快速全装配剪力墙结构房屋的技术分析

　　摘要：通过系统调研，以多个项目应用为基础，对快速全装配剪力墙结构房屋进行技术、经济分析，使得快速全装配剪力墙结构房屋的高效施工技术与设计、生产紧密地联系在一起，最大限度地提高现场施工安装效率，实现精准、安全、高效地施工工艺，破解高效安装难题。通过系统分析对比装配式建筑的优势，从现场安装及安全、便捷、经济的角度优化施工安装方式。

　　关键词：装配式建筑,快速全装配,剪力墙结构,经济效益

　　引言

　　由于传统的建筑施工较为复杂，且对施工的流程有着严格的要求，在建筑过程中通过可视化信息应用技术进行监控是必不可少的[1-2]。通过三维模型建立直观分析快速全装配剪力墙结构房屋的吊装、存放、临时固定等情况[3-4]，确实结构施工安装时的方案。通过CAD/BIM等信息化软件系统可视分析快速全装配剪力墙结构房屋模型，模拟关键节点安装碰撞检查，及时对存在的错误快速检查修改[5-6]。

　　由此来查看采用相应技术是否能够顺利的实施，进而有效提高了其可行性效果，在很大程度上降低了具体实施过程中出现问题的概率[7-8]。与此同时，在确保了施工中整体建筑的施工进度、施工质量和效果的前提下，保证整个工程的准确性、效率性，以及审视方案合理性[9-10]。此技术已在济宁八里庙旧村改造项目实践中，取得了良好的经济和社会效益。

　　1工艺要点与原理

　　装配式建筑其设计方案紧扣“装配式、可持续、绿色环保”的理念，充分发挥钢结构建筑和装配式建筑的优势，安全可靠，施工快捷，舒适度高，可循环使用，逐渐得到越来越广泛的应用。该结构使用了暗钢框架板式结构体系，实现了墙、柱、梁一体化;外墙板采用完全组合的三明治式复合墙板;内墙板采用轻质复合内墙板;楼板采用全预制混凝土楼板;屋面板采用三明治式复合屋面板;节点均采用螺栓连接;基础采用柱下预制独立基础。

　　建筑设计满足节能75%的要求，设备与装修采用管线分离技术。具有结构、保温、装饰一体化，拆装方便，可循环使用等优点。随着国家对装配式建筑的大力推广，快速全装配剪力墙结构房屋通过将建筑分为多个装配模块进行施工，具有节能、环保、施工工期短、节省劳动力及质量有保障等优点。

　　山东海龙建筑科技有限公司，立足现有项目实践，提出快速全装配剪力墙结构房屋研究，对比现有技术具有构件设计拆分合理、结构体系安全可靠、生产集成度高、施工安装方便等优势。快速全装配剪力墙结构房屋在一定程度上解决了现浇剪力墙结构房屋在传统湿作业中存在的弊端与问题，推广后可以实现良好的社会效益和经济效益。

　　2工艺特点

　　2.1含暗钢框架的三明治式复合外墙板

　　此技术采用含暗框架的三明治式复合外墙板。墙板边缘设有暗框架，H型钢柱和钢梁的翼缘与腹板范围内填充混凝土并形成PEC结构，复合墙板主体采用钢丝桁架复合墙板，墙板由内外混凝土面层和中间的保温层组成，两侧的混凝土面层采用带肋C30普通混凝土，复合墙板两侧的混凝土面层与中间的聚苯乙烯泡沫板通过直径为3mm间距100mm的钢丝桁架复合在一起。结构连接简单，自重小、保温隔热性能好。

　　由于暗框架与混凝土面板是一体的，设计时可充分考虑墙板对结构的刚度贡献，在结构分析时将复合墙板等效成单压杆模型。墙板的连接均为螺栓连接，拆装方便，可循环使用。在高层建筑结构中，为使建筑结构在地震作用下其底部一定高度范围内会出现塑性铰后具有一定的延性，提高其抗剪承载能力所采取加强措施的区域范围称为底部加强区。

