快速全裝配剪力墻結構房屋的技術分析

　　摘要：通過系統調研，以多個項目應用為基礎，對快速全裝配剪力墻結構房屋進行技術、經濟分析，使得快速全裝配剪力墻結構房屋的高效施工技術與設計、生產緊密地聯系在一起，最大限度地提高現場施工安裝效率，實現精準、安全、高效地施工工藝，破解高效安裝難題。通過系統分析對比裝配式建筑的優勢，從現場安裝及安全、便捷、經濟的角度優化施工安裝方式。

　　關鍵詞：裝配式建筑,快速全裝配,剪力墻結構,經濟效益

　　引言

　　由于傳統的建筑施工較為復雜，且對施工的流程有著嚴格的要求，在建筑過程中通過可視化信息應用技術進行監控是必不可少的[1-2]。通過三維模型建立直觀分析快速全裝配剪力墻結構房屋的吊裝、存放、臨時固定等情況[3-4]，確實結構施工安裝時的方案。通過CAD/BIM等信息化軟件系統可視分析快速全裝配剪力墻結構房屋模型，模擬關鍵節點安裝碰撞檢查，及時對存在的錯誤快速檢查修改[5-6]。

　　由此來查看采用相應技術是否能夠順利的實施，進而有效提高了其可行性效果，在很大程度上降低了具體實施過程中出現問題的概率[7-8]。與此同時，在確保了施工中整體建筑的施工進度、施工質量和效果的前提下，保證整個工程的準確性、效率性，以及審視方案合理性[9-10]。此技術已在濟寧八里廟舊村改造項目實踐中，取得了良好的經濟和社會效益。

　　1工藝要點與原理

　　裝配式建筑其設計方案緊扣“裝配式、可持續、綠色環保”的理念，充分發揮鋼結構建筑和裝配式建筑的優勢，安全可靠，施工快捷，舒適度高，可循環使用，逐漸得到越來越廣泛的應用。該結構使用了暗鋼框架板式結構體系，實現了墻、柱、梁一體化;外墻板采用完全組合的三明治式復合墻板;內墻板采用輕質復合內墻板;樓板采用全預制混凝土樓板;屋面板采用三明治式復合屋面板;節點均采用螺栓連接;基礎采用柱下預制獨立基礎。

　　建筑設計滿足節能75%的要求，設備與裝修采用管線分離技術。具有結構、保溫、裝飾一體化，拆裝方便，可循環使用等優點。隨著國家對裝配式建筑的大力推廣，快速全裝配剪力墻結構房屋通過將建筑分為多個裝配模塊進行施工，具有節能、環保、施工工期短、節省勞動力及質量有保障等優點。

　　山東海龍建筑科技有限公司，立足現有項目實踐，提出快速全裝配剪力墻結構房屋研究，對比現有技術具有構件設計拆分合理、結構體系安全可靠、生產集成度高、施工安裝方便等優勢。快速全裝配剪力墻結構房屋在一定程度上解決了現澆剪力墻結構房屋在傳統濕作業中存在的弊端與問題，推廣后可以實現良好的社會效益和經濟效益。

　　2工藝特點

　　2.1含暗鋼框架的三明治式復合外墻板

　　此技術采用含暗框架的三明治式復合外墻板。墻板邊緣設有暗框架，H型鋼柱和鋼梁的翼緣與腹板范圍內填充混凝土并形成PEC結構，復合墻板主體采用鋼絲桁架復合墻板，墻板由內外混凝土面層和中間的保溫層組成，兩側的混凝土面層采用帶肋C30普通混凝土，復合墻板兩側的混凝土面層與中間的聚苯乙烯泡沫板通過直徑為3mm間距100mm的鋼絲桁架復合在一起。結構連接簡單，自重小、保溫隔熱性能好。

　　由于暗框架與混凝土面板是一體的，設計時可充分考慮墻板對結構的剛度貢獻，在結構分析時將復合墻板等效成單壓桿模型。墻板的連接均為螺栓連接，拆裝方便，可循環使用。在高層建筑結構中，為使建筑結構在地震作用下其底部一定高度范圍內會出現塑性鉸后具有一定的延性，提高其抗剪承載能力所采取加強措施的區域范圍稱為底部加強區。

