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现将平时主要技术难题总结如下:
在生产过程中,整机装配是其中最后一个环节,装配、调整检验和试验是包含在其中的主要内容,由装配保证产品的最终质量。通过产品的使用效果、寿命和工作性能来评定产品的质量。为了确保产品质量,将很多项装配要求抛向了产品,应该在装配的过程中实现这些装配要求。装配精度,就是装配产品之后的工作性能、参数、理想几何原理、工作性能和实际几何参数等,主要为每个关联零件联系面的位置精度,涵盖配合面之间的过盈相对位置和间隙,及其因为装配时零件联系面的形状变化,产生的微观儿何精度和形状变化。最多可以有四层装配关系组成整机,最简易的可能就存在两层。首先,各层能够利用种种差异的单元件构成;其次,由下层零件及单元组成上层装配单元:再次,在装配产品的时候,以最基本的单元出
发在工作中,对生产和装配我们需要有序的进行,防止因为某个零件的短缺,对组装设计带来影响,造成拖延生产周期的情况出现。互换法这种方法是在装配中,每个配合零件不通过选择、调整和修复就能够完成装配精度的方式。在对装配精度进行保证的过程中使用加工误差法控制零件选配法是将组成环的公差在尺寸链中向经济可行程度转化,在装配的过程中,对合适的零件进行选择,进而对规定进度给予满足,根据不同的形式有这样儿种类型:分组选配法、复合选配法和直接选配修配法是在装配中,按照具体的测量结果,对预定的修配件尺寸在尺寸链中进行改变,令封闭环能够依据要求的装配精度去执行。
首先,分析作业程序,为了能够对装配合理完成,应该做到:
①、依据装配要求和装配结构逐层的分解产品,使独立装配的构件能够通过产品逐层分解构造出来。
②、对同一层零部件的装配顺序进行研究确定。
③、对每个单元中每个构件的装配顺序进行研究确定。
其次,工艺原则:
①、并联尺寸链:对精度高的尺寸链先进行安装,有相同精度时,
先对多数尺寸链的链组进行组装
②、串联形式:利用方便、简单的原则对装配顺序进行安排。
③、装配每个尺寸链的顺序:需要从基础尺寸链入手,先公共,再普通:先下再上,由内到外,由难到易,由重到轻的原则。系统内部各个独立部分之间的关系图表,即为装配系统图。对装配作业对象的组成、方法和顺序用系统图的方式来描绘,有助于指导生产和组织生产。但是,有一定的复杂性存在于装配作业构件形状尺寸中。为了能够将装配的顺序和关系表示出来,可以使用方框图,它不但可以将装配单元划分反映出来,对装配工艺过程也可以直接表示出来,有利于制作装配工艺过程、组织计划、控制装配和指导工作等方面工作的完成。并且还能够有效的简化一些复杂的装配设计,为今后的工作打下良好的基础。首先,准备作为了按照有关的规定米工作,要刮削相关的零件。因为这样能提升工件的形位精度和尺寸精度,提高接触刚度和表面的粗糙度。检验中可对涂色法进行使用。对零件测量中,要修配
大孔,用丝锥穿过小孔,对不需要涂漆的进行修刮。同时,在装配调整方位传动机构之后,各个零件和部件将拆装标记要做好,便于以后工作的推进。其次,相关的要求分析:
第一,在装配很多零部件中,对互换装配法进行使用。底座为基准件,需要处理好上平面和底座底面,满足平行度和平面度的要求,对平尺和可用水平仪进行检测。
第二,对零件进行旋转。例如,啮合间隙和齿轮等,装配中用修配法和调整法进行,能够按照规定确定齿轮副侧隙,在将齿轮加工因素排除之外,和中心距偏差有着很大的联系。因为齿轮的接触精度还会受到侧隙的影响,所以应该结合起接触精度对中心距进行调整。
第三,在测量误差的基础上,对装配精度予以参照,对于其中存在的种种偏差,利用修配法和调整法进行消除,之后对装配的精度进行检验,确保能够符合产品每项技术规定,之后打销、固定。
第四,在调整合格所有的机构之后,再紧固和密封所有的盖板将机装调整合格之后,再实施电装。
第五、有关工作人员的技术要求。例如,在稳定平台一些比较复杂的装配中,对等级的要求上一般都比较高,通常的时候,都需要高级以上。进而对产品装配的质量上给予相应的保证,并且很多装配,还应该有多人一同来给予完成。
一、背景问题:如机座总成示意图。电机装配前需要将定子总成装配进管状机座内,压装后的机座总成因为达不到下工序装配质量要求,需要增加一道工序:上车床精车机座总成两端止口,以达到质量要求。
二、原因分析:
①外购件管状机座两端面平行差的影响;
机座压装定子总成前机座两端面平行差对装定子总成后,机座端面对定子总成内孔轴线垂直度有较大影响。机座两端面平行差越大,压装定子总成后,机座止口端对定子总成内孔轴线的垂直度越大。
②定子总成外径与机座内径过盈量的影响;
机座压装定子总成后,无论用哪种方法压装,前后端止口内径的椭圆都会增大,增大的量随定子外圆直径与机座止口内圆直径平均值的过盈量有关,过盈量越大,装好定子总成后机座止口椭圆度增大越多。
另外,用油压机压装定子总成时,定子总成外径会使机座压入端止口(后端)产生塑性变形,所以其椭圆度增大的量会比前端多0.1~0.3mm。油压机夺装使用到的导向模外径大于定子总成外圆直径时也会引起机座止口内孔椭圆度增大。
③机座前后端止口内径椭圆度,对装电机后转子与定子间的气隙均匀性影响不大。因为机座止口内径椭圆度不会造成装电机后两端盖轴承室对机座止口轴心线产生偏心,但是机座止口内径椭圆度大会造成装电机前后端盖时要用较大的力打端盖才能把端盖装进止口内孔,这样就会有可能打坏前端盖上的轴承。
三、试验方案及结果
通过分组使用油压机加导向模压装和气压抱紧装置压装两种方式,每组20台,对比压装前后对机座两端内径,椭圆度,及前后端平行差的变动情况,根据电机装配的质量要求去确认三个指标的公差范围,并确定批量生产的压装方式和零部件尺寸公差。
经大批量试验有如下结果:
① 机座压装定子总成前机座两端面平等差≤0.15mm时,装配出来的电机性能、振动、噪音均符合标准要求。
② 机座内径与定子总成外径过盈量在0.07~0.21mm之间时,装配出来的电机性能、振动、噪音均符合标准要求。
③ 机座压装定子总成后机座止口内径椭圆度≤1.0mm时,装配出来的电机性能、振动、噪音均符合标准要求。
要控制机座装总成后机座止口内径椭圆度不大于1.0mm,必须控制机座两端面止口内径平均值在139.9~140.0mm之间,定子总成外径控制在140.07~140.11mm之间。
④ 使用油压机压装定子总成和自制气压抱紧装置压装定子总成,经过批量试装,都是可行的,装出来电机的性能、振动和噪音均符合标准。使用油压机压装定子总成的机座其止口椭圆度会比抱紧装置的小一些,而且有脚机座和无脚机座都能装配使用油压机压装,故建议批量装机时用油压机压装。
⑤ 建议零件尺寸及形位公差验收标准,机座内孔直径139.9~140.0mm (按实测同一截面8个直径尺寸的平均值作为实测值),机座两端平行差≤0.15mm;机座端面对机座内孔垂直度≤0.15mm;内孔圆度≤0.25mm;内圆母线直线度≤0.10mm。与机座装配的定子总成外径140.07~140.11mm,定子总成外径圆柱度≤0.04mm。其余尺寸及形位公差按原来图纸要求。
⑥ 使用油压机压装时的压装导向模,经过对中间有导柱的而外径为160mm的导向模及中间无导向柱的而外径为159.5mm的导套做试装比较,前者装出的机座比后者装出的机座的端面跳动稍好一些,前都 为0.12(平均值),后者为0.13(平均值)。但前者要增加一个导向模压出的工序,所以建议用中间无导向柱的外径为D159.5mm的导向模装配,减少装配环节,节约生产成本。
四、质量控制
① 装配过程控制,批量装配时压装操作工作必须首检,对压装出来的第一件产品,检查端面对内孔轴线跳动≤0.15mm,两端止口椭圆度不超过1.0mm,方可开始批量装配。在装配过程中操作工人还要抽检。在油压机压装操作时,油压机底板要平直,不得有凹面存在。
② 压装好后要设立全检端面跳动工序,对端面跳动超过≤0.15mm的机座可以用涨套夹紧总成内孔,在车床上精车两端面及倒角。
五、结论
