預制混凝土構件是在工廠或現場預制的混凝土構件。
裝配式混凝土結構是由預制混凝土構件通過可靠連接組裝而成的混凝土結構。也就是純PC結構。
裝配式整體混凝土結構是由預制混凝土構件可靠連接,並與現場後澆混凝土和水泥基灌漿材料形成壹個整體的裝配式混凝土結構。也就是PC和現澆* * *的結構。
PC構件的主要類型有:外墻板、內墻板、層壓板、陽臺、空調板、樓梯、預制梁、預制柱。
預制率是指裝配式混凝土建築室外地坪以上主體結構和圍護結構中預制構件的材料消耗量與相應構件總材料消耗量的體積比。預制率是單體建築的預制指標。例如,某建築物的預制率為15%,即預制構件的體積為150立方米,占混凝土總量的1,000立方米。
組裝率是指裝配式建築中預制構件和建築部件的數量(或面積)與同類構件或部件總數(或面積)的比值。組裝率壹般指裝配式建築在工程項目中所占的比例。比如某項目* * *有10棟,5棟為PC結構,即組裝率為50%。
二、PC結構的歷史
早在20世紀50年代,中國就從前蘇聯引進預制混凝土建築技術,大力發展基於PC的各種建築。到80年代,基本形成了完整的PC技術體系。產品涉及工業與民用建築、市政設施、大型基礎設施等。
後來,出現了分裂。在建築領域,PC應用逐漸萎縮、退出甚至消失,全面轉向現澆模式。在市政工程領域,預制技術壹直占據主導地位,高速公路、橋梁、港口、城市高架橋、地下管道、地鐵盾構管片、預制公用隧道等都是基於PC的。在鐵路建設領域,PC的應用已經到了極致。
究其原因,建築產品以消費者的多樣化需求為主導,多樣化、個性化的設計理念不利於產品標準化,難以在工廠預制復雜交錯的構件。即使是PC率很高的市政工程,復雜的立交橋也只能就地澆築,不能壹概而論。同時,隨著商品混凝土、大模板等技術的發展,降低了現場現澆施工的難度和成本;當時PC建築的壹些缺陷(比如抗震、防水、隔音不好)沒有得到持續的改善。與傳統的現澆建築相比,預應力混凝土建築成本高,質量差,甚至兩者兼而有之。
裝配有局限性。不是所有建築的所有零部件都可以PC化,比如地基和地下室底部鋼筋。
第三,PC結構近年來受到關註。
探索建築工業化的道路,我們嘗試了大量的試點,無論是技術水平、材料選擇、施工工藝、質量標準,都與30年前不可同日而語。
萬科和中南先嘗試了PC,但並沒有在後續項目中廣泛應用。為什麽?都是有道理的。也許PC的壹個或幾個優勢還不足以完全替代現澆混凝土,或者說PC的綜合優勢還不如現澆混凝土。現澆混凝土的優點是整體性、可塑性、可操作性、成本低,而這些恰恰是裝配式建築的缺點。
預制混凝土裝配整體式結構具有施工速度快、質量容易控制、節省材料、構件外觀質量好、耐久性好、現場濕作業少、環保等優點。
為進壹步強化低碳、綠色、環保理念,推動裝配式建築發展,住建部和地方政府多次出臺政策鼓勵和強制使用裝配式建築。
上海市綠色建築發展三年行動計劃(2014-2016)[滬府發[2014]32號]
“2014中新建裝配式建築不低於25%;2015中不低於50%;2016年外環線以內符合條件的新建民用建築原則上全部采用裝配式建築。”
政策期內,市財政對符合示範要求的裝配式建築項目給予60元/平方米財政補助(單個項目最高補助600萬元),同等條件下優先獎補。
《關於推進本市裝配式建築發展的實施意見》【上海市建管會(2014)901號】、2016外環線以內符合要求的新建民用建築原則上全部采用裝配式建築。預制裝配率達到40%及以上的,每平方米補貼100元,單個項目最高補貼100萬元。本工程預制外墻或層壓外墻的預制部分可不計入建築面積,但不超過0.00以上裝配式住宅建築面積的3%。
《上海市關於進壹步加強推進綠色建築發展提高建築性能若幹規定的通知》[滬建管協(2015)417號]文件(2016年6月6日發布)。
時隔多年,PC架構在國內再次受到關註。這似乎是壹個歷史循環,但不是簡單的重復。PC技術和構造方法發生了根本性的變化。
四、PC結構的優缺點
站在歷史的坐標系上,上世紀七八十年代的大量PC建築被證明是“短命”的,留下了很多後遺癥,很多成為危房,需要加固、重建、拆除。常州的壹些PC結構已經破舊不堪,外墻板開裂脫落,樓梯、墻體開裂,陽臺梁板混凝土保護層脫落,欄桿斷裂。
從質量上來說,國內PC建築普遍存在的“連接不良、接縫滲漏、保溫低”等問題無法克服。
但這些都不是PC本身的錯,而是其他外部因素的作用,比如工藝的欠缺和粗制濫造。日本、德國、法國的PC技術基本不存在這樣的問題。可以說,PC技術在世界上已經相當成熟了。
做好PC架構,需要在商業模式、技術路線、管理手段等方面進行創新和完善。