　　預制疊合快裝外墻由于節省建筑外圍模板，方便施工，被各種結構形式廣泛采用;工廠預制時采用B級保溫板，造價低，避免浪費，作為現場現澆結構層的外葉墻兼外圍模板，施工更加方便。由于節省建筑外圍模板，方便施工，被各種結構形式廣泛采用。在此安裝完之后，以預制疊合快裝外墻作結構層外圍模板，進行預制疊合外墻內葉墻結構層鋼筋綁扎，使用鋼筋混凝土保護層塑料墊塊使保護層厚度均勻一致;然后安裝預埋件、預埋管線、開關線盒等裝置，同時支內模板，與內模板使用可拆卸式拉桿穿透對拉固定，安裝固定好之后，準備澆筑混凝土。

　　2.2含暗框架的輕質復合內墻板

　　含暗框架的輕質復合內墻板由鋼暗框架和墻板主體構成，二者通過栓釘連接。墻板主體采用輕質復合內墻板，兩側為混凝土面層，中間為輕質填充材料，鋼絲網片和斜插鋼絲將二者緊密相連。這種內墻板結構簡單，自重較輕，安裝速度快。

　　2.3全裝配鋼-混凝土組合梁

　　全裝配鋼-混凝土組合梁屬于一種新型全裝配式組合梁體系，主要包括：全預制樓板、預埋于全預制樓板內的鋼導槽、緊固件和鋼梁。具有無現場濕作業，加工、安裝精度要求低，實現了鋼-混凝土樓板組合梁體系的全裝配，安裝速度快、便于拆卸、替換、可修復和循環使用。

　　2.4節點連接

　　節點均為螺栓連接，安裝快捷，拆卸方便，可循環使用，大大降低了房屋使用成本。鋼柱弱軸方向，結構采用腹板高強螺栓連接(鉸接);鋼柱強軸方向，結構采用端板連接。為解決傳統柱腳與基礎連接采用錨栓50mm厚細石混凝土灌注現場濕作業多、安裝效率低的難題，本工程將鋼連接件直接預埋在預制混凝土基礎上，基礎與鋼柱通過2個U形鋼板和高強螺栓連接，實現了結構可拆卸、循環使用，同時便于運輸。

　　底部加強區預制疊合快裝外墻整體現澆，進行一體化施工，并且，根據窗戶的尺寸大小進行合理的設計，模塊化拼裝，拆分更加合理。現場干作業與濕作業相結合，減少了建筑垃圾，加快了施工進度，降低了工程成本，耗費人力資源相對較少，施工更加方便，安全，適用范圍比較廣泛，適合推廣使用。

　　3效益分析及應用實例

　　3.1經濟效益

　　快速全裝配剪力墻結構節約成本分析如表1所示。由表1可知，快速全裝配剪力墻結構有效降低了施工現場傳統濕作業后貼保溫材料成本，可縮短建設周期。一體化施工，實現保溫層與結構同壽命，減少了后期維護費用，顯著提高建筑質量。節約了大量的人工、材料費等，具有明顯的經濟效益。濟寧市任城區八里廟舊村改造項目采用了此技術，獲得了良好的經濟效益和社會效應，同時，還在裝配式同行業樹立了示范效應和引領效應，促進了住宅工業化在本地區的長遠發展。

　　與傳統裝配式結構的建筑的裝配式方式相比，快速全裝配剪力墻結構房屋具有以下優點：(1)可以避免現場濕作業;(2)安裝加工精度要求低，實現預制組合梁體系的全裝配;(3)快速安裝，節省工期;(4)便于拆卸和修復、滿足可循環使用的要求。與此同時，與傳統現澆房屋相比，快速全裝配剪力墻結構房屋具有以下優點：①快速全裝配剪力墻結構房屋采用干作業與濕作業相互結合的施工工藝技巧，改變了傳統的生產、安裝施工方法。②采用工廠預制與現場施工相結合的方式，可減少大量的用工人數，本技術中預制PCF板作為外圍模板，可以減少架子工，砌筑工和抹灰工等。