目前,我国传统装修行业因工程质量参差不齐、环境污染严重、维修翻新困难等问题,逐渐成为关注焦点。装配式装修的兴起与发展,便是人们对于居住环境和装修工程日益严苛的要求之下产生的必然结果,显示了装修行业未来的趋势和发展方向。在传统装修工艺已走入瓶颈的背景下,装配式装修技术将使我国装修行业乃至房屋建筑行业的施工速度及工程质量进入一个新的时代[1]。本文在工程实践基础上,对装配式装修技术进行剖析,总结其优劣势,并对装配式装修行业发展提出发展建议。
1工程实践
1.1工程概况
某地块工程位于厦门市同安区滨海西大道以东,西福路以南,建设有4栋18~26层高层住宅项目,建筑结构形式为框剪结构,层高2.9m。该项目共包含5个户型,均采用装配式装修技术,装饰装修建筑面积约为55640m2。该工程是“厦门市装配式建造(装配式装修)试点项目”,装配式装修技术应用内容主要包括:户内装配式隔墙系统安装、装配式墙面系统安装、水电暖通施工、装配式吊顶系统安装等。
1.2装配式装修技术应用情况
(1)装配式吊顶系统与传统石膏板吊顶或木作吊顶不同,该工程的装配式吊顶采用组合式集成技术、独立支撑框架,面层则采用单元式拼接面板和不同造型跌级、灯槽和装饰线条,以满足造型选择多样的要求,如图1所示。同时,龙骨与饰面集成安装,可实现安装效率高,质量可控,满足高度集成、A级防火、多变造型、无醛等特点。(2)装配式墙体系统该工程装配式墙体系统包括墙面及隔墙系统,通过基板结合饰面膜的集成制造工艺和施工现场卡扣式拼装,最大限度减少了施工现场湿作业的工序,减少甲醛排放。而传统墙体装修需在剪力墙或砌体上进行抹灰、腻子、胶黏剂、乳胶漆/壁纸/墙布/木饰面等繁杂工艺,这些繁杂的工艺工序对建设单位及总承包单位项目管理水平提出了极高的要求[2]。工程装配式墙面系统采用防气泡膜压技术包覆工艺和一体式阳角结构,可有效避免墙面开裂、空鼓、阳角缺棱掉角等传统装修的质量通病。同时,标准模块墙板间形成工艺缝,可起到一定的装饰作用,如图2所示。(3)装配式地面系统本工程装配式地面采用无机材料加合成高分子复合实木木皮制成,在保证传统实木地板的效果同时,产品内部不产生任何缺陷,低含水率、低膨胀率,零甲醛,安全环保。针对北方供暖需求和南方区域消费者对瓷砖地面的喜好,装配式地面系统可逐浙衍生出地面调平结合地暖模块和地砖超薄铺贴的两种不同的施工工艺,如图3所示。(4)装配式厨卫系统目前,装配式卫浴系统普遍采用一体式防水底盒,结合墙面框架与面层的结构式防水技术,可彻底解决传统施工卫生间漏水痛点。此外,独立支撑框架结构和大板块墙面装配技术,防水基板复合表面瓷砖,在实现传统高档瓷砖效果的同时,也解决了传统卫生间装修安装效率低、瓷砖空鼓破裂、维护难度大等问题。在厨房场景中的应用,装配式装修则更侧重于墙面与水电集成技术,通过一系化设计,综合考虑橱柜、厨具及厨房家具的形状、尺寸及使用要求。(5)水电集成系统本工程通过装配式吊顶、墙体、地面、厨卫等系统的协调设计,充分利用空腔走管,从而实现水、电、暖通、智能化等设备系统管线与主体分离,预先排布,减少墙地面开槽预埋的高污染作业,同时也能使后期在使用阶段的检修工作更加方便轻松。
1.3装配式装修工程施工要点
(1)测量放线装配式装修工程的测量放线一方面是要校核现场尺寸与设计图纸的误差,另一方面需针对门窗口、地坪做法、墙面装饰层厚度、墙面挂板分格尺寸、吊顶部位、吊顶高度等的精确尺寸进行定位放线,并以此作为装饰施工和加工订货的依据。相较于传统装修的边施工边调整,装配式装修的工业化加工、模块化安装方式,对施工前期的测量放线工作提出了更高的要求,且始终贯穿于整个施工过程中,成为确保装配式装修工程质量不可缺少的工作。(2)水电工程安装本工程给水系统水管连接方式为快插入式连接,卡锢式紧锁,可做到不泄露、防震、防热胀冷缩,使用安全,耐用可靠。同时,操作简单方便,无需加工螺纹或依赖管的壁厚进行连接,避免了难以控制的人为因素,是目前最简便的给水系统施工方法之一。在本工程电气布线过程中,特别需注意的是在顶面转隔墙布线时,装配式装修利用隔墙-吊顶软管转接模块,实现隔墙与吊顶内的线槽连接。将隔墙线槽根据施工图定位准确插入隔墙空腔内,固定线槽,后在隔墙线槽出线处及底盒安装处开孔。(3)装配式吊顶系统安装本工程的吊顶系统为中央下沉式双跌级吊顶系统。首先,需在地面上组装第一层跌级立框,后进行整体吊装,二级跌级则是通过顶挂角钢吊挂。而后,中央下沉式跌级是在地面上拼接平面板,用吊挂件将方钢钉接到平面板上,立框板围合组装,组装平面板拼接成整框。(4)装配式墙面系统及隔墙系统安装针对本工程的剪力墙,装配式墙面系统的安装需根据墙面放线。先将调平组件紧贴墙面,后检查竖龙骨外表面平整度,通过调平组件对竖龙骨进行调平后固定。墙饰面板由阴角处开始,根据编号逐一向外安装。窗套、门套等收口位置时,采用自攻螺丝固定。最后通过窗套、门套、踢脚线等作收口处理。装配式隔墙的施工过程中,技术难点主要体现在安装顺序及非标隔墙组件的处理。隔墙组件的安装顺序,应遵循尽量减少非标隔墙组件的原则,预先做好排版,将收口放在门洞位置。而当遇到非标隔墙组件时,须对标准隔墙组件进行裁切,并连接配套的侧封边卡件,使裁切后的隔墙板依旧可以跟安装龙骨、侧封边进行卡接,如图4所示。
2装配式装修技术利弊分析
2.1装配式装修优势
综合应用以上装配式装修技术的工程应用实践,相较于传统装修行业,装配式装修技术的优势突显,主要包括以下几个方面。(1)节能环保装配式的核心理念,即为减少施工现场的湿作业。装配式装修通过管线分离,面板工厂生产现场拼装等方式实现干作业。同时,深化设计及工厂预制使得装修阶段所产生的建筑垃圾大幅减少。从以上两个方面来看,与传统装修方式相比较,装配式装配单位面积的环境污染显著下降,节能环保特性突出[2]。(2)减少人工成本传统装修涉及包括瓦工、泥水工、木工、油漆工等数十个工种,而装配式装修只需专业安装工人,工作环境好、操作简单。在当今人口老龄化加剧,建筑业一线作业人员严重不足的情况下,装配式装修无疑在很大程度上解决了企业招工难的问题。同时,工种的简化,也带来了人工成本的节约和管理人员人工成本的降低。(3)降低首检缺陷率,工程质量可靠装配式装修重要特点之一,是通过工业化生产来解决传统装修高度依赖工人个人操作水平的问题,规避了人工操作的随机偏差,实现了整体过程稳定可靠,进而提高整体装修品质标准,用过程精品来实现结果优秀。对比装配式精装和传统装修的验收检验,工种及工序的简化,使得装配式装修的首检缺陷检出率比传统住宅精装修下降近一半。装配式装修通过做好事前和事中控制,把事后修补返工损失减少到预期范围,确保了工程质量可靠。(4)缩短工期在工期方面,一方面由于装配式装修的深化设计以及构配件生产可与工程主体土建施工的同步进行,结合铝合金模板快拆体系,可实现N-10层左右的装修工程穿插作业,有效节约了工程整体工期。另一方面,从单套施工来看,以60m2的两居室为例,若使用传统装修,装修工期至少1个月,而若采用装配式装修,3位安装工人耗时10d即可交付。工期的缩短,使得各参建方的资金成本和时间成本有效节约。
2.2装配式装修技术存在问题
装配式装修技术作为行业新热点,无疑还存在一些问题:(1)尚未形成统一的技术体系现阶段,我国的装配式装修技术系统呈现出若干企业各自为营、各自研发的状态,在技术上和组织上缺乏有效的集成和整合,未形成统一的技术体系,难以发挥技术应用的综合效益。因此,各企业应在各自特色发展的基础上,大力推进全行业成套统一的技术体系,互联互通,使这个新兴的行业健康发展,更具活力。(2)工程造价偏高在未形成完善的产业链及市场的情况下,造价偏高,无疑是目前装配式装修技术推广过程的最大的阻碍。目前,商品房的装配式装修成本,约2500元/m2以上的室内装修预算,才能逐渐显示出其品质优势,才能满足购房者对装修品质的要求。当然,若综合考虑当前人工费的逐年上涨、工期缩短、后期维修费用减少以及政府政策优惠等多方面因素,装修式装修的综合效益不可估量。
3装配式装修行业发展建议
3.1标准化体系建设
