首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 建筑工程论文 > 建筑应用论文 > 新型的装配式建筑结构形式的应用

新型的装配式建筑结构形式的应用

2020-07-14 270 上传者：管理员

摘要：结合国家装配式和贵州省的磷石膏绿色建材推广的产业政策，创新了一种新型的装配式建筑结构形式，其建筑空间灵活分隔，可按客户要求个性化定制，在施工现场加工部分PC板，解决了PC板运输难题。

关键词：
安装工艺
建筑结构
磷石膏
装配式结构
钢管混凝土
加入收藏

国务院总理李克强2016年9月14日主持召开国务院常务会议，提出大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级，以京津冀、长三角、珠三角城市群和常住人口超过300万的其他城市为重点，加快提高装配式建筑占新建建筑面积的比例。2018年8月21日为贯彻省委、省政府“以渣定产”的重要部署，根据《省人民政府关于加快磷石膏资源综合利用的意见》，省住房城乡建设厅等七部门制定了《贵州省磷石膏建材推广应用工作方案》，传达到了各市、自治州人民政府、各县人民政府，省政府各部门、各直属机构。

结合国家装配式建筑的产业政策和贵州省的磷石膏绿色建材大力推广的产业政策，有机融合了钢—混凝土—磷石膏的物理特性，我们创新了一种新型的装配式建筑结构形式。在阐述这种装配式结构体系前有必要先将磷石膏的物理特点及我省的磷石膏作为建材产品的性能作一个初步的介绍和阐述:

磷石膏是指在磷酸生产过程中，当用硫酸来处理磷矿时产生的固体副产物，它的主要成分为二水硫酸钙，并含有少量的磷矿、磷酸、氟化物以及钾、钠等成分。我国的磷石膏年约有7 500万t的产量，具有40%左右综合利用率，综合利用成本高，如果大量磷石膏长期堆存，不仅占用土地，而且会带来较大的环境安全隐患。2018年，贵州省对磷石膏提出“以渣定产”的政策，贵州磷化(集团)有限责任公司，在磷石膏综合利用上将磷石膏固体废料资源化、产业化，经水洗净化处理和高温改性，得到优于国家标准的轻质、防火、保温、隔热、隔声、环保的磷石膏建材产品。

这种装配式结构体系的特点和与磷石膏有机结合的案例如图1所示。

图1 装配式建筑与磷石膏有机结合案例

1) 此体系是竖向承重体系与抗侧力体系相分离的新型装配式板柱钢结构体系，梁端采用铰接连接，只承受竖向重力荷载，便于标准化设计;水平抗侧力体系采用钢支撑和混凝土核心筒，实现了竖向承重体系和水平抗侧力体系分离。

2) 采用与墙板一体化的钢管混凝土联肢柱，提高了钢柱抗侧能力，避免了钢柱外露，又解决了钢结构防火防腐的难题，现场施工三层一个模块，施工速度快。采用预制叠合密肋楼板，增加了楼层净空高度，提升了楼盖刚度和使用舒适度，并解决了建筑中钢梁外露的难题。

3) 基于钢管柱、H型钢梁、钢管支撑等钢结构体系，综合考虑混凝土墙连接构造及施工技术，研发出结构受力、外墙保温、内墙装饰一体化磷石膏围护墙板，既解决了外挂板与钢结构变形协调的问题，又解决了钢构件冷桥问题。

4) 基于刚性、半刚性及铰接节点连接构造，研发出连接刚度可调的且可快速装配的梁柱连接节点，避免了现场全熔透焊接作业，加快现场连接的速度，提高了连接质量。

5) 形成了钢结构和复合围护材料即磷石膏、混凝土相结合的整体部品模块，控制了钢结构和复合围护结构构件的制作、安装偏差小，形成了绿色装配式建筑部品制造、安装工艺。

这种钢—混凝土—磷石膏形成的装配式建筑同时需要如下生产工艺:

1) 钢梁支撑复合墙板生产工艺，先进行外叶生产即外框模板的制作和铺设磷石膏保温板，放置钢梁和钢支撑，然后在钢梁和钢支撑之间放置填充砌块，最后绑扎钢筋、浇筑混凝土、进行蒸汽养护后，拆除模具后形成钢梁支撑磷石膏复合墙板。

2) 钢管柱复合墙板生产工艺，先进行构件外叶生产即外模板的制作，然后放置钢柱，在钢柱间放置磷石膏填充砌块，进行混凝土浇筑即内叶生产，最后进行蒸汽养护。

3) 叠合密肋楼板生产工艺，首先进行模具组装，然后进行钢筋绑扎，最后是混凝土浇筑及养护，预制构件拆模后形成叠合密肋楼板。

这种钢—混凝土—磷石膏形成的装配式建筑的安装步骤有:

1) 钢管柱复合墙板安装工艺，首先要进行的是钢柱复合墙板吊装，垂直安装采用预埋的螺栓孔进行钢柱固定，安装就位形成这种装配式结构的垂直结构体系。

2) 钢梁支撑复合墙板安装工艺，首先是在已经固定了的钢管柱复合墙板间进行外墙板吊装和墙板固定，然后进行墙板勾缝，最后形成建筑外墙板的围护体系。

3) 叠合密肋楼板的安装工艺，先在预制的钢梁上进行叠合楼板的吊装，然后进行钢筋绑扎放置磷石膏填充块，并进行混凝土浇筑形成叠合密肋楼板的水平体系。

该建筑的用材情况以一个高66.9 m，地上22层，地下2层，10 850 m2板式住宅绿色建材用料估算:钢结构含钢量为:76 kg/m2，钢筋含量为42 kg/m2，总体含钢量为118 kg/m2，总体钢结构用钢量为800 t，磷石膏填充砌块用量约为100 kg/m2，磷石膏填充砌块用量约为1 085 t。

PC单位成本增(减)量由以下4部分组成:

1)主材成本增量。2)辅材及PC吊装成本增量。3)施工措施成本增量。4)模板施工人工及材料成本减少。以上海某项目为例，据统计计算得出PC单位成本增量为:(主材成本增量+辅材及PC吊装成本增量+施工措施费增量)-模板人工及材料减少。成本增量分析见图2。

图2 上海地区预制装配率与单位成本增量的基本关系

以上海地区预制装配率与单位成本增量的关系可知:

1)成本增量随预制率的提高而逐渐增加;2)目前上海常见预制率(15%～25%)情况下的成本增量约为300元/m2～400元/m2;3)预制率超过30%以后预制构件主要为内部构件(如内墙、叠合楼板等)，综合单价比降低，成本增量曲线变缓。通过上面的叙述我们可以看到，钢结构、磷石膏、混凝土三种材料能有效融合，有效解决了钢结构防腐、防火难题，也解决了三种材料线性膨胀差异造成外墙裂缝渗水问题，而且保温隔热效果优于传统的钢结构和混凝土结构，且绿色环保节能，现场每次拼装2层～3层，加快了施工进度，并能到达现场绿色环保施工。建筑空间可灵活分隔，可按客户要求个性化定制，制作加工可实现游牧式生产，在施工现场加工部分PC板，解决了PC板运输难题。

参考文献:

[1]关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见[Z].

[2]汤磊.预制装配混凝土剪力墙结构新型混合装配技术研究[D].南京:东南大学博士论文,2010.

陈海.钢—混凝土—磷石膏绿色装配式建筑设计应用[J].山西建筑,2020,46(14):104-105.