环节的质量远高于现场浇筑混凝土质量。PC构件为工厂化生产,质量检查和控制更容易,可以更少的避免人为错误,提高产品质量。
 
2、节约材料
 
装配式建筑可以减少模具材料消耗,特别是减少木模的消耗。如PC叠合板,工厂仅需模台和边模,模台和模数化的边模可以长期周转使用,故可以比较大的程度减少模具的消耗。PC构件表面光洁平整,可以做到清水混凝土要求,故可取消找平层和抹灰层。装配式建筑不能随意开槽凿洞,所有线管点位一次性在PC构件预留,可以减少后期装修的开槽凿洞。
 
3、节能减排环保
 
装配式建筑可以大幅度减少工地建筑垃圾。装配式建筑可以大幅度减少现浇混凝土量,从而减少工地养护用水和冲洗混凝土罐车的污水排放量。装配式建筑会减少工地浇筑混凝土振捣作业,减少模板、砌块、钢筋等切割作业,由此还会减少施工噪声污染。
 
4、节省劳动力并改善劳动条件
 
装配式建筑模板作业人工大幅度减少,工厂模具可以反复使用,工厂组模、拆模作业的用工量远小于现场现浇混凝土的用工量。生产线的自动化程度比较高,钢筋加工可以实现自动化或半自动化,可以大量节省人工。装配式建筑可以大量减少现场工地劳动力,使建筑业农民工向产业化工人转换,提高素质。
 
5、缩短工期
 
就结构施工而言,装配式建筑达到熟练度后会比现浇建筑快点,装配式建筑减少了现场湿作业,外围护结构与主体结构一体化完成。装配式构件还可以免面层和粉刷,均可以缩短工期。
 
6、推动全装修的发展
 
每户单独装修会带来大量的垃圾,还浪费大量的资源。并且很多家庭装修时随意拆改变动房间布局,甚至破坏承重结构,带来巨大的结构安全隐患。政府政策正助推全装修的快速发展。全装修时装配式建筑非常重要的一项内容,也是发展迅速的一个领域。装配式建筑只有与全装修同步推进,才能显现出它的工期优势、品质优势和环保优势等,他的经济效益和环境效益才能够得到充分显现。
 
二、装配式建筑的劣势
 
1、实现个性化的难度大
 
装配式建筑的主要优势建立在部品、部件、配件和连接节点的规格化、模数化和标准化上。如此,个性化凸出且重复元素少的建筑就不太适合装配式。
 
2、装配式建筑对设计问题宽容度底
 
现浇混凝土建筑如果设计出了问题,在现场发现后可以补救。但装配式建筑等到构件安装时才发现问题,就很难补救了,会造成质量、工期或成本方面的重大损失。
 
3、现阶段的成本增加问题
 
目前装配式建筑成本高于现浇混凝土结构。主要为目前PC厂未形成规模化、均衡化生产,专用材料和配件因稀缺而价格高。目前装配式建筑设计的标准化、模数化程度比较低,造成PC构件的模具重复利用率低,故比较大的增加了成本。目前我国的劳动力成本较发达国家还是低很多,故装配式建筑节省劳动力的优势没那么明显。有些PC异形构件,单个构件自重大,安装复杂,大幅增加了塔吊的费用和安装的费用。由于我国装配安装的工人的经验、熟练度等问题,装配式建筑的缩短工期的优势也没有完全体现。
 
4、结构设计问题
 
目前外围护墙基本为PC隔墙为主,PC隔墙与现浇混凝土完全浇筑一体。而结构设计中,PC隔墙一般作为附加荷载输入,结构周期折减系数比传统的砌块墙适当多折减一点。PC隔墙对主体和边上构件的影响无法准确在计算模型中体现,对主体结构有一定的安全隐患。
 
5、装配式构件连接问题
 
装配式建筑构件往往在同一截面进行100%连接,如预制竖向构件的灌浆套筒连接。灌浆完成后,也无法进行连接的实体检验,只能从灌浆的饱满度,以及单个灌浆套管的拉拔试验判断是否合格。连接的质量直接影响结构的安全性,故对现场作业人员、管理人员、监理人员的技术水平和责任心均要求较高。
 
三、装配式建筑的创新
 
针对装配式建筑的劣势,在实际工程设计中,应用标准模数化设计及构件创新设计,可以适当缓解目前装配建筑的劣势。
 
1、标准模数化设计
 
预制构件的成本当中,模具的费用占总成本的比例较高,特别是预制构件数量较少时,模具费用占总的成本比例极高。故在装配式拆分设计时,应尽量减少预制构件的规格。如预制墙板拆分设计时,预制墙的长度可调整后浇段的长度,使预制墙长度只有少数几种标准模数的长度,墙高度可在一定范围内(如50mm)归并不同墙高度的预制墙,尽量使预制墙的规格做到最少。预制楼板拆分设计也可以调整后浇段的宽度,使楼板宽度尽量做到标准模数化的板。厂家设计模具时,也可以采用模具拼接的方式以适用不同规格的预制构件,提高模具的利用率。
 
2、预制轻型楼梯
 
传统的预制剪刀板式楼梯重量在5t左右,需要大型塔吊才能吊装。针对上述缺点,把剪刀楼梯改为梁式楼梯,梯板最薄处板厚为80mm,梁宽为120mm,且踏步处做斜角以达到减重措施。楼梯重量约2.9t,能满足一般塔吊的吊重要求。
 
3、ALC组装大板
 
传统的PC隔墙板有造价高,影响结构主体计算等缺点。而ALC组装大板造价大幅低于PC隔墙板,ALC板为轻质墙板对主体结构影响相对较小,而且保温性能远好于PC隔墙板。
 
ALC大板要求在工厂里由条板拼接成满足设计要求尺寸的整板,ALC大板条板平接缝方向需满足设计正常使用、运输吊装的抗裂要求。
 
结束语
 
虽然目前装配式建筑还有相比传统建筑还有不少劣势,但是国家政府一直在推广装配式建筑的发展,装配式建筑的优势将会越来越明显。装配式建筑也必将带来建筑业的一次大革面。广大装配式从业人员要勇于创新,使装配式建筑更好更快的更好的发展。
 
作者简介:吴晓(1985-),男,浙江文成人,本科,工程师,研究方向:建筑结构设计与装配式设计。

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