现阶段装配式装修造价偏高的根本原因之一,是每个项目每一户型需单独开模,无法做到一次开模全面供应。装配式装修行业亟需建立统一的边界条件、接口技术、几何尺寸等技术规则,运用标准化手段提高部品的通用率和互换率,打通各企业间壁垒,实现在全产业链上适用的标准体系。通过形成标准化、模数化的设计标准,建立部品模块库,并通过统一模块,变化组合等满足市场多层次需求。
3.2应用EPC模式
在现今装配式装修技术体系尚未成熟的背景,工程整体管理模式更显重要。采用何种管理模式,直接影响装修式装修能否最大程度发挥优势。通过EPC(设计采购施工一体化)总承包管理模式,可实现工程全过程一体化管理,有效优化整合资源。由工程总承包单位统筹组织设计、生产、施工、运维等环节,并对实施过程中发生的问题快速反应。在EPC总承包管理模式下,在设计阶段即可解决目前项目设计与施工相脱节的痛点。前期设计阶段即综合考虑生产、施工的需求,通过对装修图纸深化设计,反向调整建筑方案、主体土建开间轴线尺寸,以优化节点、实现标准化生产,进而降低项目成本。在生产阶段,EPC总承包管理模式可按照前期深化拆分图纸,严格把控生产质量,配合施工进度及方案,深入控制生产顺序及速度,从而提高生产效率,节约成本。施工阶段,EPC总承包管理模式可在土建施工时,即严格控制关键部位施工精度,以满足装配式装修实施的基本要求,在安装过程中,应根据现场情况实时调整生产方案,避免浪费。
3.3BIM技术深度应用
装配式装修技术的顺利实施,无法离开BIM(建筑信息模型)技术的深入应用。通过BIM技术,对项目从主体阶段到装修阶段的正向设计,建立标准部品模块系统,整合产业链,实现项目全生命周期全信息化工作流程,全信息化测算、自动预警、智能审查、精准计算、无缝对接生产。应使用标准化模块正向设计、BIM深化模型快速出图出清单,缩短设计深化周期。在运维过程中,BIM技术更是能发挥巨大优势。依托BIM搭建的项目运维系统,让项目运维管理人员直接获取各部品部件设计施工过程中的信息,包括材料、尺寸、类型、安装位置、生产日期、生产单位、生产安装验收过程等信息,以实现装配式装修快速维修更新。
4结语
综上所述,装配式装修技术是行业的发展方向。其具有节能环保、质量可靠、减少人工成本、缩短工期等优点,能促使其不断推广和发展。同时,由于装配式装修技术系统不完善、设计标准程度低、行业管理不成熟等原因,造成装配式装修工程整体造价偏高,制约着装配式装修技术的发展。因此,装配式装修行业必须推进具有前瞻性的标准化体系建设、EPC总承包管理模式的推广,以及BIM技术的全过程深入应用,实现设计、生产、施工、维护阶段建筑全生命周期的一体化管理,发挥产业集成优势,节约资源能耗,进而推动我国装配式装修技术的推广及发展。
参考文献
[1]刘建伟.浅谈装配式装修对装配式建筑发展的影响[J].中国住宅设施,2020,207(08):86-87.
建筑业是经济的支柱之一,对我国经济发展具有重要影响和重要作用。我国建筑业仍然是劳动密集型的,劳动生产率低、规划周期较长、资源消耗和环境污染等问题仍然突出。“国务院办公厅在《大力推进建筑施工指导意见》中表示,我国大部分施工方式仍以小规模建筑的现状规模为重点,与环境友好型建筑的相关要求和先进制造方法相比,差距依然很大。“在这种工业背景下,在现实世界中,建筑物的急剧发展有助于改善建筑业的数字景观,从而促进建筑业与现代工业技术的深刻融合,促进新的驱动力,创造新的树木模式。
1装配式建筑简述
装配建筑是在工厂预装配的建筑,在工厂预装配部件和附件(例如b .预制柱、预制梁、楼板、墙、楼梯、阳台等。),随后使用标准连接将它们发送到特定位置并最终安装到该位置。在材料形式上,装配建筑分为三大类:预制混凝土结构、装配结构、装配木材结构。装配建筑分为构造块建筑、钣金建筑、箱式建筑、框架建筑和光泽建筑五种类型。
2预制装配式建筑的项目管理存在的问题
2.1 管理的精细化程度偏低
设计、产品制造和施工单位已经习惯于生产模式,对设计质量的预控制不足,预制配件的较深设计未与制造过程的一部分集成,构件与预制整体性能的集成不足,以及产品设计制造厂的能力不足。这尤其适用于检查预制构件的节点连接。对节点连接、减震等设计要求的再考虑,是装配建筑施工发展的重大障碍。零部件的拆分必须提前完成,并且拆分不良会对项目的经济性、灵活性和最终设计质量产生负面影响。装配建筑需要高度的项目协调和协作,需要进一步改进BIM技术、建筑智能等的集成。
2.2 存在的较大的安全隐患
施工准备阶段的施工方案问题会导致安全隐患。在施工平面布置的时候要考虑好预制构件堆放的问题,避免发生由于堆放不当造成施工现场车辆堵塞和构件吊装不方便的问题。技术交底不彻底、现场监督考核不到位、构件质量、施工人员技术水平和是否持证上岗都会造成安全隐患。施工过程中也存在大量的安全隐患,吊装过程中需要操作人员和地面指挥人员默契配合。缺少默契配合容易造成刮碰事故。吊装过程中还容易出现连接部位失效,导致脱钩,带来很大的安全隐患。吊装机械长期大负荷作业也存在安全隐患。在外墙的施工中还容易发生高空坠物的安全隐患,包括临边坠落和重物坠落。除此外还有触电的安全隐患,在预制件拼接完成后要进行防水条的焊接,钢筋之间也要焊接,通常会拉一些临时的电缆,如果作业人员麻痹大意操作不当就会发生触电风险。
2.3 技术缺乏
装配建筑的质量不仅受到预制构件的保障,而且还受到水电子装配、运输工具选择、胶带技术、固定联接等因素的影响。标准化程度低可能会影响配件、零部件和相关技术的集成,并阻碍质量的提高。在现场安装期间,目前的安全技术标准和建筑物的安装仍然没有密切联系。装配质量检查、验收和管理仍由浇口结构的应用组成,例如b .插座接头缺乏足够的检测工具,灌溉灵敏度的强度校核缺乏必要的保证。
3项目管理工作的调整
3.1 优化施工准备
质量管理方面更应该把工作做到施工之前。因为构件在工厂加工养护好后运送到施工现场,大多数工序都是在构件加工厂完成,原材料质量、套筒连接件质量、外墙保温板质量都难以保证,质量的监控成难点。而构件的质量直接影响了工程质量。构件质量不合格会导致很大的安全隐患,连接件不达标吊装过程中会出现脱钩,轻者也会出现构件精度不够,需要多次进行吊装调试,就会导致有很大的安全隐患,使施工中安全管理难度加大。所以质量方面的管理要延伸到构件生产工厂。要加强对构件厂现场生产加工的检查力度,严把原材料质量关。构件本身的质量好坏直接影响工程重量和施工现场其它方面的管理工作。
3.2 强化质量监督,细化管理措施
必须严格考虑项目编制、审计、施工许可和施工验收等重要因素,以确保按照既定标准开展装配项目建设,通过定期专项检查、及时通知、总结审查中发现的问题、认真消除违规行为、参与施工各方的违规行为、制定和保持管理措施以及不断推进装配建筑的有序发展,大大加快施工进度。
3.3 坚固的建筑安全
研究结果表明,该国大多数安全事故都是由于建筑行业违反劳动纪律、程序和方法造成的,混凝土现在可以转变为成品,危险来源转移到预制设施、自动化、机械化等造成的安全问题可减少50%以上,危险来源的转移可大大改善现场安全。此外,制造过程的过渡通过根据不同类型的事故对全国约160 处安全漏洞进行统计分析,确定由于制造过程的变化,建筑安全可以提高至少20%。房地产业的传统做法是大量工人聚集在当地致富,使工人易受高波动、物理冲击、电击等影响。整个安装结构将已铸造的积木移至工厂,使操作人员减少40%以上,降低了风险转移导致安全事故的可能性。
3.4 完成每个阶段的技术说明和标准系统
注重宏观经济准则以及微观实施和操作。完善工程和施工领域的技术和质量保证体系,发展包括技术、产品格式、图纸和其他标准的标准体系,例如b .规划、检查、施工、生产、检查、检查;生产企业建立装配的劳动权利;改进规范遵循、规范遵循和管理,建立严格有效的监督管理体系。
结束语
综上所述,明确了装配式建筑施工管理的重点和方向,特别是对安全方面的管理更要做到位。装配式建筑发展时间不长,施工方法还有很多需要优化的方面,所以施工的管理工作还有很多可以提高的地方,只有不断的总结经验教训,不断的优化施工方案和管理方法才能发挥装配式建筑的优势
参考文献
[1]颜超艺.预制装配式建筑施工技术研究[J].中国标准化,2018(24):19-20+23.
