装配式建筑

胡涛•近日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，决定大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级。会议决定，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。TianjinUniversity2•那么，装配式建筑是什么？装配式建筑是如何生产的？现场又是怎样施工的？成本造价如何？TianjinUniversity3第一章绪论第二章装配式建筑的生产第三章装配式建筑的施工第四章成本管理第五章装配式构建的拆分与选择TianjinUniversity4TianjinUniversity第一章绪论1.1装配式建筑是什么1.2装配式建筑的优点1.3国外装配式建筑发展状况1.4国内装配式建筑发展状况1.5国内发展装配式建筑面临的问题1.1装配式建筑是什么在装配式建筑的建造中，我们可以把梁、板、柱、墙等事先做好的构件想象成一块块乐高积木，在施工现场只需把它们拼合在一起。装配式建筑将部分或所有构件在工厂预制完成，然后运到施工现场进行组装。组装不只是“搭”，预制构件运到施工现场后，会进行钢筋混凝土的搭接和浇筑，以保障拼装房的安全性。所以，这种产业化、工业化的建筑在欧美及日本等国际及地区已经广泛被采用。1.2装配式建筑的优点有利于提高施工质量装配式构件是在工厂里预制的，能最大限度地改善墙体开裂、渗漏等质量通病，并提高住宅整体安全等级、防火性和耐久性。有利于加快工程进度效率即回报，装配式建筑比传统方式的进度快30%左右。有利于提高建筑品质室内精装修工厂化以后，可实现“在家收快递”，即拆即装，又快又好。1.2装配式建筑的优点有利于调节供给关系提高楼盘上市速度，减缓市场供给不足的现状。行业普及以后，可以降低建造成本，同时有效地抑制房价。有利于文明施工、安全管理。传统作业现场有大量的工人，现在把大量工地作业移到工厂，现场只需留小部分工人就可以，从而大大减少了现场安全事故发生率。有利于环境保护、节约资源。现场原始现浇作业极少，健康不扰民，从此告别工地“灰朦朦”。此外，钢模板等重复利用率提高，垃圾、损耗、节能都能减少一半以上。1.3国外发展状况美国美国地域大，多元化发展，预应力预制构件应用广。美国装配式住宅盛行于20世纪70年代。1976年，美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案，同年出台一系列严格的行业规范标准，一直沿用至今。除注重质量，现在的装配式住宅更加注重美观、舒适性及个性化。1.3国外发展状况日本日本于1968年就提出了装配式住宅的概念。1990年推出采用部件化、工业化生产方式、高生产效率、住宅内部结构可变、适应居民多种不同需求的中高层住宅生产体系。木结构占比超过40%。多高层集合住宅主要为钢筋混凝土框架（PCA技术）。工厂化水平高，集成装修、保温门窗等。立法来保证混凝土构件的质量。地震烈度高，装配式混凝土减震隔震技术。。1.4国内发展状况我国的装配式建筑在上世纪八十年代后期突然停滞并很快走向消亡，PC技术沉寂了三十多年之后又重新在中国兴起；如今装配式建筑受到社会各界的高度关注，尤其是在国家最高决策层明确要发展装配式建筑，推动新型建筑工业化的号召下，随着国家和行业陆续出台相关发展目标和方针政策的指导下，全国各地20多个省市陆续出台扶持相关建筑产业发展政策，推进产业化基地和试点示范工程建设。1.4国内发展状况根据政策的普遍要求，未来十年内装配式建筑将占新建建筑面积30%的比例，新增房地产需求较多的地区也是装配式建筑推进力度较多的地区，预测新增住宅面积每年提高3%，以10年为周期，以现有的装配式建筑平均价格计算，2025年的市场规模将达到47000亿元。1.4国内发展状况1.5国内发展装配式建筑面临的问题1.技术体系仍不完备目前行业发展热点主要集中在装配式混凝土剪力墙住宅，框架结构及其他房屋类型的装配式结构发展并不均衡，无法支撑整个预制混凝土行业的健康发展。目前国内装配式剪力墙住宅大多采用底部竖向钢筋套筒灌浆或浆锚搭接连接，边缘构件现浇的技术处理，其他技术体系研究尚少，应进一步加强研究。1.5国内发展装配式建筑面临的问题2.装配式结构基础性研究不足国内装配式剪力墙，钢筋竖向连接、夹心墙板连接件两个核心应用技术仍不完善。作为主流的装配剪力墙竖向钢筋连接方式，套筒灌浆连接相当长一段时间内作为一种机械连接形式应用，但在接头受力机理与性能指标要求、施工控制、质量验收等方面对三种材料（钢筋、灌浆套筒、灌浆料）共同作用考虑不周全。夹心墙板连接件是保证“三明治”夹心保温墙板内外层共同受力的关键配件。连接件产品设计不仅要考虑单向抗拉力，还要承受夹心墙板在重力、风力、地震力、温度等作用下传来的复杂受力，且长期老化、热涨收缩等性能要求很高，还需进一步加强研究。1.5国内发展装配式建筑面临的问题3.标准规范支撑不够标准规范在建筑预制装配化发展的初期阶段其重要性已被全行业所认同。