　　③預制PCF板工廠預制，采用B級保溫板，造價低，避免浪費，施工更加方便，更經濟，本技術底部加強區預制疊合外墻工業化干作業施工與現場濕作業相結合與傳統施工方式相比工期可以大大減少，縮短建設周期。④快速全裝配剪力墻結構房屋可以實現保溫層與結構同壽命，耐久性大大提高，節約了大量的人工費、材料費，減少了后期維護費用，建筑質量顯著提高。⑤施工生產方法標準化程度較高，通過設計單位合理優化構件拆分方案，構件尺寸及特性的標準化可顯著提升安裝速度和項目進度，構件質量和工藝通過機械化可以得到更好的控制，現場作業量少，模具重復使用率高，綜合成本更低。

　　3.2應用實例

　　通過山東省濟寧八里廟舊村改造項目進行分析，此項目位于山東省濟寧市任城區，項目建筑面積約625895.03m2，共33棟26層住宅樓。該項目所用構件共計8萬余件，包含：外墻、內墻、飄窗、陽臺板、陽臺掛板、樓梯、疊合板、PCF板等，混凝土總量約62000m3，項目多處使用快速全裝配剪力墻技術。

　　通過已成功應用的實例為基礎，得出快速全裝配剪力墻結構房屋的如下優勢：(1)快速全裝配剪力墻結構房屋技術極大縮短了裝配式住宅的建造和安裝時間，這在很大程度上滿足了棚戶區改造回遷居民的盡快入住新房的節奏，同時對裝配式住房質量品質提出了更高的要求。(2)快速全裝配剪力墻結構房屋技術相對于傳統的施工安裝工藝，干作業與濕作業相互結合，符合環保和節能要求，減少了施工噪音、建筑廢渣等因素給附近居民的影響，同時減少了噪聲污染和建筑垃圾的產生、給工程項目附近的居民提供了良好的生活環境。

　　(3)此前的棚戶區改造項目、政府保障性住房等現行裝配式工程項目會出現漏水、滲水、裂縫等問題，使回遷居民的生產和生活受到一定的影響，本技術能夠避免此類問題的發生，切實保障回遷居民的合法權益，在一定程度上增強回遷居民對棚戶區改造和政府保障性住房的信心。

　　4結語

　　快速全裝配剪力墻結構房屋技術的應用極大地縮短了住宅的建造和安裝時間，滿足了棚戶區回遷居民盡快入住新房的節奏，同時，對裝配式住房質量品質提出了更高的要求。同時，隨著住宅產業化的大力發展，預制構件工業化生產正在逐步取代施工現場濕作業，裝配式建筑正逐漸占據整個建筑市場。與傳統的現澆建筑體系相比，裝配式建筑建造速度快、預制構件精度和質量好，能最大限度地滿足綠色建筑設計和施工要求。

　　傳統建筑施工方式會產生大量的建筑垃圾給節能減排工作造成很大的負擔，同時，施工現場引起的粉塵、噪音、震動、空氣污染等也給附近的居民帶來諸多困擾。快速全裝配剪力墻結構房屋改變傳統建造模式，變濕作業為干作業，不僅有利于減輕勞動強度，降低綜合成本，提高勞動效率，保證建筑質量，而且還具有節約資源、保護環境等優點。

　　裝配式建筑更符合“四節一環保”的政策以及可持續發展戰略計劃。其作為一種綠色環保節能形式，在建筑領域得到了廣泛推廣。其可提高住宅生產的勞動生產率，提高住宅的整體質量，降低成本、降低物耗、能耗，并做到了“綠色施工”。通過以山東省濟寧市八里廟舊村改造項目為載體進行分析，將已經實踐的施工關鍵技術沉淀下來，并充分挖掘公司多年積累下來的工業化住宅部品預制施工經驗和數據，經過認真總結和理論探索，指導企業產品生產，提升科技研發能力，從而增強企業的核心競爭力，推動國內建筑工業化的發展。

　　參考文獻

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　　建筑方向刊物推薦：建筑安全指對于建筑施工中安全意識加強以及做好防范工作等的問題的討論，另有我國書刊《建筑安全》。人類高層建筑的火災已經成為重大的災害，它涉及的范圍較廣，業主的財產以及人身安全受到重創。預防高層建筑的防火安全性問題已成為重中之重。現代高層住宅建筑的高度不斷延伸，往往是一層受災殃及整體建筑。

　　

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