[2]殷少华.试析如何做好装配式建筑的安全管理[J].绿色环保建材,2018(12):197+199.
一、装配式建筑的特点
与传统建造方式相比,装配式建筑建造速度快,构件工厂化制作受环境条件影响小。装配式建筑的大力发展促使原有的部分手工劳动建筑工人转变为机械流水线操作工人,实现施工现场无粉尘作业,节省劳动力,节约时间和降低能耗成本,提高建筑质量与效率。装配式建筑构件通过工厂化生产,产品将更加标准化、规范化,提升建筑构件的精确度,保证建筑整体偏差缩小。预制装配式建筑能够缩短施工现场用时,对建造工期有更高的可控性。通过工业化与信息化集成设计,装配式建筑有利于研究发展绿色、环保、低碳、节能型建筑。装配式建筑的抗震性能、耐火性能、隔音效果可以通过模块化设计与检验得到显著改善。工厂化生产的建筑外墙板不但可以达到质轻、高强与节能,经过引进工艺,可使建筑物的外观像其他工业产品一样美丽多彩。
二、装配式建筑的技术人才需求
装配式建筑将是未来建筑业发展的主流,对手工劳动和劳动技能过分依赖的传统建筑岗位将出现大幅缩减。这给传统的建筑专业技术人员提出新的挑战。为此,高校需要培训建筑工程人员从传统的劳动方式向新的劳动方式的转变。目前,装配式建筑相关产业链的软硬件基础薄弱,工程建设从业人员缺乏工业化的管理思维。对装配式建筑产业化从前期策划管理到技术支撑能力与工程实施经验存在认识不足。构件化的装配式设计流程、装配式的施工过程给设计、施工提出了新的技术挑战。建筑行业BIM技术的应用发展迅速,对于BIM人才的需求愈发急切,加快培养掌握BIM技术、了解装配式建筑的设计、施工工艺技术的技术研发人才迫在眉睫。土木工程专业在装配式建筑的教学内容上,就技术研发、设计、生产、施工及维护方面应加大教学工作量,积极探索优质高效的教学模式,解决我国在这方面专业技术人才短缺问题。
三、房屋建筑学课程应补充的内容
为顺应装配式建筑的发展需要,土木工程专业应推动建筑构造教学内容的改革与补充。为建筑业输送具有装配式建筑方面知识和能力的应用型人才。在房屋建筑学课程教学中,在以下几个方面进行调整,补充相关的教学内容。1.装配式建筑设计原理内容。在房屋建筑学课程教学中,通过对教材内容的补充,以了解装配式建筑设计的基本原理为教学核心,围绕这一核心建构一套课堂教学,与房屋建筑学课程设计相结合,鼓励学生在装配式建筑设计方面进行创新构想,把房屋建筑学课程设计变为第一次装配式建筑设计的起点,着力培养学生装配式建筑的设计能力。2.装配式建筑构造内容。装配式建筑通过形式创想与精细化设计将会出现许多实用的新型构造。从内部结构节点连接到复合多层装修构造等,专业教学一定要紧跟发展需要,及时总结,把成熟、可靠、适宜的内容补充到教学之中。要充分利用国标与地方标准图集中有关装配式建筑构造内容。装配式建筑构造教学中应积极推广三维仿真培训系统的使用,应用三维仿真软件进行教学,为学生提供空间的直观感触。3.装配式建筑工业化与智能化内容。在房屋建筑学课程的教学内容中重新加入关于装配式建筑工业化的教学章节。装配式建筑工业化应包含:设计标准化、构件工厂化、施工机械化与管理科学化。现在被大家热谈的BIM技术在装配式建筑中即将发挥重要作用,利用BIM技术可以实现对设计、构建、施工、运营的全专业全过程的管理,为装配式建筑信息化运作提供数据支撑。装配式建筑适合实现工业化生产,装配式建筑的发展成为我国建筑工业化发展的重要标志。
四、装配式建筑的实践教学
认识实习是学生获得感性认识的主要实践环节,通过参观调查装配式建筑,学生对装配式建筑有一个概况及入门的认识,给学生以具体丰富的感知。在认识实习教学中,教师要引导学生自主搜集材料,鼓励学生带着资料参观建筑。组织学生合作探究装配式建筑构造,提供丰富的辅导资料与教学答疑为学生开阔眼界。在专业教学过程中,适时开展装配式建筑的实地调研,促使学生把课堂学到的概念和实际的建筑实体对应起来,学习被调研建筑中的一些建筑设计策略和装配式建筑技术。
一、装配式建筑简介
随着可持续发展理念的推广和深入,人们对环保的认识以及对环境和舒适度的要求都在逐渐深入和提高,各行各业也都在进行“绿色化”产品的研究和生产,作为自古以来就被认为是民生产业的建筑行业来讲,显然节能环保是未来的发展路线。以人为本,发展绿色建筑,特别是住宅项目把节约资源和保护环境放在突出的位置,大大地推动了绿色建筑的发展。有着建造速度快,建筑质量高,节约劳动力特点的装配式建筑无疑在众多传统建筑形式当中脱颖而出,近年来发展速度较快,接纳率较高。
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。随着现代工业技术的发展,我们渴望建造房屋也能像制造汽车或其他设备一样,成批制造零件然后把预制好的构件直接运送到工地装配起来就完成。甚至在很久以前我们曾有过一种构想,房子可以随时拆装,像拼积木那样简单方便,如今,我们正在向这个方向走去,实现不是梦。
二、装配式建筑的发展概况
目前在世界范围内日本在装配式建筑结构体系建筑方面研究工作比较先进,近年来建造了许多装配式结构体系建筑工程,它作为日本建筑业三大建筑体系(钢筋混凝土结构体系、钢结构体系和预制装配式结构体系)之一共同支撑着日本建筑市场,像英国、德国、美国等发达国家建筑工业化程度也很高,特别是瑞典建筑工业化程度在国内到达80%以上,是世界上建筑工业化程度最高的国家。
在我国,万科在这方面已经走在国内前列,据了解公司内部已经有一套相对成熟的装配式建筑体系。据万科董事局主席王石说,万科从2014年起所有的住宅都使用装配式建筑技术施工。国家也不断出台相应政策鼓励装配式建筑发展,以达到节能环保并建造高质量建筑的目的。因此就目前来看,装配式建筑拥有着强大的潜力和市场需求。
在我国,有七天建成一个酒店,甚至三小时建成一个别墅以及完成装修的例子。西安曾用三小时建成一个别墅,引众多市民围观,建成后的别墅与传统建筑的房屋并无二致,屋内容纳四十名参观者毫无压力,别墅质量良好,据分析,移动钢筋混凝土的别墅大概要多半年到一年的时间,而3D模块化别墅从下单到进入工厂生产大约十天到二十天就可生产完毕,现场安装只要三小时左右,主要承重结构及连接处采用了钢结构以保证别墅承载力和质量。该案例清晰地向我们展示了装配式建筑的优越性。
三、装配式建筑的优越性
装配式建筑采用构件工业化生批量生产,大大减小了尺寸上的误差,提高了生产质量,此外,工业化集中生产便于经营和管理,使得整个建筑过程分工更明确,任务型更强,筑施工技术使施工现场作业量减少、使施工现场更加整洁,采用高强度自密实混凝土大大减少了噪音、粉尘等污染,最大程度地减少了对周边环境的污染,让周边居民享有一个更加安宁整洁的无干扰环境。装配式建筑由干式作业取代了湿式作业,现场施工的作业量和污染排放量明显减少,与传统施工方法相比,建筑垃圾大大减少。
此外,装配式建筑为冬季施工提供了方便,由于现场浇筑的构件较少,因此不需要过于考虑寒冷的气候条件对原材料性能的影响,这样就大大提高了施工进度,拜托了季节的困扰。
装配式建筑抗震性能高、耐火性好、隔音效果好。装配式建筑所使用的材料与传统建筑使用材料同体积相比质量较轻,建筑物自重低,同时大多数构件已连接成一个整体,增加装配式的柔性连接,提高建筑的抗震性。装配式建筑墙体中间放置保温隔热材料,即使着火后材料也与外面火源隔开极难燃烧,所以耐火极限可以达到国家A级标准,属于非燃烧物体,满足建筑物耐火极限要求;装配式建筑构件隔声量大于50dB(A),满足建筑物隔声要求;能够为室内外提供良好的工作环境和生产环境。
