高层剪力墙结构装配式构件施工技术研讨

作者：江湖笑笑生目 录1绪论11.1选题背景11.2国内外研究现状11.3 课题实施的意义与必要性22课题研究的目标和内容32.1 课题研究实施的目标32.2 课题研究实施的内容33课题研究的方法和步骤34装配式建筑现存问题及应对策略44.1装配建筑现存问题44.1.1 制度问题分析44.1.2 技术方面的问题54.1.3 经济方面的问题54.2装配置建筑现存问题的应对策略54.2.1 建议加大政策的支持力度54.2.2 技术问题的应对策略64.2.3 整合市场经济促进装配式建筑行业的发展65装配式结构设计75.1装配式结构在绘图布置中应考虑的问题75.2墙体的拆分设计95.3分析问题与解决问题的拆分135.4预制构件的设计156装配式施工技术在住宅工程中的应用166.1 装配式施工技术在住宅工程中应用的重要优势166.1.1 有利于缩短住宅工程的施工工期166.1.2 有利于节约资源，降低成本投入166.2 装配式施工技术在住宅工程中的应用措施166.2.1 装配式施工技术在预制混凝土剪力墙中的应用166.2.2 在预制叠合板安装中应用装配式施工技术176.2.3 在外墙节点防水中应用装配式施工技术187装配式混凝土结构的工程造价影响因素分析187.1装配式建筑造价187.2设计对工程造价影响197.3 榀部构件对工程造价影响207.4施工对工程造价影响208总结211绪论1.1选题背景2015年，我国城镇化率已达56.1%，比上年提高约1.33个百分点，即约有1300万人口进入城市。按人均住房建筑面积27平方米计，年新增住房需求为3.51亿平方米，同时人工成本也在不断攀升，造成了严重的用工荒。如何提高建造效率和质量，使住宅产业化理性和有序发展，并确保生态建设是关系到中国住宅可持续发展的问题，这就要求建筑业转变生产方式，调整战略结构，走新型工业化道路。而预制装配式住宅的构件在工厂预制，减少了现场施工量，在保证质量的前提下，可以节约成本，提高效率，将成为促进建筑由劳动密集型向技术密集型转型的主要支撑之一。现阶段我国的高层住宅以现浇剪力墙结构为主，预制装配式剪力墙结构正在逐步开展。从学者的研究以及工程应用来看，装配式剪力墙结构比装配式框架结构存在更大量的水平、竖向拼缝和节点连接区域，预制构件之间连接的可靠性是结构整体性的保证，只有个部分构件协同受力，共同工作，整体结构才能具备足够的承载能力、抗震能力以及良好的刚度和延性。因此，拼缝、节点的连接方式和受力性能是学者研究的主要方面，如何使拼缝和节点的设计既安全可靠，又施工便捷，是装配式剪力墙结构需要解决的关键技术问题。1.2国内外研究现状（1）国外装配式结构的发展预制装配式建筑最早开始的兴起是在20世纪50年代，主要是为了解决第二次世界大战带来的住房紧缺问题。到了20世纪60年代，该预制装配式技术被广泛推广到美国、日本等发达国家。预制装配式混凝土结构随着在美国、日本的推广，由于其独特的优势和便捷化特点，很快便在其他发达国家迅速发展。我们通过分析这些国家在预制装配式结构上面的发展并总结各方面经验。以此为我国在绿色能源建设、城镇化建设、节能减排等方面提供方向，并通过对比及时的去改进措施和吸取经验。在 20 世纪 70 年代初美国的预制装配式结构就已经得到了高速的发展，和其他国家的发展情况是非常不尽相同的。在住宅建筑上面，大多是以低层次木结构和轻钢结构为主，主要表现为个性化、多样性、现代化等特点。日本提出装配式结构的理念是在20世纪60年代。在装配式发展的基础上推出部件化、构件化、工业化的生产方式。中高层住宅生产体系可高效率生产，其内部住宅结构可变。在推动产业结构和规模化的调整过程中，建筑结构形式经历了四个过程，分别是多样化、标准化、工业化、信息化。