　　预制叠合快装外墙由于节省建筑外围模板，方便施工，被各种结构形式广泛采用;工厂预制时采用B级保温板，造价低，避免浪费，作为现场现浇结构层的外叶墙兼外围模板，施工更加方便。由于节省建筑外围模板，方便施工，被各种结构形式广泛采用。在此安装完之后，以预制叠合快装外墙作结构层外围模板，进行预制叠合外墙内叶墙结构层钢筋绑扎，使用钢筋混凝土保护层塑料垫块使保护层厚度均匀一致;然后安装预埋件、预埋管线、开关线盒等装置，同时支内模板，与内模板使用可拆卸式拉杆穿透对拉固定，安装固定好之后，准备浇筑混凝土。

　　2.2含暗框架的轻质复合内墙板

　　含暗框架的轻质复合内墙板由钢暗框架和墙板主体构成，二者通过栓钉连接。墙板主体采用轻质复合内墙板，两侧为混凝土面层，中间为轻质填充材料，钢丝网片和斜插钢丝将二者紧密相连。这种内墙板结构简单，自重较轻，安装速度快。

　　2.3全装配钢-混凝土组合梁

　　全装配钢-混凝土组合梁属于一种新型全装配式组合梁体系，主要包括：全预制楼板、预埋于全预制楼板内的钢导槽、紧固件和钢梁。具有无现场湿作业，加工、安装精度要求低，实现了钢-混凝土楼板组合梁体系的全装配，安装速度快、便于拆卸、替换、可修复和循环使用。

　　2.4节点连接

　　节点均为螺栓连接，安装快捷，拆卸方便，可循环使用，大大降低了房屋使用成本。钢柱弱轴方向，结构采用腹板高强螺栓连接(铰接);钢柱强轴方向，结构采用端板连接。为解决传统柱脚与基础连接采用锚栓50mm厚细石混凝土灌注现场湿作业多、安装效率低的难题，本工程将钢连接件直接预埋在预制混凝土基础上，基础与钢柱通过2个U形钢板和高强螺栓连接，实现了结构可拆卸、循环使用，同时便于运输。

　　底部加强区预制叠合快装外墙整体现浇，进行一体化施工，并且，根据窗户的尺寸大小进行合理的设计，模块化拼装，拆分更加合理。现场干作业与湿作业相结合，减少了建筑垃圾，加快了施工进度，降低了工程成本，耗费人力资源相对较少，施工更加方便，安全，适用范围比较广泛，适合推广使用。

　　3效益分析及应用实例

　　3.1经济效益

　　快速全装配剪力墙结构节约成本分析如表1所示。由表1可知，快速全装配剪力墙结构有效降低了施工现场传统湿作业后贴保温材料成本，可缩短建设周期。一体化施工，实现保温层与结构同寿命，减少了后期维护费用，显著提高建筑质量。节约了大量的人工、材料费等，具有明显的经济效益。济宁市任城区八里庙旧村改造项目采用了此技术，获得了良好的经济效益和社会效应，同时，还在装配式同行业树立了示范效应和引领效应，促进了住宅工业化在本地区的长远发展。

　　与传统装配式结构的建筑的装配式方式相比，快速全装配剪力墙结构房屋具有以下优点：(1)可以避免现场湿作业;(2)安装加工精度要求低，实现预制组合梁体系的全装配;(3)快速安装，节省工期;(4)便于拆卸和修复、满足可循环使用的要求。与此同时，与传统现浇房屋相比，快速全装配剪力墙结构房屋具有以下优点：①快速全装配剪力墙结构房屋采用干作业与湿作业相互结合的施工工艺技巧，改变了传统的生产、安装施工方法。②采用工厂预制与现场施工相结合的方式，可减少大量的用工人数，本技术中预制PCF板作为外围模板，可以减少架子工，砌筑工和抹灰工等。