装配式建筑的保温隔热性能非常好,可以达到节能的效果。由于装配式建筑保温隔热材料放置在墙体中间,而材料本身也满足建筑围护结构保温隔热的要求,这样使室内采暖能耗大量降低。正是装配式建筑构件的低导热性,使其可以满足建筑墙体保温隔热的使用要求。因为它可以避免产生热桥,在采用同样厚度的保温材料下,热损失减少约1/5,从而节约了热能,因为墙体内部的热容量大,室内能蓄存更多的热量,可以使室内温度变化减缓,室内温度较为稳定,冬暖夏凉,生活较为舒适。
四、装配式建筑发展的制约点
在装配式建筑中,钢筋连接技术是预制混凝土结构的关键技术之一,可靠的连接是保证结构整体性和抗震能力的关键。国外装配式发展较早,相关技术已相对成熟,国内在近几年通过在这方面做的大量工作,也取得了较多成果。以下是对国内相关水平钢筋连接技术成果的综述。
1 钢筋搭接连接
钢筋搭接连接是通过钢筋与混凝土之间的粘结力来传递钢筋应力的方式。预制剪力墙构件间的水平连接筋多采用现场附加环形筋搭接,并在环形筋内侧配置竖向钢筋,形成暗柱的形式进行连接,如图1为常用的一型墙体中部竖向现浇带水平筋连接。对高层预制装配式剪力墙结构,楼层内相邻预制剪力墙之间应为现浇边缘构件。预制剪力墙的水平钢筋应与现浇段内水平钢筋搭接连接或焊接连接,其连接构造如图2所示。
沈阳建筑大学的赵唯坚等人研究了装配式框架剪力墙结构体系中柱与墙之间的连接方法及受力性能。他们提出了U型筋连接、直型筋连接、连环扣连接和直U型筋连接4种装配式柱-墙连接构造方式,连接方式如图3所示。模拟实验结果表明:在同一轴压比与相同接触属性设置下,4种装配式柱-墙连接方式的承载能力较现浇方式略有降低、变形性能较现浇方式略有提高,破坏形态与现浇方式基本一致。
由于钢筋搭接连接是一种比较可靠的连接方式,质量容易保证,仅靠现场检测即可确保质量,且施工非常方便,不需要特殊的技术,因而应用方面也最广泛,至今仍是水平钢筋连接的主要形式。但钢筋搭接连接也相对较为浪费钢筋且传力性能也最差。
2 机械连接
机械连接技术是通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的压力作用,将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。装配式结构中,框架梁接头与框架梁柱节点处,水平钢筋宜采用机械连接。目前我国钢筋机械连接市场主要有:滚轧直螺纹连接、镦粗直螺纹连接、套筒冷挤压连接、灌浆套筒连接。如图4为目前我国钢筋机械连接主要形式。
其中,套筒灌浆连接可视为一种钢筋机械连接,但与直螺纹等接头的工作机理有所不同。套筒灌浆连接技术是将连接钢筋插入带有凹凸槽的高强套筒内,然后注入高强灌浆料,硬化后将钢筋和套筒牢固结合在一起形成整体,通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。国内外已有很多种套筒灌浆接头,且形式多种多样,但按套筒的形式,总体上可分为全套筒灌浆接头和半套筒灌浆接头两大类,水平钢筋的连接主要使用全套筒灌浆连接。全套筒灌浆接头的两端均采用灌浆方式连接钢筋(如图5所示),其适用性广,是目前使用最广泛的一类套筒灌浆接头形式。预制梁的横向受力钢筋同截面连接点处,通常采用全灌浆接头,连接构造如图6所示。
灌浆套筒连接时的注意事项:必须确保套筒内结合用钢筋具有足够的锚固长度;确保套筒内填充的灌浆料的抗压强度大于质量管理上要求的强度,还要保证灌浆料的灌注质量;将接合用钢筋的中心错位和倾斜控制在不影响接头部位性能的范围之内。
对于灌浆套筒连接技术,不仅仅只有科研单位在进行研究,同时国内的相关企业单位也在进行相关产品的研发,如北京建茂建筑设备有限公司,并且其产品在北京市公安局半步桥、沈阳万科春河里等项目中有实际的工程应用。
钢筋机械连接技术的优点众多,如质量稳定可靠、操作简单、适用范围广、施工速度快等。作为建设部科技成果重要推广项目之一,其在施工过程中得到越来越广发的应用。随着施工过程中对钢筋机械连接技术的不断总结与发展,钢筋的机械连接方式也在不断的更新完善,从最先设备笨重、效率低的钢套管冷压机械连接,到钢筋锥螺纹机械连接技术,再到近年推出的钢筋直螺纹机械连接技术。这其中又以等强度剥肋滚轧直螺纹连接技术最先进,它因其加工方便、连接质量好、节约成本等优点得到业内的普遍认可。
3 焊接连接
焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属直接传力,可在允许留接头的范围内任何位置施焊(若具备焊接条件)。预制装配式混凝土结构中,钢筋的焊接连接是不可避免的,主要是对框架梁等水平结构构件。如当预制剪力墙之间采用现浇连梁时,现浇连梁内的钢筋与预制墙片伸出的钢筋连接,其连接构造如图7所示。
但影响钢筋焊接质量的因素很多,在进行质量管理时很难确认这种方法的可靠性,很大程度上依赖实际施工时的焊接技术人员的技术水平和认真程度。
日本对装配式构件焊接的管理相当严格,要求施工人员必须是通过JIS及WES规定的技术人员。国内采用焊接连接时,应深入研究钢筋焊接质量的检测技术、设备和方法,还应进一步研究大直径钢筋的焊接技术。
4 展望
本文针对预制装配式混凝土构件钢筋水平连接问题,对国内已存在的连接形式进行了总结。虽然经过国内的大力倡导及大量科研机构、企事业单位的不断参与,装配式机构的发展已取得了大量成果,但仍处于起步阶段,大多都是对框架梁柱节点的连接情况进行研究,对外墙与主体,板与梁柱的连接方面研究不足。与此同时,目前国内的钢筋连接方式主要集中在“湿连接”,灌浆料或混凝土需要一定时间达到规定强度后才能进行下一步工序,影响施工速度。“干连接”方式相比而言施工简单快速且受力可靠,而国内的相关研究及应用相对较少。总之,装配式结构将是一种趋势,然而要更好地发展,仍面临着许多问题需进一步的研究探讨。
参考文献
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近些年我国的建筑设计水平有了明显的提升,广大群众对于住宅的品质要求也逐渐提高,传统施工工艺的建筑已经不能满足人们的需求,于是装配式建筑应运而生。装配式建筑是指将建筑的各个部分在专门的工厂中进行生产,随后运输到施工现场进行组合装配。装配式建筑施工技术可以将建筑规模化、工厂化,大大提升了建筑的建造效率,降低了环境污染。但是在目前的实际施工中,装配式建筑的施工中还存在一些不足,阻碍了装配式建筑的进一步推广,还需要施工单位深入研究加以改进。
1装配式建筑施工的主要概念
装配式建筑是对传统建筑的升级,具体是指将整体建筑所需的各种部件进行提前加工,随后将部件吊装至施工现场,通过装配、连接以及灌浆等方式组成建筑。装配式建筑施工的主要技术体系可以分为部分预制和全预制,部分预制又可以分为楼梯、护墙、隔墙等构件预制,竖向承重构件全现浇或者部分承重构件预制。全预制是楼板、楼梯、梁、柱等选择预制部件,各部件的连接节点采用现浇的方式组合而成。按照建筑整体结构形式划分,可以将装配式建筑分为剪力墙、框架、剪力墙-框架以及核心筒-框架等形式,前几种的实际运用较多,具体的特点和应用举例如表
2装配式建筑的施工技术研究
2.1装配式建筑的前期准备工作
