整体装配式木结构在某工程中的应用
杨春梅,刘丹
(苏州皇家整体住宅系统股份有限公司,江苏苏州215105)
[摘墓】整体装配技术是现代建筑的发展方向,是响应国家建筑节能减排的绿色施工技术.介绍了国内外木结构 技术的发展现状,以曹妃甸论坛服务中心为代表案例,介绍现代木结构整体装配技术的应用,论证了建筑产品产业化生产的可行性及木结构整体装配技术应用推广的意义.
[关输词】木结构:整体装配:建筑构件:产业化:绿色施工
[中图分类号]TU756.4[文截标识码】A[文章编号]1002-8498(2011)22-0086-03
Application ofPrefabricatedWoodenBuildings inSomeProject
Yang Chunmei Liu Dan
(Suhou Hngia Crohmes Co. Lad. Saou Jings 215105 China)
Abstraet :Prefabricated technology is the development direetion of modern architeture and accords withthe requirements of green construction. The development status of wooden buildings at home and abrond is introduced based on the construetion of Caofeidian Forum Center. Application of prefabricated woodenbuildings is described to demonstrate the feasibility of construction product industralization and theapplication signifeance of prefabricated wooden buildings.
Key words;woden buildings; prefabricated; building ponents; industralization; green construetion
随着理论不断完善和机械发展及分工的细化,本结构整体装配技术开始兴起,该技术极大地利用栋1000m左右的别墅型会所和5300m²综合会所工业化生产设备加工现代本结构标准构配件,应用及一栋400m²特色茶楼组成,区域占地约7hm”软件将标准构配件模块化生产拼装,加快现场安装速度,缩短工期.曹妃甸论坛服务中心7个国际会 所采用现代木结构整体装配技术,64d内完成1.3万m建筑施工及装修工程,论证了该建筑施工技术的先进性.
该论坛服务中心总建筑面积约13000m²,由7(1hm²=10000m²).该项目的项目总承包单位,从2009年7月20日接到项目方案设计要求到10月8日项目竣工进人试运行阶段,历时两个半月.项目 总承包范围涵盖区域规划设计、单体建筑设计、构件工厂加工、现场整体装配施工、后期维护及景观配合等,公司统筹内部流程,协调外部资源,采用木结构整体装配施工技术完成任务.该施工技术的应用契证了木结构整体装配这一绿色施工技术的可行性与 合论坛的主题,实现了资源的极大利用和保护,也验先进性.
1工程概况
曹妃甸论坛是国土资源部、环境保护部、国务院发展研究中心联合主办的一个重要的常设国际性论坛,以全球化为背景,以可持续发展为永久主题.言妃甸论坛服务中心是论坛会址项目的核心工程.规生态酒店特色,感受湿地滨水空间.单体建筑以节 划理念采用“三岛七星”布局结构,营造四面环水的能低碳的木结构建筑建造,综合了英式、德式、新中式、美式田园、现代简约等多种建筑风格,营造丰富面和谱的建筑形式,呼应湿地自然生态环境.
2整体装配技术比较
现代建筑常见的结构形式有混凝土结构、钢结构、砌体结构,各种结构整体装配技术日益成熟,在 建筑工程中应用推广较多的是混凝土预制装配式工业化住宅楼(简称PC)和整体装配钢结构建筑.
作为新兴的环保节能型建筑,PC以高效节能面有大量构件需要现场浇筑;结构开间及层数受到限 在海外普遍应用,但仍有较多缺陷,如高空作业多,制;抗震性能差;国内设计、施工、验收等行业标准不
完善等.另一种常见的整体装配结构是钢结构,但构件体量大、质量大,需要大型水平和垂直运输机械,造价偏高;防火、围护结构施工难度大等缺点.
木结构整体装配建筑具有节能、环保、低碳的特点,构件生产标准产业化,现场安装快速高效.木结构整体装配建筑具有多余度、抗震性能优越、现场施工无需大型机械、防火方式简单的优势.
3项目实施过程
3.1项目设计理念
3.1.1设计概述
曹妃甸论坛服务中心有2栋风格别致的重型胶合木结构及部分轻重混合结构,胶合木结构建筑面积约3000m².该项目从2009年7月20日初始概 念方案到8月10日施工图设计完成,设计周期20d,按照现场基础交付的先后顺序,逐个单体出图,12d内提供了可指导现场进行施工的全套设计图纸.后期装修及安装施工图在施工过程中深化完 善,保障现场施工进度.
3.1.2建筑设计理念及实施
为缩短施工周期,项目在立面设计时基本选用木挂板、水泥木纹挂板、干挂涂料外饰面等成熟干作业外墙装饰材料,局部采用装饰砖、文化石等湿作业 装饰材料作为点级.水域中亭台廊道采用自然原生态的木材建造,营造清新的自然趣味(见图1).
图11号英式建筑实景Fig. 1 No. 1 English style bulldings
为配合整体装配这一施工技术的实施,建筑单体在平面尺寸设计时应考虑材料的固有尺寸及安装 模数,确保工厂化生产的构配件简单标准,提高材料利用率,加快现场安装效率.
