试论装配式建筑物.docx
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试论装配式建筑物
摘要
随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。
只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就成了。
装配式建筑在20世纪初就开始引起人们的兴趣，到六十年代终于实现。
英、法、苏联等国首先作了尝试。
由于装配式建筑的建造速度快，而且生产成本较低，迅速在世界各地推广开来。
早期的装配式建筑外形比较呆板，千篇一律。
后来人们在设计上做了改进，增加了灵活性和多样性，使装配式建筑不仅能够成批建造，而且样式丰富。
美国有一种活动住宅，是比较先进的装配式建筑，每个住宅单元就像是一辆大型的拖车，只要用特殊的汽车把它拉到现场，再由起重机吊装到地板垫块上和预埋好的水道、电源、电话系统相接，就能使用。
活动住宅内部有暖气、浴室、厨房、餐厅、卧室等设施。
活动住宅既能独成一个单元，也能互相连接起来。
根据适用、可靠、经济、美观的原则，对农田水利配套工程设计施工规范化、工厂化、装配化进行研究应用及其总结。
关键词：
装配式建筑物；优点；设计原则；意见
农田水利配套工程规摸模虽小，但因其点多、面广、线长、量大，而且造价和质量直接关系着群众利益和节水效益的发挥，因此，在水利建设中必须引起足够的重视。
农田水利配套工程采用现浇混凝土与浆砌石混合结构时，由于施工时间短与施工任务重的矛盾，以及受其他因素的限制，工程质量往往难以保证。
为顺利农田水利配套工程设计施工规范化、工厂化、装配化的大趋势，我局自1994年开始，进行了装配式建筑物的研究应用，并取得了较好的成绩。
到2003年，我市装配式建筑物普及率占当年配套建筑物的88%。
装配式建筑物的推广应用，已经成为我市水利工程建设的一大特色。
实践证明，装配式建筑物施工、管理、使用维护等方面都具有一系列的优点，值得大力推广。
下面是本人对我局近几年来在装配式建筑物研究应用方面的一点体会，请同志们批评指正。
1装配式建筑种类
1.1砌块建筑
用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑，适于建造3～5层建筑，如提高砌块强度或配置钢筋，还可适当增加层数。
砌块建筑适应性强，生产工艺简单，施工简便,造价较低,还可利用地方材料和工业废料。
建筑砌块有小型、中型、大型之分：
小型砌块适于人工搬运和砌筑，工业化程度较低，灵活方便，使用较广；中型砌块可用小型机械吊装，可节省砌筑劳动力；大型砌块现已被预制大型板材所代替。
砌块有实心和空心两类，实心的较多采用轻质材料制成。
砌块的接缝是保证砌体强度的重要环节，一般采用水泥砂浆砌筑，小型砌块还可用套接而不用砂浆的干砌法，可减少施工中的湿作业。
有的砌块表面经过处理，可作清水墙。
1.2板材建筑
由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成，又称大板建筑。
它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。
板材建筑可以减轻结构重量，提高劳动生产率，扩大建筑的使用面积和防震能力。
板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板；外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板，也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。
建筑内的设备常采用集中的室内管道配件或盒式卫生间等,以提高装配化的程度。
大板建筑的关键问题是节点设计。
在结构上应保证构件连接的整体性（板材之间的连接方法主要有焊接、螺栓连接和后浇混凝土整体连接）。
在防水构造上要妥善解决外墙板接缝的防水，以及楼缝、角部的热工处理等问题。
大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和布局有较大的制约性；小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性（纵墙式、内柱式和大跨度楼板式的内部可灵活分隔）。
1.3盒式建筑
从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。
这种建筑工厂化的程度很高，现场安装快。
一般不但在工厂完成盒子的结构部分，而且内部装修和设备也都安装好，甚至可连家具、地毯等一概安装齐全。
盒子吊装完成、接好管线后即可使用。
盒式建筑的装配形式有：
①全盒式，完全由承重盒子重叠组成建筑。
②板材盒式，将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子，再与墙板和楼板等组成建筑。
③核心体盒式，以承重的卫生间盒子作为核心体，四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。