装配式建筑结构对住宅产业的发展和推动起到了很大的促进作用，这与日本政府的干预和大力支持是密不可分的：日本政府方面制定了一系列的建设住宅工业化方针，并建立了相应统一的标准。这样就解决了标准化与住宅多样化、复杂化之间的各种矛盾。通过在不断的探索和研究中，继续进一步的快速进步。（2）国内装配式结构的发展预制装配式建筑的发展理念在中国也曾出现过，最早可追溯到20世纪 50 年代，但在当时国家形势、建设能力、经济条件及工业化水平等各方面的种种限制下。预制装配式混凝土结构受到各种阻碍，且一直没有被广泛的推广和使用。并在发展的过程中一直饱受着各种争议，曾经这种理念处于边缘阶段，甚至走向消亡。预制装配式混凝土建筑技术在沉寂20年之后重新再次兴起是在20世纪 90 年代，但是由于当时在技术和人员上面都是非常匮乏的，且在短时间内不可能实现太大的发展。面对中国各地建筑业转型升级的迫切需要，近几年国家和建筑行业陆续出台相关方针政策和发展目标大力发展预制装配式结构，目前，已有多个省市自治区启动了相应的扶持政策。从市场占有率的角度来看，中国目前的装配式建筑在市场中还处于起步阶段。从技术成熟度方面，我国装配式结构技术还不够成熟。从成本投资方面，代价投资比较高。但我相信随着技术的进步和管理水平的提高，以及运营的成熟，预制装配式建筑混凝土结构在我国未来20年内必将得到大力发展与推广。1.3 课题实施的意义与必要性随着国家住宅产业化科技发展框架，预制装配砼结构的建筑受到高度重视并蓬勃发展，作为大型央企河南地区建筑行业的龙头企业，肩负着推广住宅产业化的使命。为完成这一使命从设计、制造及施工等各方面同时入手，建造出安全经济优美建筑。装配式剪力墙的施工不同于现浇结构，装配式剪力墙的接缝处是设计施工的重点，所以，制定出装配式剪力墙施工统一技术措施、工艺流程和证明装配式剪力墙连接到可靠性，成为推广装配式剪力墙结构首先要解决的课题。2课题研究的目标和内容2.1 课题研究实施的目标装配式剪力墙的施工不同于现浇结构，装配式剪力墙的接缝处是设计施工的重点，所以本课题的立项目的是制定装配式剪力墙施工统一技术措施、工艺流程和证明装配式剪力墙连接到可靠性，从设计、制造及施工等各方面同时入手，建造出安全经济优美建筑。2.2 课题研究实施的内容（1）研究一种适合于装配式剪力墙结构的新型连接方式。提出一种装配式剪力墙结构体系并对该结构体系进行可行性分析。（2）对该装配式剪力墙结构进行结构件试验及抗震试验研究取该装配式剪力墙结构中的某一构件，对其进行拟静力试验，探讨其受力性能。取该结构中的某一子结构，设计加载方法，对其进行抗震性能研究。（3）对该装配式剪力墙结构进行理论分析对该结构进行理论分析，研究剪力墙水平和竖向节点处的受力性能。（4）研究一种适合于该结构的施工工艺对该结构的施工工艺进行研究并优化，确定一套适合于该结构的施工流程及工艺。3课题研究的方法和步骤通过参观国内外装配式砼结构的工程实例与施工过程，提出了适合于装配式剪力墙结构的新型连接方式并对此进行了分析：（1）课题组提出了一种新型装配式剪力墙竖向连接方式，即钢筋笼式竖向连接方式。（2）对钢筋笼式竖向连接方式进行了初步的设计。（3）对相同尺寸配筋的现浇构件和采用该连接方式的预制构件进行了试验对比分析。主要研发内容及初步研发成果：（4）完成实用新型专利装配式环筋扣合锚接混凝土剪力墙结构体系。多次对从事预制装配建筑的企业进行实地走访，通过对装配式砼结构的设计规范、设计流程与工业化制图的学习，完善了该新型连接方式的理论法分析工作，并形成初稿：（1）理论设计向工程设计的必然转换；（2）专业分割设计向集成设计的变革，制定装配式砼结构的设计统一技术措施与设计流程；（3）对新型连接剪力墙结构装配式构件进行了耗能能力分析、延性分析等；（4）按构件生产或施工单方主导的方式，根据设计图纸与厂家配合并调整，实现主要结构构件工厂预制；主要研发内容及初步研发成果：（1）完成论文一种适合于装配式剪力墙结构的新型连接方式-土木工程学报。