在装配式建筑施工之前需要做好一系列的准备工作,要掌握施工现场的关键信息和资料,对后续工程的施工步骤进行合理的规划以及部署,以保障施工的合理性。首先,施工单位要掌握施工现场地质情况以及规划需求,对建筑物的面积和抗震等级进行深入的研究,以确定后续施工材料和技术。其次,还要根据建筑的设计图纸对预制部件的安装节点进行确认,掌握建筑的每一个细节设计。最后,施工单位要制定科学完备的施工方案,根据建设项目的需求合理分配相关资源,管理整个工作流程,确保充分发挥装配式建筑的优势[1]。
2.2部件预制技术
装配式建筑施工技术中最重要的技术便是部件预制技术,部件预制的质量如何将直接决定后续装配式建筑的整体质量。首先要对模板的尺寸进行严格的把关,确保预制部件的大小符合设计方案的要求。其次,要严格把关施工原料,使得预制部件的强度和质量达到规定的建筑标准。最后,在对部件进行浇筑时,要严格把控浇筑的速率,防止对模板产生的冲击力过大,而且在进行混凝土振捣时,要保证混凝土与钢材不接触,避免预制部件受到侵蚀。
2.3运输与安装技术
装配式建筑的部件运输和安装也是十分重要的环节,运输环节极易出现部件的损坏,部件一旦出现损坏,不仅影响工程的质量,还会造成不必要的损失。运输和安装过程中需要注意的事情主要有以下几点:一是严格按照施工和运输标准进行运输。运输人员要选择可以固定预制部件进行运输的车辆,并且要布置相应的安全防护措施,比如可以采取支垫或者包角的方式防止运输期间出现碰撞和滑落等问题。二是在进行部件安装时,注意控制吊装设备的速度。尤其在建设高层装配式建筑时,吊装过程中部件极易晃动,具有很大的安全隐患,容易引发施工事故。所以施工人员要选择稳定的设备进行吊装,在施工期间要注意设备的速度,防止因为速度过快出现部件损毁的问题[2]。
3装配式建筑施工工艺研究
3.1预制部件的生产工艺
预制部件作为整体建筑的重要组成部分,其生产制作工艺有着严格的流程和要求。大致工艺流程如下:首先,要将预制部件所用的模板进行彻底的清洗,去除灰尘、木屑等杂物。其次,要按照预制部件的设计尺寸对模板进行定位。再其次要将准备好的钢筋依次放入模板中,将需要预埋的部件进行安装定位。最后,进行混凝土的浇筑和振捣密实环节,需要注意的是在振捣时,不要碰到预埋件。在振捣结束后,要营造蒸汽养护的环境,便于预制部件更好地成型。当混凝土的强度达到70%时,对预制部件进行脱模处理。需要注意的是,墙板部分的预制还要进行保温层的铺设。
3.2预制部件的装配施工工艺
在进行预制部件的吊装前,要确保部件之间连接面的干净整洁,并将需要用到的灌浆工具、调整斜撑以及螺栓等准备妥当。首先详细介绍柱的装配工艺,主要流程如图1所示,当预制部件距离安装层面20厘米左右停止,施工人员仔细查看连接套筒和层面预留位置是否对准,对准之后继续下降。随后安装斜撑调整柱子的垂直角度,当垂直度符合标准后,在柱子和层面的连接处注入砂浆进行密封。墙板预制部件的体积较大,在吊装过程中要保持较低的速度运输,当墙板距离安装层面60厘米左右时,工人要辅助预制部件缓慢下降。通过预制部件预留的钢筋和套筒进行定位,随后缓慢下降墙板,预留20厘米的空间进行后期的接缝灌浆。最后安装斜撑调整墙板的垂直角度,调整完毕之后灌入不收缩的砂浆。
3.3接缝灌浆工艺
以上各种预制部件的装配工艺中均运用到了接缝灌浆工艺,这也是装配式建筑工艺中必不可少的工艺流程,其施工质量将会直接影响到整体建筑的使用性能。具体工艺流程如下:在灌浆前,要对灌浆部位进行彻底的清洁,而且要封堵接缝处,防止砂浆渗漏。随后配备灌浆料,要选用优质的料粉以保证料浆可以均匀混合,采用压力灌浆方式,快速完成灌浆操作。最后,要对灌浆的饱和程度进行检查,及时清理溢出的浆料,然后留有充分的时间等待浆料稳固,期间要保持预制部件处于平稳的状态。
4装配式建筑施工技术和施工工艺的应用策略
4.1做好预制部件的质量和存放管理工作
预制部件是装配式建筑最重要的部分,因此需要做好存放和质量管理工作。虽然在施工现场不需要“湿作业”,但是对于钢筋、水泥等原材料的质量管理不容忽视。在原材料进厂时,施工单位要请质检人员对其进行全面的检查,合格后方可继续施工。原材料的质量达标,才能使得预制部件的强度和质量符合建设要求,进而可以为后续的装配奠定良好的基础。此外,预制部件制作完成之后,要分类存放,做好存放和取用的记录,并且保障存放地的通风和排水工作,防止因为存放不当而导致预制部件的性能发生改变,影响整体建筑的质量。
4.2采用BIM技术提升装配环节的精准度
采用BIM技术可以有效地提升装配环节的精准度,以提升装配式建筑的质量效果,提高建筑的施工效率。首先,BIM技术可以在系统中全方位地展示施工现场,项目的设计和施工人员可以详细地掌握项目建设情况,降低了项目各环节工作人员之间的沟通成本。其次,BIM技术在生成模型时,可以及时发现设计图纸中存在的问题,比如构件尺寸标注不清、详图与平面图不符等,以便设计人员及时进行调整,防止出现构件尺寸不符的问题。最后,有助于施工现场质量和安全信息管理,施工现场的管理人员发现质量问题后,可以通过客户端将问题上传到云端,系统自动将问题发生的位置、时间和整体施工模型相关联,方便施工人员查询存在问题的施工节点。
5结语
综上所述,装配式建筑施工的价值在现代化社会的发展中逐渐显现,也受到了广泛的认可。但是因为装配式建筑涉及到许多方面的建设规范,所以相应的施工工艺和施工技术要不断提升,否则将影响到装配式建筑的进一步推广。基于以上情况,施工方要严格把控施工期间的各个环节,及时应用先进的技术,提高装配式建筑的质量,促进我国建筑行业的高质量发展。
参考文献
1引言
对于建筑施工来说,安全事故影响经济损失数额庞大,不仅会消耗大量资源,还会影响建筑业的未来盈利和发展,由此施工安全管理和监督受到了社会各界的高度关注。近几年,我国在推行装配式建筑施工方面投入了一定的技术、人力和资金,并陆续出台了大量关于装配式建筑方面的规范,但装配式建筑施工安全管理方面却缺乏成熟的理论支持,严重影响了装配式建筑的市场发展。因此,有必要加强和重视装配式施工安全管理的研究,引导装配式建筑的健康积极发展。
2装配式建筑施工特点
与传统现浇浇筑相比,装配式建筑的节能降耗水平如表1所示。(1)施工人员数量少。装配式建筑构件生产地点为工厂,施工现场吊装机械化程度较高,能够大量减少施工人员数量,更便于管理,降低发生安全事故可能;(2)建筑外立面工作量少。装配式建筑一般使用PC混凝土预制外墙构件,无需进行砌体抹灰,工厂生产构件时已经完成涂刷、保温层、门窗安装等外立面工作,施工安全更有保证;(3)垂直运输机械标准高需求大。预制构件单件质量大且预制构件数量多,选用的垂直运输机械性能要有保证,选择起重机的主要依据是构件的重量和安装高度;(4)施工现场堆放构件量大。工程所需预制构件量大件多,现场堆放地点需经过仔细认真规划,保证堆放的安全性,不影响正常施工材料的运输;(5)施工中预制构件连接固定精度要求高。严格保证构件连接的施工工艺,外墙构件临时支撑设备(即斜向支撑钢管、三角定位件)的质量及使用方法需有指导说明,并在实际施工过程中,对每个连接处都要进行细致的检查。
3装配式建筑施工隐患分析
3.1预制构件吊装
①连接部位失效。在装配式建筑施工过程中,需要用塔吊将预制构件进行吊装,这一过程中塔吊的吊钩与钢筋直连,或与起吊点连接。实际施工过程中,预埋钢筋长度不足和构件脱钩对作业人员构成安全威胁;②吊装设备问题。塔吊出现问题会导致预制构件长期滞空,从而造成非常严重的后果。
3.2预制构件现场存放
材料堆放是装配式建筑施工中比较重要的环节,其涉及到材料运输、塔吊旋转直径、堆放地固定等问题,要尽量避免构件在现场的二次转运。预制构件的存放区要尽量保证场地平整、排水通畅,且地基具有足够的承载能力。
