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行業資訊

如何提高廈門鋼筋桁架疊合樓板的設計、生產和安裝施工效率的同時保證施工質量(上)

2019-10-23  來自: 福建超益鋼業有限公司 瀏覽次數:58

 鋼筋桁架疊合樓板提效性分析


[摘要] 隨著裝配式建筑發展,廈門鋼筋桁架疊合樓板作為裝配整體式混凝土結構中重要的水平構件得到了大規模推廣和應用,期間也暴露出很多問題。在研究如何提高鋼筋桁架疊合樓板的設計、生產和安裝施工效率的同時保證施工質量,對疊合樓板的拼縫形式、構造方式、生產模式和安裝優化進行詳細剖析,形成高效的鋼筋桁架疊合樓板標準化設計、工業化生產和機具化施工系統。


近幾年,我國裝配式建筑蓬勃發展,各類裝配式結構體系研究和應用日趨成熟,但施工質量、施工安全問題也時有發生,對裝配式建筑的發展造成負面影響。因此,提高預制構件各階段安裝效率、施工質量和安全的同時降低成本,是下階段建筑行業發展的關鍵。


當下,裝配式建筑的發展仍存在眾多不完善、待提高的環節:


 設計工具落后


傳統二維 CAD 制圖方式仍占主導,沒有清晰的標準化設計理念,各項目間的設計方式相互參考,缺少改進,導致后續生產復雜、效率低下。


 構件生產環節


相比國外,國內大部分構件廠的生產設備仍處于落后水平,信息化、數據化和自動化程度較低,且國內暫無與之匹配的設計工具,無法打通設計到生產環節的數據鏈傳遞,進一步導致整體工業化水平不高,仍以手工加半機械化的方式生產。


 施工環節預制構件支撐體系不完善


仍采用傳統滿堂腳手架作業方式,既低效,也喪失了裝配式構件的快速組裝優勢。臨時支撐缺少足夠的計算分析,往往造成耗材大又不安全的后果,近期發生的裝配式建筑施工安全事故就是典型案例。



  1.低效原因分析及對策 



 1.1 設計分析


當前疊合樓板主要設計為后澆型疊合樓板,等同現澆的計算原理進行配筋設計。較為常見的設計方式為如圖1所示的后澆型連接節點[1] 。


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圖1后澆型疊合樓板連接節點

Fig.1 Connection of post-pouring slab


此類疊合樓板設計時一般采用傳統 CAD 或信息化設計軟件制圖,但兩者區別不大,因為采用外伸鋼筋形式的疊合樓板即使采用信息化設計軟件和生產設備,生產設備也無法抓取邊模,從而改用人工固定齒模方式,信息化設計軟件產生的數據無法使用。


因此,若不從設計源頭完善構件設計方式,后端生產設備、施工工藝都不能發揮其高效性,先進的機械設備形同虛設。


 1.2 生產分析


國外疊合樓板生產多采用自動化流水線,其批量化生產很大程度得益于疊合樓板側邊不出鋼筋的密拼型設計,可以高效利用機械手抓取磁性邊模支模( 見圖2) 。同時,配合成型鋼筋網片加工設備、桁架鋼筋鋪設設備、預埋件定位布置設備等,實現疊合樓板全自動生產。


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圖2疊合樓板支模方式

Fig.2 Formwork erection modes


現階段疊合樓板大部分采用后澆型連接設計,疊合樓板外伸鋼筋導致構件邊模布置無法利用機械手,生產工人需根據疊合樓板出筋間距、出筋長度選取適用的齒模,并在模臺上進行定位固定,自動化流水線運轉效率低下,以上是導致諸多構件廠產量無法提升的主要原因。由實際生產效率對比可知,自動化生產高出手工生產4倍以上。構件供應作為裝配式建筑高效施工的基礎,生產效率直接影響施工效率。


此外,由于預制構件運輸時最大寬度的限制,兩側鋼筋外伸導致疊合樓板的實際寬度變小,單位車輛運輸構件量也變小,降低了運輸效率。


 1.3 施工分析


裝配式建筑施工的高效性主要影響因素有塔式起重機、支撐和模板。做到塔式起重機利用高效、支撐便捷、模板使用少,施工效率也就相應提高。


目前樓板的設計方式導致疊合樓板吊裝時,外伸鋼筋極容易和樓板周邊的梁箍筋、墻板鋼筋和樓板鋼筋發生碰撞,每塊樓板的吊裝需耗費大量時間調整鋼筋,長時間占用塔式起重機,利用率低下。后澆型樓板會產生大量樓板拼縫,需要現場進行支模處理。后澆區支模方式主要分為撐模和吊模:撐模即采用底部支架撐起模板,類似現澆樓板方式;吊模通過疊合樓板本身懸吊模板( 見圖3) 。預埋式模板連接時由于施工精度不夠容易導致拼縫不平、模板下墜、預埋螺栓定位偏差、拼縫蜂窩麻面等諸多問題;而穿拉式模板連接時則需將拉桿與上部鋼筋焊接固定,澆筑完成后切除剩余穿拉鋼筋,施工復雜且難度較大,質量難以保證。


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圖3后澆區吊模支模方式

Fig.3 Suspended formwork of post-pouring slab


 1.4 對策分析


目前,國內對于密拼型疊合樓板的試驗研究及項目應用發展較快。同濟大學、浙江大學、中國建研院、寶業集團等高校、研究院和企業均對此進行了系統性試驗研究,各類試驗結論都證明了密拼型疊合樓板的可行性[2]。同時,上海寶業惠南新市鎮23號樓、合肥青年城地下車庫、江西南昌航信大廈等項目均采用了如圖4所示的密拼型疊合樓板連接節點,其結構性能、防水性能、全流程高效性都得到了有力證明[3]。后澆型與密拼型疊合樓板拼縫如圖5所示。


根據已有的500萬平方米裝配式建筑項目實踐,結合近幾年開展的相關試驗研究,裝配式建筑應形成高效鋼筋桁架疊合樓板標準化設計、工業化生產和機具化施工體系,從而達到高效施工的目的。



 2.高效設計、生產和施工體系 



 2.1 標準化設計


高效設計的標準化,并非按照現有規范和圖集進行模數化構件設計,而是根據項目戶型設計、生產設備、運輸條件等邊界條件,選擇合適的規格尺寸,采用信息化設計工具進行參數化設計,從而達到高效設計的目的。

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