PC結構具有以下優點:
1.高抗震性能。
PC結構的計算主要是根據各構件本身的承載能力進行的,並通過適當的手段連接成壹個整體。通過後澆混凝土或灌漿或灌漿直接傳遞接縫和接縫的壓力;拉力通過連接肋和預埋件的焊接部分傳遞。當預制混凝土接縫界面的粘結強度高於構件本身混凝土的抗拉和抗剪強度時,可視為等效於現澆混凝土。
根據變形的方向和大小,連接部位可以做成滑動、鉸接或固定(組裝很難做成剛性連接)。當發生地震等災害時,PC結構主要是通過節點處的應變來消除應力,不讓應力繼續在結構內部傳遞,防止結構連續倒塌。
2.工廠生產
由於PC構件工廠化生產,可以采用硬質混凝土、擠壓成型、高頻振動、高溫養護、離心成型等技術,混凝土抗壓強度很容易達到80MPa以上。但現場現澆結構受條件限制,難度較大。同時,由於工藝不同,在不增加成本的情況下,很容易做出“清水混凝土”和“裝飾混凝土”,從而降低後續粉刷裝修的成本。由於PC組件的大規模自動化流水線生產,成品的生產成本在降低。
3.PC組件產品化
壹些工業廠房和壹些民用建築中的構件是高度標準化的產品,可以按照制造模式連續批量生產,形成工業品庫存進行采購和銷售。訂單定制必然增加生產成本。
PC的優勢正是現澆混凝土所不能具備的。
5.PC結構貴嗎?
目前業界推進PC建設遇到的最大問題是“成本高”,這是事實還是偽命題。
PC建築造價的構成肯定不同於現澆結構,其技術與傳統的現澆技術有本質區別。不同的施工工藝會導致不同的建築性能和質量,它們的“成本”沒有可比性。建築領域不斷進行技術和工藝創新,最終目標只有兩個:在同等成本條件下提高建築性能,或者在同等成本條件下降低成本。如果壹項新技術能降低成本,提高建築質量就更好了,但也不能太理想化。
開發者對“成本”很敏感。出於成本考慮,為了實現成本控制目標,以及要求新技術“低成本”的心態,開發商在決策時很少主動采用PC樓宇。這完全可以理解。筆者建議現階段技術不成熟,成本高。只要政府強制的PC指數下線,暫時沒必要這麽積極。
在更宏觀的思維維度上,成本只是壹個因素,壹個需要考慮的點。從全局、整體、長遠考慮,未來為了綠色環保低碳,提高建築品質,適當增加成本是可以接受的,而且隨著PC技術的不斷進步,成本會逐漸下降。
PC標準化,設計和生產標準化組件,可用於組裝建築,建築工業化將首先完成"模塊化協調原則標準"。只有這樣才能降低PC成本。我國PC零件的不標準化是裝配式建築推廣的障礙。
6.如何優化PC的設計和構造?
PC結構的提升仍然是通過技術改進等手段,以降低成本為突破口。
優化PC建築設計,采用適合預制的設計方案,提高PC建築附加值,降低成本。應滿足建築功能、模數和標準化的要求,采用現澆和預制相結合的方法,並不斷優化設計。
1.采取以下設計優化措施。
1)裝配式結構采用高強混凝土和高強鋼筋。
2)采用主體結構、裝修和設備管道的裝配壹體化技術。設備和管道應綜合設計,減少平面交叉,采用同層排水設計。廚房和衛生間的平面尺寸符合標準化整體櫥櫃和整體衛生間的要求。
3)建築圍護結構、樓梯、陽臺、隔墻、空調面板、管井等配套構件和室內裝修材料應采用工業化、標準化產品。門窗采用標準化組件。
4)外墻飾面應采用耐用、無汙染的材料。采用反向沖壓壹次成型的外墻裝飾材料。外墻保溫改為內保溫,噴發泡膠。
5)適當提高PC率,可以降低成本。
2.施工中的優化措施
1)改善PC部件制造工藝,減少工廠措施攤銷費用;
2)改進安裝施工工藝,減少機械和人工消耗;
3)室內裝修減少了施工現場的濕作業;
4)對於裝配式建築,連接是施工的難點和重點,壹是預制構件之間的連接,二是預制構件與新澆混凝土之間的連接。解決了連接的技術問題和效率問題,那麽組裝的應用瓶頸等問題也就迎刃而解了。
3.成本管理中的優化措施。
1)對於兩個房間相同的房屋,裝配式建築的造價指標比現澆結構高20%左右,裝配式建築的鋼筋含量指標比普通現澆混凝土結構高15%左右;但是,裝配式建築成本的增加並不完全是由於鋼筋和混凝土含量的增加,而是被其他方面抵消,如PC價格的增加,而是砌體含量的減少和措施成本的降低。
2)PC A提供,壹般納稅人選擇廠家納稅的,進項稅可以在成本中抵扣;
3)確定供應商,市場價格壹般在2200~3000元/立方米,爭取更優惠的價格;
4)選擇承包商,報PC安裝費綜合單價。根據構件類型不同,安裝費用壹般在400~1000元/立方米,這樣才能得到更有競爭力的價格。
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