3.3构件间碰撞
由于传统的2D平面图不够直观,技术人员无法根据2D平面图来判断构件间的碰撞。预制装配结构对节点的要求较高,若预制构件的连接发生极小位移,可能会导致其他预制构件无法准确定位,影响施工进度;预制构件若采用吊装运输,可能会导致构件开裂、吊点破坏,若构件发生碰撞会引发安全事故,如遭遇扰动等导致墙板倾覆造成人体挤压伤害。
3.4吊装作业的机械设备
吊装作业中机械设备是必备不可少的,机械设备的性能直接关系到装配式施工的质量,比如起重机选择不当,会对吊装安全产生影响,若起重机能力小于要吊装的构件,则会造成构件滑落,进而造成伤人、碰撞的现象。
4装配式建筑危险源辨识的范围和方法
装配式建筑施工现场危险源辨识范围,可依据目前的国家标准、执行规范、设备使用要求及典型的事故,结合项目施工现场的情况、特点以及施工工艺、方法而辨识。应在正常工作状态、异常及紧急状态分别考察,具体为施工现场可能会影响的全部人员、活动和场所。(1)现场观察询问。对装配式建筑施工的项目作业环境仔细观察,与熟悉项目现场的员工进行沟通,能够大概识别出项目中各种有隐患的危险源;(2)查获资料及外部信息。查阅施工企业的事故、职业病记录,从相似项目、文件资料、专家问询等得到危险源的存在信息;(3)工作任务分析。对组织成员工作内容相关的伤害进行分析,能够辨识存在的危险源;(4)安全检查表。检查前先编制安全检查表,按表对项目施工现场的各个问题进行核对,可辨识能导致事故的危险;(5)事故树分析(ETA)。从初始原因起分析每一步骤发展过程结果,对项目所有工序进行分析,辨识出危险源;(6)故障树分享(FTA)。以能够发送或己发送事故后果为依据,分析引发事故的人、事、物、环境,识别出导致事故的危险源。
5装配式建筑施工安全管理措施
5.1加强BIM技术的应用
(1)吊装安全。Tekla软件是一个先进的钢结构设计软件。使用Tekla的吊装模拟插件,可以根据工况实现在Tekla选择特定的起重机模型,并对吊车进行控制,可以在Tekla中模拟预制构件的吊装过程,从而避免连接部位失效和吊装设备问题,防止塔吊不正当使用造成的安全隐患;(2)现场存放安全。通过BIM建立整个场地模型,根据模型来进行分析施工计划与现场施工信息。将预制构件运输到现场后同运输架一起堆置在塔吊的工作范围内,根据施工横道图和计划节点,对预制构件、建材等使用情况盘点,用来统计材料实际用量与计划用量的差别,有效保证施工各环节顺利进行,避免由于现场堆放不合理导造成的安全隐患;(3)碰撞检测。使用REVIT导入图纸建立三维模型后,在各个预制构件之间模拟安装(见图1),通过云对各种建筑进行静态分析。BIM技术的可视化优点,可以放大展示施工各节点,并结合结构分析软件,能够简便计算出模型在流程早期的不同变体,并参考分析结果为设计决策阶段提供帮助,达到了优化施工方案、减少后期安全隐患的目的。
5.2构建完善的安全管理机制
在装配式建筑施工安全管理过程中,施工单位应结合项目实际制定具体的安全管理责任制,以调动施工人员的工作积极性。同时,将安全管理责任制全面落实到项目施工中,合理处理施工安全事故,并不断总结施工经验教训,依据实际的施工环境,提高安全制度的合理性,确保整个施工过程能够有制度可依。另外,在安全施工中应提高各部门协调合作的凝聚力,使得各部门能够明确自身的责任和义务,确保各项管理制度彻底落实到实际中。
5.3综合措施的落实
(1)施工单位及分包商在建筑施工过程中,应根据其资质等级进行相匹配的建筑施工活动,具备国家规定的专业技术人员、注册资本等条件,装配式建筑施工经验丰富的分包商,能够较好的控制施工过程,保证施工安全。所有参与施工过程的从业人员也应该具备一定的资质,并定期进行技术考核,进一步保证工程质量;(2)在施工过程中也要定期对设备进行检测,加强维护与日常保养,由专人管理并建立相应的资料档案,着重对垂直运输设备进行检查,提高检查养护频率,降低因机械设备导致的安全事故的发生;(3)根据施工安全检查计划,安全领导小组及安全员对施工设备、人员及现场定期进行安全检查,运用安全检查表发检查安全技术交底以及操作规章的执行程度及状况,衡量己检查出问题是否需要整改,消除不安全因素,达到防止事故和控制安全生产的目的。
6结语
在建筑施工领域,安全永远是重点内容,本文主要对装配式建筑施工安全管理进行研究,从BIM技术的运用、安全管理制度的落实等方面,提出了目前装配式建筑施工中安全管理问题的解决措施,与装配式建筑的系统原理相符合。另外,应注意BIM技术的运用,该技术能够从项目整体和独立的角度对预制构件施工中出现的安全问题进行全面考虑,在对施工前期规划进行连续调整的同时,保障了施工安全。
参考文献
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装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构中几种连接方式
配整体式剪力墙结构中预制构件的连接应受力明确、传力可靠,满足结构的承载能力、延性及耐久性要求,并具有耐火性能,满足建筑立面的美学要求。在装配整体式剪力墙结构中,预制剪力墙的竖向钢筋可优先采用套筒灌浆连接,还可采用约束浆锚搭接连接和间接搭接浆锚连接,水平钢筋可采用焊接连接或搭接连接,其他预制构件的钢筋可根据受力特点选用机械连接、焊接连接或搭接连接。装配式剪力墙结构中,边缘构件宜现浇,当边缘构件采用预制墙板时,边缘构件内竖向钢筋的连接优先采用灌浆套筒连接,也可采用约束浆锚搭接连接,当有可靠试验验证时,边缘构件内竖向钢筋也可采用约束浆锚搭接连接间接搭接浆锚连接。
套筒灌浆连接
采用两端为内部设有凹槽的金属套筒,或者一端为直螺纹、另一端为内部刻有凹槽的金属套筒,在套筒中灌注灌浆料,为预制剪力墙板竖向钢筋提供可靠的机械连接。
多年来,美国和日本对钢筋套筒灌浆连接技术进行了大量的实验研究工作,包括套筒应力-应变曲线、循环张拉的疲劳试验(循环张拉超过100万次,应力包括两个方向)、钢筋偏位对连接的影响、灌浆后灌浆受到扰动对连接的影响等等。此技术经过长期的使用,经历了地震的考验,美国和日本的结论均为可以在地震区和高层建筑中使用。我国对套筒灌浆连接的研究结果表明,由于钢套筒对钢筋提供了刚性的径向约束,从而在灌浆料的耦合作用下可以产生类似焊接接头的效果;由于钢套筒的屈服强度远高于灌浆料的抗压强度,所以套筒接头中可以用高强度的灌浆料以缩短锚固长度。
约束浆锚搭接连接
预制剪力墙竖向钢筋的连接方式之一,在钢筋搭接长度范围内设置螺旋箍筋约束的,在预制混凝土的预留孔中插筋并灌浆、或直接在现浇混凝土中进行的钢筋搭接连接。
约束浆锚搭接连接原理为混凝土中钢筋的非接触搭接,又在搭接区域进行了螺旋约束箍筋的加强,这种连接方法经试验验证搭接性能可靠,搭接长度在《混凝土结构设计规范》规定的基础上,可以进一步缩短。水泥基灌浆受力钢筋套筒灌浆连接和约束浆锚搭接连接的关键技术之一,是灌浆料的质量。根据国外的经验,灌浆料应具有一定的变形能力和良好的力学性能,并应具有高强、早强和无收缩等基本特性,以便使其能与套筒、被连接钢筋更好地共同工作,同时满足装配式结构快速施工的要求。这项技术引入我国的历史还比较短,我国尚无相应的产品标准,工程实践经验也较少。
金属波纹管连接
采用镀锌钢带卷制形成的单波或双波形咬边扣压制成的预埋于预制钢筋混凝土构件中用于竖向钢筋浆锚连接的金属波纹管。