但由于建筑预制装配化技术标准缺乏基础性研究与足够的工程实践，使得很多技术标准仍处于空白，亟需补充完善。TianjinUniversity第二章装配式建筑的生产2.1装配式构件是如何生产出来的？2.2施工流程2.3上述步骤里技术最高要求2.4那么多的构件如何不出错2.1装配式构件是如何生产出来的？以装配式建筑板为例，生产工序为：钢模制作→钢筋绑扎→混凝土浇筑→脱模钢筋绑扎的时候需预留孔洞2.1装配式构件是如何生产出来的？进行钢筋绑扎的时候需将吊钩预埋其中混凝土浇筑，流水线作业2.1装配式构件是如何生产出来的？脱模后成品装配式板装配式构件制作完成，暂时在工厂分类堆放，就可准备运往施工现场了2.2施工流程以预制框架结构为例，一层施工完毕后，先吊装上一层柱子，接着上主梁、次梁、楼板。预制构件吊装全部结束后，就开始绑扎连接部位钢筋，最后进行节点和梁板现浇层的浇筑。2.2施工流程小梁吊装DECK吊装梁柱接头钢筋顶层钢筋敷设，楼板灌浆下一楼层柱吊装大梁吊装2.3上述步骤里技术要求最高答案是装配式构件的吊装。为了确保吊装顺利进行，装配式构件运到现场后，需要合理安排堆放场地，方便吊装。就像搬家一样，通常都会安排好物品搬运顺序，来合理减少工作量。2.3上述步骤里技术要求最高•装配式柱吊装最抢眼的就是梳妆镜惊现施工现场，梳妆镜的用途是什么呢？梳妆镜是为装配式柱吊装准备的，下部空间狭小，不便于观察，通过镜子的反射原理，方便下层预留钢筋与上层装配式柱孔洞的插接。2.3上述步骤里技术要求最高装配式叠合板吊装2.3上述步骤里技术要求最高对于吊装难度较大的部位，还可以在现场进行预拼装或建造装配式展示区，起到示范作用。框架结构大梁的预拼装和剪力墙住宅的展示区2.3上述步骤里技术要求最高吊装完毕，绑扎好现浇层的钢筋，准备浇筑现浇层混凝土2.3上述步骤里技术要求最高为了增加装配式构件和现浇层之间的连接，确保结构的可靠性和安全性，装配式构件表面都留有键槽或进行毛糙处理。装配式构件之间可以有多种连接方式，目前楼板通常采用7+8的形式（70mm厚预制楼板+80mm厚现浇层）。以主次梁连接节点为例，展示装配式构件之间连接种处理方式的多样性：2.3上述步骤里技术要求最高主次梁连接边节点——主梁预留槽口2.3上述步骤里技术要求最高主次梁连接中节点——主梁预留后浇段2.3上述步骤里技术要求最高主次梁连接节点——主梁设置牛腿2.4那么多构件如何不出错为了确保工人不会搞错，减少施工错误，加快工程进度，每个构件其实都有自己的“身份证”，它们都拥有独一无二的ID号，方便对号入座。TianjinUniversity第三章成本管理•现在是不是对装配式建筑已经拨开云雾见日出了。不过这些对于开发商还不够，成本控制和设计管理是装配式建筑实施过程的画龙点睛之处。•敲黑板，划重点：装配式建筑有2个重要指标，装配面积占比和预制率。•装配率=实施装配面积÷地上总计容面积。•预制率=装配式构件总体积÷总的混凝土体积。以上海为例，上海市在装配式建筑上走在国家前列，并且在逐步提高预制率和装配率的要求。预制率越高，成本付出越高，初步统计，预制率每增加10%，成本增量在150元左右，目前上海新建建筑的预制率不小于40%的情况下，成本可想而知。以绿地二部虹口商业、海湾住宅和松江中山街道项目为例，看下装配式建筑实施情况：海湾住宅地上计容住宅面积为77994m2；合同要求25%面积采用装配式：77994×0.25=19498m2；3栋高层采用装配式建筑。松江中山街道50%总住宅面积实施装配式建筑，1#、2#、3#、8#、9#、11#为6栋装配式楼。•因此，成本控制是装配式建筑实施过程的把控重点之一。•☞首先，装配式范围要尽量避免选择在首开区。针对出让合同中关于装配面积的要求，可以通过分期开发，来平衡项目周期。由于预制构件要提前和工厂配合，且这些工厂的产能有限，对首期开发的时间成本造成很大的压力。•☞其次，需要对结构构件进行拆分选择预制构件重复率高的单体，一般构件重复率建议要大于100件，重复越多越划算。TianjinUniversity第四章装配式构建的拆分与选择•1.预制构件尺寸要遵循少规格／多组合的原则。•2.外立面的外围护构件尽量单开间拆分。•3.预制剪力墙接缝位置选择结构受力较小处。•4.长度较大的构件拆分时可考虑对称居中拆开。•5.考虑现场脱模／堆放／运输／吊装的影响，要求单构件重量尽量接近，一般不超过6吨，高度不宜跨越层高，长度不宜超过6米。与传统现浇建筑相比，装配式房屋对设计、建造对各专业的配合度要求更高，需要各专业尽早参与配合：1.建筑专业要考虑对外立面风格、保温形式、降板区域、楼梯面层做法，预埋窗框、瓷砖、石材反打等方面的影响。2.设备专业涉及到预制构件的预留洞、预埋管，图纸细化工作量非常大。3.内装专业涉及机电点位提资，介入时间需大大提前。4.施工方需要总包、吊装单位、构件生产厂家都要提前介入。•同时，在设计过程中，还需进行BIM模拟，考虑装配式构件预留钢筋与现浇部位钢筋的位置关系和连接，以大大减少现场施工过程中构件的错位和碰撞。谢谢！