　　③预制PCF板工厂预制，采用B级保温板，造价低，避免浪费，施工更加方便，更经济，本技术底部加强区预制叠合外墙工业化干作业施工与现场湿作业相结合与传统施工方式相比工期可以大大减少，缩短建设周期。④快速全装配剪力墙结构房屋可以实现保温层与结构同寿命，耐久性大大提高，节约了大量的人工费、材料费，减少了后期维护费用，建筑质量显著提高。⑤施工生产方法标准化程度较高，通过设计单位合理优化构件拆分方案，构件尺寸及特性的标准化可显著提升安装速度和项目进度，构件质量和工艺通过机械化可以得到更好的控制，现场作业量少，模具重复使用率高，综合成本更低。

　　3.2应用实例

　　通过山东省济宁八里庙旧村改造项目进行分析，此项目位于山东省济宁市任城区，项目建筑面积约625895.03m2，共33栋26层住宅楼。该项目所用构件共计8万余件，包含：外墙、内墙、飘窗、阳台板、阳台挂板、楼梯、叠合板、PCF板等，混凝土总量约62000m3，项目多处使用快速全装配剪力墙技术。

　　通过已成功应用的实例为基础，得出快速全装配剪力墙结构房屋的如下优势：(1)快速全装配剪力墙结构房屋技术极大缩短了装配式住宅的建造和安装时间，这在很大程度上满足了棚户区改造回迁居民的尽快入住新房的节奏，同时对装配式住房质量品质提出了更高的要求。(2)快速全装配剪力墙结构房屋技术相对于传统的施工安装工艺，干作业与湿作业相互结合，符合环保和节能要求，减少了施工噪音、建筑废渣等因素给附近居民的影响，同时减少了噪声污染和建筑垃圾的产生、给工程项目附近的居民提供了良好的生活环境。

　　(3)此前的棚户区改造项目、政府保障性住房等现行装配式工程项目会出现漏水、渗水、裂缝等问题，使回迁居民的生产和生活受到一定的影响，本技术能够避免此类问题的发生，切实保障回迁居民的合法权益，在一定程度上增强回迁居民对棚户区改造和政府保障性住房的信心。

　　4结语

　　快速全装配剪力墙结构房屋技术的应用极大地缩短了住宅的建造和安装时间，满足了棚户区回迁居民尽快入住新房的节奏，同时，对装配式住房质量品质提出了更高的要求。同时，随着住宅产业化的大力发展，预制构件工业化生产正在逐步取代施工现场湿作业，装配式建筑正逐渐占据整个建筑市场。与传统的现浇建筑体系相比，装配式建筑建造速度快、预制构件精度和质量好，能最大限度地满足绿色建筑设计和施工要求。

　　传统建筑施工方式会产生大量的建筑垃圾给节能减排工作造成很大的负担，同时，施工现场引起的粉尘、噪音、震动、空气污染等也给附近的居民带来诸多困扰。快速全装配剪力墙结构房屋改变传统建造模式，变湿作业为干作业，不仅有利于减轻劳动强度，降低综合成本，提高劳动效率，保证建筑质量，而且还具有节约资源、保护环境等优点。

　　装配式建筑更符合“四节一环保”的政策以及可持续发展战略计划。其作为一种绿色环保节能形式，在建筑领域得到了广泛推广。其可提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，降低成本、降低物耗、能耗，并做到了“绿色施工”。通过以山东省济宁市八里庙旧村改造项目为载体进行分析，将已经实践的施工关键技术沉淀下来，并充分挖掘公司多年积累下来的工业化住宅部品预制施工经验和数据，经过认真总结和理论探索，指导企业产品生产，提升科技研发能力，从而增强企业的核心竞争力，推动国内建筑工业化的发展。

　　参考文献

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　　建筑方向刊物推荐：建筑安全指对于建筑施工中安全意识加强以及做好防范工作等的问题的讨论，另有我国书刊《建筑安全》。人类高层建筑的火灾已经成为重大的灾害，它涉及的范围较广，业主的财产以及人身安全受到重创。预防高层建筑的防火安全性问题已成为重中之重。现代高层住宅建筑的高度不断延伸，往往是一层受灾殃及整体建筑。

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