④骨架盒式，用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子，支承在承重骨架上形成建筑。
也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子，安置在用其他结构形式的建筑内。
盒子建筑工业化程度较高，但投资大，运输不便，且需用重型吊装设备，因此，发展受到限制。
1.4骨架板材建筑
由预制的骨架和板材组成。
其承重结构一般有两种形式:
一种是由柱、梁组成承重框架,再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系；另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系，内外墙板是非承重的。
承重骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构，也有采用钢和木作成骨架和板材组合，常用于轻型装配式建筑中。
骨架板材建筑结构合理，可以减轻建筑物的自重，内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。
钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。
保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。
柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接，应根据结构的需要和施工条件，通过计算进行设计和选择。
节点连接的方法，常见的有榫接法、焊接法、牛腿搁置法和留筋现浇成整体的叠合法等。
板柱结构体系的骨架板材建筑是方形或接近方形的预制楼板同预制柱子组合的结构系统。
楼板多数为四角支在柱子上；也有在楼板接缝处留槽，从柱子预留孔中穿钢筋，张拉后灌混凝土。
1.5升板和升层建筑
板柱结构体系的一种，但施工方法则有所不同。
这种建筑是在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度，加以固定。
外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等；也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。
升板建筑施工时大量操作在地面进行，减少高空作业和垂直运输，节约模板和脚手架，并可减少施工现场面积。
升板建筑多采用无梁楼板或双向密肋楼板，楼板同柱子连接节点常采用后浇柱帽或采用承重销、剪力块等无柱帽节点。
升板建筑一般柱距较大，楼板承载力也较强，多用作商场、仓库、工场和多层车库等。
升层建筑是在升板建筑每层的楼板还在地面时先安装好内外预制墙体，一起提升的建筑。
升层建筑可以加快施工速度，比较适用于场地受限制的地方。
2装配式建筑物的优越性
节约劳动力，降低工程造价。
由于预制构件集中预制，工人熟练程度高，从而可以提高工效，节约劳力。
在安装时所需劳动力也较少，一般需4-6人。
集中预制还可减少由于工地分散而造成的原材料损耗，且便于利用零星物品加工构件。
因此可以降低工程造价。
下表以2003年春季施工价格对装配式建筑物与同类浆砌片石建筑物进行比较。
仅此项每年为我市节约投资15-20万元。
工程造价（元）
工程名称
浆砌石
装配式
相对降低率
（%）
2×5拱桥
9068.42
6721.43
11.5
0.6×4农沟尾水
2817.19
2119.00
24.78
0.4×2农渠口
1298.29
855.10
34.14
0.4×2农渠尾水
706.70
595.19
15.78
便于施工、缩短工期。
装配式建筑物的尺寸、重量和形式均可根据当地条件进行选择设计。
构件外形简单、重量较轻，便于人工安装，且安装简便，工期较砌石工程短。
与同类砌石建筑物相比，一般可提前0.5—2天。
由于我市大量推广装配式建筑物，去年工期比前几年提前10-12天。
保证工程质量由于集中预制，对混凝土配合比、砂石料的级配和冲洗、钢筋的数量等都好控制。
在预制中，单个构件的模板、钢筋及混凝土浇筑等工艺过程都较现场浇筑施工方便，故可使单个构件的质量提高，因而，可以提高整个工程的质量。
使用性能好。
装配式建筑物主要构件均为钢筋混凝土，联接时采用刚柔结合的原则。
因此整个构件对物体的热胀冷缩适应能力强，冬季抗冻胀能力较砌石工程大有提高，可以增加使用寿命。
便于维修。
装配式建筑物是由许多预制件装配而成的。
哪一部分构件损坏就换哪个构件，克服了砌石工程一旦出现问题就得全部拆除回收率低的不足。
形式
名称
装配式
浆砌石
砂子
石子
水泥
片石
砂子
石子
水泥
片石
0.6×4农沟尾水
1.1
1.68
0.58
0.77
2.78
0.9
1.16
8.34
2×5拱桥
1.42
2.11
0.815
8.4
12.2
2.15
3.92
30.54
0.4×2农渠口
0.83