3.1.3建筑节能设计理念及实施
种被动式建筑节能手段营造舒适环境,降低对机械 本结构是节能低碳的建筑形式,本工程通过各系统的依赖以降低能源的需求,包括合理体型系数及窗墙比、围护结构低传热系数.以1号会所为例,该建筑地处寒冷地区,建筑面积1062m²,建筑体型0.23,0.25,0.26,外墙门窗采用断热铝合金实木窗, 系数0.35,南北东西四面外墙窗墙比分别为0.26,传热系数2.28W/(m²K),建筑各部位围护结构均
采用139mm厚玻璃棉保温,密度p≥24kg/m²,性能如表1所示.
表1围护结构热工性能
Table 1Thermal performance of enclosure structure部位 (W-(m-K)-) 导热系数A/ 修正系数 a (W-(m²K)-1) 传热系数/外墙 星面 ≤0.038 ≤0.038 1.20 1.50 0.30 0.36楼板 吃0.038 1.00 0.32
3.1.4结构设计理念实施
项目结构设计理念分为施工图设计和构件拆分图设计两部分.本项目结构形式主要为轻型木结构 和胶合木结构.轻型木结构施工图设计阶段,将复杂屋面设计成由成品屋架架设的结构体系,承受荷载并加快施工进度.借助软件将复杂屋面形态设计成采用力学模型简单、受力合理的屋架系统,图2表架布置,直观的展现桁架架设方式,指导现场施工. 现的是借助桁架设计软件整体建模计算后的屋面桁
Fig.2 Roof truss model 图2屋面析架模型
胶合木结构设计主框架采用SAP建模计算,辅以概念计算.参照《胶合木结构技术规范(报批稿)》及上海市工程建设规范《轻型木结构建筑技术规程》DG/TJ08-2059-2009,胶合木框架承受竖向荷载,轻型木结构剪力墙承受水平荷载,按照20% 的计算水平剪力设计胶合木框架柱脚连接件.为配合木结构整体装配技术的实施,构件设计时尚应考虑整体吊装的受力问题,将有特殊要求的构件吊装方案进行优化设计,确保构件安全可靠.
技术进行构件拆分设计,将单根构件拆分成下料图, 为提高效率,结构设计将配合木结构整体装配再利用软件逐步将拆分的单根构件组装成成品构件直至房屋整体,完成设计预装配,如图3所示.
3.2构件工厂化生产加工
产、检验,以木结构组合墙体为例,加工操作流程为: 产品应按照符合规范的公司产品手册进行生原材料挑选→精创一尺寸检验一按图断切一墙骨料
3.3现场施工安装
3.4项目成果及效益
Flg.3 Division of wooden ponent 图3木构件拆分示意
挑选一画线一合柱/开口→墙体组装一墙体检验→ 设备预置孔开口→呼吸纸/龙骨/窗一外装饰材料加工一成品墙体检验一包装检验.每个结构构件的制作按照标准工艺机械加工,减少人为加工缺陷,实现产品的产业化加工,每一环节由专人负责,专人检查、评定,严格执行.
该项目从2009年8月5-10日相继开工,10月8日项目全数进人试运行阶段,仅用58d.预制本结构构件运至现场,按照设计图纸的标号对号入座,组装成整体建筑.小构件由2~3名工人人工安装,大 构件采用小型汽车式起重机辅助起吊安装,加快了施工进度.通常墙体的第2层顶梁板由现场安装以错开两层顶梁板的接缝,保证顶梁板起到阁梁的作用.
本工程施工人员多,交叉作业多,流水工序多,需做好工厂预制成品保护工作.首先提高质量意 识,成品构件在室内仓库堆放整齐,专人保管:凡前道工序完成经检验合格的产品,后道工序操作者应注意保护,适当采取保护措施.
施工现场管理落实岗位职责,建立项目组织机构,做到人员职责明确,各负其资;对本项目工程质 量、安全及进度实行全面检查、跟踪,发现隐患及时通知整改,并跟踪检查,确保现场施工高效有序.
本工程为木结构建筑群,建筑主材料和绝大部建造过程中比混凝土结构直接节省生态环境费用 分辅材为天然可再生资源,如木材、海藻板等,建筑83万元,节省混凝土3000t,模板约650m²,钢材
4结语
参考文联:
(上接第43页)
参考文联:
520t,黏土砖26万块,减少碳排放约1200t.该项目全年采暖空调耗电量比钢结构建筑节省66000kWh,比混凝土建筑节省76000kWh.
按照1kWh用电大约排放二氧化碳0.997kg计算,建筑设计使用周期50年内,该项目采暖空调比混凝土建筑减少二氧化碳排放量约3788:.同时减少碳粉尘排放20.71、二氧化硫排放2.3t、氮氧化相当于二氧化碳排放量9.6.103kg/m²计算,该项目 合物1.2t.以混凝土结构建筑施工运输及拆除能耗全生命周期减少二氧化碳排放量约6452t,相当于10000m²城镇住宅30-50年能耗(除供暖外)的碳排放量.木结构建筑全生命周期在节能减排中实现了低碳的目标,对建筑可持续发展起到积极作用.
以曹妃甸论坛服务中心项目为背景,结合已完成的项目,介绍了木结构整体装配技术的应用.这一整体装配技术的应用不仅实现了建筑本身的节能 减排、环保低碳,也实现了施工过程的节能低碳;产业化生产的不断进步将推进木结构整体装配技术的不断完善,促进绿色建筑的应用和推广.
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本工程±0.00以上每层模板的使用量基本在2200m²,按照22层考虑,共计48400m²,采用自制 锅木结合大模板比采用自制木制大模板以及全钢大模板可节省费用分别为130680元和269588元.
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