剪力墙波纹管连接在施工中暴露出以下缺点:
①装配式剪力墙结构基本受力性能及抗震性能研究不够;相关技术标准和构造图集、技术指南不完善;总体设计策划能力差,细部构造、建筑部品及配套材料研究开发不够;构配件生产工工艺及施工装备水平落后;
②相关规范关于剪力墙竖向钢筋配置的构造要求限制了更为简便的连接形式的研究和应用;
③预留孔洞过大,保护层厚度过小;
④用原始约束浆锚连接工艺预制的剪力墙,其墙体内部竖向浆锚连接部分传统上使用芯模管作为灌浆的模板使用,待灌浆料硬化后将其取出。这种传统安装模式带来的建筑耗能大,施工效率低下,建筑品质严重参差不齐、难以保证的问题,取出芯模管也容易对预留孔洞造成损坏。
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
在我国推行建筑工业化以及住宅产业化程度不断加深的情况下,加之我国在人口红利方面呈现出一种不断减少的趋势,在建筑行业内出现了一定程度的用工荒,因此,住宅产业化的发展趋势也不断明显起来。混凝土装配式住宅的建筑结构逐渐成为了目前研究的一个热点所在,在全国各处也不断出现混凝土装配式住宅施工技术的新研究与新成果。
二十世纪八十年代,我国非常流行装配式预制模式的大板住宅,但是因为整体的结构性能较差,容易出现渗漏以及楼板出现裂缝等情况,这些存在的问题直接对结构的安全和正常的使用产生了很大的影响,因此在发展中逐渐被更为合适的现浇混凝土这种结构所替代。但是,在目前新近产生的装备式混凝土这种结构逐渐流行的情况下,尤其是近些年以来不断引进国外先进的技术,我国本土化比较明显的装配式混凝土这种新型结构施工技术正在一步步的成形。所以,在本文中主要针对目前比较流行的混凝土装配式住宅施工技术进行了总结与分析,在整体上呈现出下面三种趋势。
一、以中南集团以及万科集团为典型代表的混凝土装配式住宅施工技术
中南集团以及万科集团在很早以前就开始了对工业化住宅这一领域内建造技术的探索与研究,并陆续向香港以及日本等比较发达的地区与国家学习,逐渐形成了两项主要的技术:
万科集团所研究出的新技术主要是PC技术,这一项技术主要应用在全预制混凝土这一构件当中,比方说是阳台、空调板或者是楼梯等等。在PC技术当中,主要需要解决的是全预制构件所涉及到的制作和安装方面的技术,并对住宅施工中的装饰、保温以及窗户边框与墙体进行了一个整体的预制,这样不但有效的解决了住宅常出现的窗框渗水这一难题,而且还有效的降低了在施工现场的湿作业量,以及避免了在工程施工后期的一些工序。
中南集团所研究出的新技术主要是NPC技术,这一项技术主要引自于外国所实行的预制混凝土的专项技术,并与我国特殊的设计要求进行了结合,逐渐形成了有着明显的本土特点的技术系统。在竖向构件当中的剪力墙以及填充墙上使用的是全预制,在水平构件当中的梁以及板上使用的是叠合形式。每两个相邻部位的构件进行连接时,竖向方面一般是通过位于下方部位的构件来完成钢筋浆锚的一个连接,而水平方面的构件一般是通过在适合的部位来进行现浇混凝土中连接带的设置,用现浇混凝土来实现连接;水平方面的构件以及竖向方面的构件都是通过竖向方面的构件预留出来的插筋经合理操作伸入到梁与板之间的叠合层来完成连接的;通过各种形式如叠合现浇形式、现浇连接带形式使竖向方面的构件以及水平方面的构件逐渐形成一个较为完整的整体结构。
中南集团所研究出的NPC技术相对来说体系是比较完善的,在竖向的结构部件当中基本上全部采用了全预制、在水平的结构部件当中一般采用的是叠合这种形式,这样就大大减小了现浇量,在装配率方面达到了百分之九十以上。但是它的剪力墙部位构件全部是经竖向浆锚钢筋来进行连接的,在现场会有非常多的灌浆孔,保证每一个孔当中灌浆的质量是很难做到的,而且在现场进行抽样检查也很难实现,所以,需要对NPC技术当中所涉及到的连接做出进一步的改善,从而实现现场工作量的降低,保证结构的安全性。
二、半预制混凝土装配式住宅施工技术PCF
半预制混凝土装配式住宅施工技术主要使用在预制混凝土当中的剪力墙之外墙模等方面。其他部位比方说内部剪力墙或者是电梯井等部位仍旧使用支模现浇方式。该项技术有效解决了外墙模板这一方面的问题,同时避免了处于的脚手架和模板进行支设的问题,做到了模板的节约并有效提升了施工的整体安全性。但是,该项技术当中所主要使用的外墙混凝土的模板,在初始设计当中并没有把它对墙体的实际承载力和实际刚度的贡献考虑进来,这样不但造成了材料上的浪费,还导致了计算出来的假定可能和实际的结构之间有着巨大的差别,这在抗震设计当中存在相当大的危险。此外,它的主体结构也就是剪力墙在一定程度上基本都是全现浇类型,所以,现浇量实际上是比较大的。
三、改良类型的现浇混凝土技术
改良类型的现浇混凝土技术的主要代表是清华大学所属的轻钢架构模式下的固膜技术,它的核心是使用工业类型的轻钢架构等各种技术来替换目前所使用的钢筋绑扎以及制作,以实现节省人力与提高效率的经济目的。
轻钢架构模式下的固模指的就是采取轻钢架构来替换现场用来绑扎的施工钢筋,使用免拆面板、一体化板或者是保温板等各种类型的固模来代替目前使用的模板,在各种固模之间进行混凝土的浇筑的一类装配技术,主要可以划分为轻钢构架模式下的固模混凝土楼板以及墙体。它的主要特征是,轻钢架构能够适用于较大规模的工业化生产,在施工的现场当中一般不采用绑扎钢筋;使用免拆模板,尽量避免湿作业,使材料、人工两个方面都得到节省,尽可能的降低能耗,提升工程的整体质量。此结构的房屋一般整体性能都比较好,在抗震能力方面较强,能够切实的满足各种复杂程度的建筑结构。然而,轻钢架构模式下的固模在进行初始设计时并没有把它对墙体刚度和承载力的贡献考虑进来,因此导致了一部分材料的不必要浪费,所以它也存在相同于PCF技术的问题。轻钢架构模式下的固模技术仅仅是在钢筋这一个方面使用了这种装配技术,在混凝土中还沿用了传统的现浇方法,这是对目前技术的一种积极性改良。
四、加速混凝土装配式住宅施工技术的合理化建议
随着建筑产业化以及绿色低碳生活理念的不断普及,我国很多房地产商、建筑施工单位和建筑设计院等各个层级的企业都对混凝土装配住宅施工技术进行了积极有效的研究与分析,为了加快混凝土装配式住宅在结构工业化路程上的脚步,应该在发展过程中与各种技术特点进行有效结合,取长补短,逐渐的形成与我国当前国情相适应的一项新型技术,在这一个过程当中,需要着重解决以下几个问题:
1. 注重从标准以及设计的初始来切实解决混凝土装配式这一结构的标准化问题和模数化问题,这同样是进行工业化大生产所要求的一个必要因素,因此,在客观上需要政府各有关部门积极从产业化这一具有战略性意义的布局出发,去切实制定相关的标准来推动工业化以及产业化生产的发展。
2. 相关的企业之间应该进行密切的合作,聚合资源来开发有关的技术,真正做到资源的共享,在尽可能短的时间内使一定规模的产业形成。在提高混凝土装配式所有的预制构件的质量的同时,同样需要去注重对装饰以及保温一体化等方面的研发。混凝土装配式这一结构在所有的预制构件之间所使用的连接技术应该完全使结构的整体性以及安全性得到保证,并尽可能的使连接构造之间简化,使施工中的各种不确定因素降到一个最低点,做到标准的统一性,可以实现互换互用。
总结:混凝土装配式住宅的建筑结构目前逐渐成为了研究的热点所在,在全国各处不断涌现出各种针对它的新研究与新成果。本文从比较流行的三类混凝土装配式住宅施工技术出发,归纳出了每一类技术的优点和缺点,并针对加速混凝土装配式住宅施工技术的发展提出了合理化建议。
参考文献: