由于我國在建國后有過節(jié)約鋼材的原因,裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國還處于起步階段,而在發(fā)達(dá)國家則有廣泛應(yīng)用。
鋼結(jié)構(gòu) 是裝配式建筑的三大結(jié)構(gòu)體系之一,具有抗震性能好、建筑品質(zhì)高、制作簡單和施工快、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。2016年2月,中共中央國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》(中發(fā)〔2016〕6號)提出:發(fā)展新型建造方式,指出大力推廣裝配式建筑,積極穩(wěn)妥推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑。
本文案例為沈陽某樓盤商網(wǎng)項目,主要介紹該項目的技術(shù)應(yīng)用和創(chuàng)新應(yīng)用——新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)體系,并分析其成本和技術(shù)優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建造體系,為整體裝配,全干法施工,全季節(jié)施工,建筑面積成本指標(biāo)為1500元/㎡左右,略高于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的成本,而低于裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑。
裝配式鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化建造體系是在傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計理念通過將部品部件通用化,將裝配式建筑的四大系統(tǒng)(建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng))高度集成,并加上全裝修,構(gòu)建新形式的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。主要標(biāo)準(zhǔn)部件包括:主體結(jié)構(gòu)采用箱型鋼柱、H型鋼鋼梁,預(yù)制鋼樓梯,GRC樓面板,GRC保溫一體屋面板。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用GRC保溫一體外墻板。內(nèi)隔墻采用GRC內(nèi)墻板。
【項目概況】該商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)項目采用整體裝配式鋼結(jié)構(gòu),在設(shè)計階段就邀請裝配式建筑生產(chǎn)廠家參與,以提供相關(guān)的技術(shù)支持,使得設(shè)計建造一體化的裝配式建筑營造策略在本項目中得到全面的體現(xiàn)。
通過相關(guān)的BIM技術(shù)手段,結(jié)合裝配式建筑部品部件的生產(chǎn)特點(diǎn),在建筑的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件以及相關(guān)的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計,特別是對該項目的鋼邊框輕質(zhì)樓面板、鋼邊框輕質(zhì)屋面板、鋼邊框輕質(zhì)墻面板系統(tǒng),滿足設(shè)計需求的同時大大簡化了相關(guān)的板塊的種類以及節(jié)點(diǎn)類型,極大程度上方便了施工的同時也降低了項目的建造成本。
(項目施工現(xiàn)場圖片)
①技術(shù)應(yīng)用
新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)體系,技術(shù)應(yīng)用情況:
1、鋼結(jié)構(gòu)作為裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)形式
項目主體選用裝配式建筑,具有綠色建筑的特征的鋼結(jié)構(gòu),設(shè)計采用螺栓連接節(jié)點(diǎn),其好處是“輕,快,好,省”的優(yōu)點(diǎn)。同時,鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與圍護(hù)系統(tǒng)配合緊密、和諧統(tǒng)一,譬如經(jīng)常被使用的鋼柱+外掛墻板系統(tǒng)。
2、借助于BIM技術(shù)的信息管理平臺
在EPC模式下,設(shè)計階段,通過方案策劃、BIM引導(dǎo)、XSTEEL建模,在設(shè)計階段即引入專業(yè)隊伍進(jìn)行深化設(shè)計配合,在采購階段,聯(lián)合設(shè)計、施工,形成前置標(biāo)準(zhǔn)化選樣定樣流程,將全周期設(shè)計、深化、生產(chǎn)加工周期控制在1個月以內(nèi)。
3、按照相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)的要求,采用裝配式裝修。
外圍護(hù)系統(tǒng)一種全新的裝修方式,采用干式工法,部品部件在工廠預(yù)先制作完成,由產(chǎn)業(yè)工人在現(xiàn)場進(jìn)行組裝,質(zhì)量好,安裝速度快,無污染。該項目采用了裝飾和結(jié)構(gòu)一體化的集成外墻板和屋面板,質(zhì)量效果比傳統(tǒng)工藝要好,成本也可控。
4、預(yù)制屋面和墻板保溫是一次成型的
屋面、外墻板保溫是一次成型的,將大部分制作轉(zhuǎn)入工廠,減少了施工擾民,有利于環(huán)境保護(hù);板材原料為環(huán)保原料在大型工廠里加工而成,出廠時經(jīng)過嚴(yán)格檢測,質(zhì)量有保證,室內(nèi)室外均可使用。
5、裝配式鋼結(jié)構(gòu)主體工期5天/層,較混凝土結(jié)構(gòu)工期提效60%以上。
②創(chuàng)新點(diǎn)
新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)體系,技術(shù)應(yīng)用情況:
1、新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)主體體系:
標(biāo)準(zhǔn)化——模塊化設(shè)計,主體、裝修、部品等具備提前加工條件;
裝配式——通過鋼結(jié)構(gòu)裝配式建造體系實(shí)現(xiàn)100%干法作業(yè);
穿插提效——利用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計及100%干法作業(yè),實(shí)現(xiàn)全工序穿插,提效最大化。
2、新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)體系:
(1)自重輕
輕質(zhì)鋼邊框混凝土板質(zhì)量輕容重小于800kg/m3,使得整板自重只有傳統(tǒng)混凝土材料的約30%,由于板的自重輕,節(jié)約用鋼量35kg/m2。
(2)承載力大
采用輕鋼骨架與高強(qiáng)度無機(jī)輕質(zhì)芯材的組合結(jié)構(gòu),雖然是輕質(zhì)板,卻保持了傳統(tǒng)鋼筋混凝土重型板承載力大、安全度高的特點(diǎn)。既可滿足均布荷載要求,又具有較強(qiáng)的集中承載能力,是替代傳統(tǒng)混凝土屋面板、樓板的理想材料。
(3)耐久性能好
選材和構(gòu)造作法的精心設(shè)計組合,使得產(chǎn)品設(shè)計使用年限可達(dá)50年;芯板為無機(jī)材質(zhì),穩(wěn)定性好,抗老化,使用壽命等同于混凝土材料;板底鋼絲直徑3mm以上,保護(hù)層厚度20mm以上而且吸潮率低于0.1%。
(4)保溫一體板
板材具有優(yōu)良的保溫性能,材料導(dǎo)熱系數(shù)低,整板傳熱系數(shù)低可達(dá)0.1w/㎡.k,滿足高寒地區(qū)的建筑保溫節(jié)能要求;屋面及外墻板為保溫一體板:1)屋面及外墻板自帶保溫層,保溫層拼接處,現(xiàn)場施工,保溫防火滿足建筑要求,同時滿足節(jié)能要求;2)屋面及外墻板后續(xù)找平層與防水層,可按常規(guī)建筑做法施工。
(5)隔音性能好
經(jīng)檢測,室內(nèi)無門情況下室內(nèi)噪聲值為42-55分貝之間,如安裝門窗后,噪音值應(yīng)為40-50之間,經(jīng)檢驗(yàn)符合《中華人民共和國城市 區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定白天不能超過50分貝,夜間應(yīng)低于45分貝,并且也符合《住宅建筑規(guī)范》(GB50368-2005)規(guī)定,住宅應(yīng)在平面布置和建筑構(gòu)造上采取防噪聲措施。臥室、起居室在關(guān)窗狀態(tài)下的白天允許噪聲級為50dB(A聲級),夜間允許噪聲級為40dB(A聲級)。
(6)抗震性能高
鋼骨架板屬于輕質(zhì)板材有利于抗震,加上合理的抗震節(jié)點(diǎn)設(shè)計,能滿足8度地震設(shè)防烈度要求。且地震發(fā)生時,板材造成的次生傷害小,是震區(qū)建筑理想的構(gòu)件材料。
(7)節(jié)能環(huán)保
鋼骨架板主要材料均為天然無機(jī)材質(zhì),不釋放有毒有害物質(zhì),且板材透氣性好,居住健康舒適。
(8)使用方便
鋼邊框輕質(zhì)樓面板、鋼邊框輕質(zhì)屋面板、鋼邊框輕質(zhì)墻面板安裝速度快,施工環(huán)節(jié)少,大大縮短了建筑工期;鋼邊框輕質(zhì)樓面板、鋼邊框輕質(zhì)屋面板、鋼邊框輕質(zhì)墻面板外形、規(guī)格可按客戶要求訂制,可以滿足開洞等使用要求;鋼邊框輕質(zhì)樓面板、鋼邊框輕質(zhì)屋面板、鋼邊框輕質(zhì)墻面板為采光天窗、風(fēng)機(jī)設(shè)備、避雷系統(tǒng)及二次裝修等配套施工提供了方便合理的解決方案。
(9)干法冬季施工,不受季節(jié)影響
鋼構(gòu)件、樓面板、屋面板、墻面板完全在工廠預(yù)制完成,到現(xiàn)場只需按順序安裝,尤其墻板使用新型外掛式節(jié)點(diǎn),更能大大提高了施工的效率,縮短施工工期,并且施工不受季節(jié)影響。
(10)維護(hù)簡單
鋼邊框輕質(zhì)樓面板、鋼邊框輕質(zhì)屋面板、鋼邊框輕質(zhì)墻面板正常使用中無需特別維護(hù),使用成本低;局部損壞可以現(xiàn)場直接修復(fù),如有更換必要時,亦可單板更換,不影響整體結(jié)構(gòu)。
③|成本分析
我司對該項目的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建造體系進(jìn)行了成本測算,建筑面積造價指標(biāo)約1500元/㎡,報價包含主體鋼框架的制作運(yùn)輸安裝,GRC屋面板、樓面板、外掛式外墻板及GRC板上保溫的制作運(yùn)輸安裝,板間勾縫。不含砌塊內(nèi)墻、外墻外立面及造型。
本項目造價組成如下:(外地項目根據(jù)項目地點(diǎn)不同會有所浮動)
主體結(jié)構(gòu)約1146元/㎡:含鋼結(jié)構(gòu)柱、梁、預(yù)制鋼樓梯、GRC樓面板、GRC保溫一體屋面板的主材、輔材、加工、運(yùn)輸、安裝;
圍護(hù)結(jié)構(gòu)約367元/㎡:為GRC保溫一體外墻板的主材、輔材、加工、運(yùn)輸、安裝。
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智能鋼筋加工設(shè)備的出現(xiàn)給建筑工業(yè)帶來了新的生命力,并且能夠促使現(xiàn)場作業(yè)更加規(guī)范、安全質(zhì)量更高,確保了各道工序流程暢通、以及現(xiàn)場施工的程序化、規(guī)范化。因此智能鋼筋加工設(shè)備與BIM技術(shù)的對接使項目管理更加智能化,簡單化。
著科學(xué)技術(shù)的日新月異,人類在建筑生產(chǎn)方式上也進(jìn)行著不斷的升級。自20世紀(jì)初開始,裝配式建筑就引起了人們的廣泛關(guān)注,并在歐美等國的嘗試下,體現(xiàn)出了建造速度快、生產(chǎn)的成本低等優(yōu)勢。