1.22
0.44
3.45
1.08
1.27
9.53
节约材料。
装配式建筑物所需材料除钢筋外，砂、石料及水泥的用量都较砌石工程的少。
从长远的观点出发可以为国家节约大量的材料。
如下表比较。
3装配式建筑物的设计原则
在装配式建筑物设计中，要结合宁夏引黄灌区特点，充分考虑建筑物浇冻胀破坏问题，并从建筑物美观、结实、耐用、强度稳定、水利条件及利用方式等方面综合考虑其设计。
造型要合理。
根据施工条件，地基土壤情况及运行要求。
选择合理的上、下部结构形式，在选择结构时，还必须注意力求组合构件数量少，接头紧密牢靠，适当地注意外形美观。
构件要力求标准化、定型化、外形力求简单，以便于工厂化预制。
尽量减轻重量。
为了便于运输和安装，在施工的可能条件下，尽量减小构件断面尺寸。
荷载标准及强度设计。
在设计上，考虑建筑物的设计标准应符合灌区经济发展，保证道路桥梁长期正常运行，桥梁设计荷载按汽—8级、汽—10级两种荷载进行设计，分别按汽—10级、汽—15级进行校核。
预制构件砼的标号，根据部位不同一般选用C20--C25，安全系数采用1.6。
校核施工运输，搬移和安装的强度。
设计要依据施工中可能出现的搬移、运输及吊装情况，对构件进行强度校核，按校核结果布置必要数量的钢筋。
正确估计施工预制和安装的误差。
设计中应根据施工预制及安装的工艺水平，在构件的接头设计中留有恰当的接缝尺寸，既保证接头紧密，也避免给施工造成困难。
钢模设计。
模具的设计制作是装配式建筑物研制的主要环节，为防止模板变形，采用钢制模板，模具制作严格控制尺寸，用3mm厚钢板焊接，4x2.5mm角钢或螺纹钢加固，有效地防止了模具变形。
设计范围主要以斗、农级沟渠配套工程为主。
4我局推广的几种装配式建筑物
（1）装配式农口
是由引水墙、斗门框、斗门板、圆管支墩、挡土墙及砌护板拼装而成，长短根据过路情况增加管子和支墩即可。
接头处采用水泥砂浆填塞。
如图，引水墙及头门框根据工程情况有1.0、0.75、0.6米高三种。
（2）装配式拱桥
有1.5和2.0米跨两种，由L板挡土板、拱片、拱座等拼装而成，基础受土壤及高程影响县城多处于水下，仍采用浆砌石，高程可通过基础高度来调节，沟道断面大时，可通过增加基础和增加L板来挡土。
接缝连接采用水泥砂浆填塞两种跨度只在挡土板和拱片上有区别，其余构件均一致。
（3）装配式沟尾
有暗管沟尾水和明沟尾水两种图示为明沟尾水，是由挡土板、圆管、支墩、底板及护坡八字，带头混凝土圆管等构件拼装而成，两块挡土板之间及顶上连系梁均为二期砼，其余接缝均为砂浆填缝。
进口一侧为50公分宽浆砌片石。
暗沟尾与明沟尾类似，不再附图，取掉明沟尾水后八字，与进口侧相同片石处理，可作为农沟腰路装配式管桥。
（4）装配式闸
主要以U型渠配套为主，由启闭梁、启闭台柱、工作台、闸门槽等构件组成。
5推广应用装配工建筑物注意事项
装配式建筑物制作、安装、施工的每一个环节，技术要求都比较高，因此在推广过程中必须注意发下事项：
（1）装配式建筑物布局必须合理。
应根据规划区建筑物的要求，要因地制宜地选用与其相适应的建筑物，当实际情况与设计不符时，可根据具体情况适当变更设计，并相应修正工程量，避免不必要的浪费和建筑物破坏。
（2）严格控制钢模各部件尺寸，按设计要求进行制作，避免因钢模制作误差而引起的各部件不配套。
同时，钢模拆装方便，保证不损坏构件。
（3）钢筋按设计要求配置。
浇筑时要边捣边加料，保证各部位密实，无蜂窝麻面，使预制出和构件强度达到设计标准，表面光洁平滑。
（4）抓好建筑物的关键环节。
施工质量的高低直接影响着建筑物的美观、使用寿命和正常运行。
因此必须严把施工安装的各个环节。
从基础处理到建筑物上的复土，防冲刷，严格按设计程序进行。
总结
对于装配式建筑物如何进一步发展，我认为：
（1）要坚持质量第一的原则，由于预制构件比较薄、比较小，所以混凝土的骨料必须洗净，加强级配，配合比及水灰比的控制，加强养护，确保工程质量。
（2）要坚持造价低廉的原则，对预制厂要强化内部管理，提高生产效率，降低生产成本。
（3）要坚持构件定型化，模板标准化，预制构件时，必须严格控制构件的尺寸，保证预埋件、预留孔的位置准确，并不得发生模板走样变形现象。
（4）加强对预应力混凝土构件的研究和使用进一步降低工程造价，减轻重量。
（5）要加强对其它类型的水利工程装配化的试验和研究。
（6）提高施工安装水平，对装配化的发展也起着重要的作用。
在设计中，我们只考虑了人工安装的特点，这使得构件形式的发展和构件重量以及尺寸都受到一定限制，整体装配有赖于安装水平的提高。
（7）装配式建筑物的成败，除设计合理外，关键在于广义施工的全过程，即在构件材料选择与加工、构件预制、搬运与堆放、不良地基处理、构件组装与连接等各个环节上，认真谨慎、扬长避短，以确保建筑物的整体坚固性，才能达到多快好省的建设目的。
致谢
感谢那些与我共同学习的同学。
这些日子，他们和我一块努力奋斗共进共退，相互鼓励相互扶持，你帮我找我帮你找，互通有无，及时沟通。
感谢老师的教导和帮助。
参考文献
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