（2）完成发明专利一种小规格型材大面积铺设结构及施工方法。4装配式建筑现存问题及应对策略4.1装配建筑现存问题4.1.1 制度问题分析我国目前在装配式建筑行业方面的政策文件很少，制度的约束力较低，政策内容流于形式，无法针对装配式建筑行业的行为进行规范与管理，甚至会因为政策制度的缺失出现整个行业管理方面的问题。与此同时，在经济发展方面未能编制较为完善的计划方案，缺乏规范性的文件内容，难以将政策制度合理应用在装配建筑行业中，导致发展速度降低，甚至会出现停滞的现象。4.1.2 技术方面的问题目前在装配式建筑行业发展的过程中，技术问题主要表现为 ：第一，未能创建标准化的技术模板。在实际工作中经常会根据装配式建筑门宽、举架等相关极值数据信息，设计出大体的框架，然后结合框架针对外观与其他细节进行设计，能够简化设计工作，提升建筑质量，降低成本。然而，过分的要求模板统一性，会导致装配式建筑千篇一律，难以因地制宜的进行设计，缺乏个性化与系统化的设计方案。第二，建筑构件难以进行量产处理，主要因为其制作流程较为复杂，无法进行批量性的生产，且构件的通用性很差，浪费问题严重。第三，缺乏专业化的安装技术，未能引导施工工作人员与技术人员根据装配式建筑的特点与需求等合理的进行安装处理，严重影响整体工作的可靠性与有效性，难以满足当前的装配式建筑工程施工技术要求。4.1.3 经济方面的问题对于经济方面的问题而言，主要是在项目施工过程中，设计部门、施工部门、监理部门之间未能取得密切的合作，工期延长，成本增加。与此同时，我国装配式建筑行业还处于初步发展阶段，尚未形成成熟的技术模式与发展体系，前期所需要投入的成本很高，利润率较低，利润的回报周期很长。另外，我国在资金扶持方面缺乏足够的力度，部分有发展装配式建筑意向的企业，因为没有充足的资金，得不到经济政策的支持，最终选择放弃。4.2装配置建筑现存问题的应对策略4.2.1 建议加大政策的支持力度在政策方面首先应当完善法律内容，通过法律制度约束行业的行为，达到宏观调控的目的。其次应当加大扶持力度，为装配式建筑行业提供优惠政策与配套福利，例如：加快项目的审批速度与效率，给予行业土地出让金方面的优惠支持，为企业培训技术人才等等，以此促进装配式建筑行业的健康发展，降低其生产成本。最后应建立健全监督管理机制，要求项目在初步设计以后，开展公开性的招标活动，遵循公平性与公正性的原则，与此同时，应建立较为完善的监督管理制度与审批制度，明确承包工作的职责，一旦发现项目工程存在问题，立即追究承包负责方的责任。另外，应开展产品的验收以及监督等工作，针对项目的各个环节与产品进行严格的监管。4.2.2 技术问题的应对策略为了积极应对目前装配式建筑行业存在的技术问题，应制定完善的技术方案，筛选最佳的措施提升技术的应用效果。首先，在行业快速发展的背景之下，应统一技术标准，完善装配式建筑的技术规范要求，在满足社会建筑产品需求的情况下，促进装配式建筑行业的稳定进步。例如：在行业技术标准中设定构件质量的控制要求；重视建筑结构的力学性能，针对整体设计与结构设计进行优化处理，创建出性能较高的新型建筑结构 ；针对节点技术进行合理的开发与创新，促进各类技术向着一体化与良性循环方向发展。其次，应建设高素质的技术人才队伍，聘用专业素质较高的优秀人才，在人才培养优惠政策的支持下，拓宽人才队伍的建设范围。在此期间企业可以引进国内外优秀的人才，要求具有丰富的装配式建筑技术经验，可以在工作中合理完成自身任务。在聘用之后需要阶段性对其进行专业知识与先进技能的培训，联合开展思政教育工作，除了可以提升技术人