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摘要:以石景山某超高层钢结构装配式住宅为例,重点介绍钢框架–钢支撑结构体系在超高层装配式钢结构住宅中绿色建筑技术的应用。
关键词:钢框架;钢支撑;钢结构住宅;绿色建筑
1工程概况
某钢结构住宅建筑面积536000m2,其中地上共346800m2,地下共189200m2。M03-1#~M03-6号楼51层、M02-1#~M02-2-2号楼51层,建筑高度146.35m.分两段开发建设,均为钢筋混凝土框架结构,局部劲性钢骨结构。结构类型地下为钢筋混凝土剪力墙结构构,地上为钢框架–钢支撑结构体系。
2工程技术特点
首钢钢结构住宅采用国际先进的SI技术体系,将S(支撑体)部分和I(填充体)部分分离,减少设备、内装对结构主体的损害,延长房屋整体使用寿命,方便设备、内装的使用维护、更换,解决结构支撑体和填充体不同寿命的问题,保证住宅建筑长远性全生命周期的前提下,方便实现住宅设备设施和内装产品的检修和更新[1]。
3关键技术
3.1主体框架结构体系
钢结构住宅地下室采用现浇混凝土结构,地上主体结构采用钢框架–钢支撑结构体系。钢柱采用矩形钢管混凝土柱,内灌自密实混凝土,即有利于防火、隔声,又能扩大柱距,使内部空间可以自由分割。钢结构作为预制构件,核心是钢构件连接,结构主体连接包括柱脚设计、梁–柱连接、支撑连接、梁–梁连接以及钢柱现场拼装[2]。
3.2楼板、楼梯、阳台、空调板体系
3.2.1预制混凝土叠合楼板技术
预制混凝土叠合楼板整体性好,刚度大,可节省模板,而且板的上下表面平整,便于饰面层装修,适用于对整体刚度要求较高的超高层建筑和大开间建筑。
3.2.2预制混凝土楼梯
首钢钢结构住宅地下室部分采用现浇混凝土楼梯,地上部分往往层高相同,采用预制混凝土楼梯。楼梯梯段全预制,楼梯在与钢梁连接处一端预留2个直径80mm的孔,钢梁处焊槽钢,细石混凝土灌实孔洞,另外一端滑动。
3.2.3预制阳台板、空调板
首钢钢结构住宅阳台板可实现外挑1400mm的长度,预制阳台板与主体结构采用三边支撑,空调板支撑于反梁上,这两块部件可指定工厂单独定制。
3.3创新的墙板体系
外墙采用200mm厚墙板+100mm厚保温装饰一体板系统,能够有效解决北京地区75%节能、超高层建筑防火、板缝拼接处等敏感问题。
3.4钢结构防腐防火
钢结构除锈后刷漆要求:底漆采用环氧富锌漆,1道,漆膜厚60μm;中间漆采用环氧底漆,1道,漆膜厚度70μm,钢柱防火涂料采用25mm厚型防火涂料,满足钢柱2.5h耐火极限要求、钢梁防火涂料采用15mm厚型防火涂料,满足钢梁1.5h耐火极限要求。增加火克板,对梁、柱进行保护。
3.5装饰装修一体化
设计标准化是实现内装工业化的前提,通过部品标准化的设计来实现内装的产业化。标准化的厨卫系统、标准化的收纳系统等来提高产业化效率。同时,采用整体卫浴、整体橱柜、整体收纳、轻钢龙骨隔墙、同层排水及单立管排水、管道检修口、局部架空地板、适老化设计及部品、负压式新风换气、烟气直排等优良部品实现内装技术的干式施工工艺,大幅提高施工质量和住宅品质。本工程装配构件共9类,包括钢结构框架支撑体系、预制叠合楼板、预制阳台板、预制空调板、预制楼梯及平台板、ALC墙体条板,架空地板、外装保温装饰一体板、整体厨卫。柱、梁、墙装配率达到100%,板装配率达到95%[3]。
4科技创新与安全环境保护
4.1科技创新技术应用
4.1.1全程采用BIM技术进行项目管理
项目开工前就对现场进行了系统布置,通过三维模型对现场进行了空间划分并进行了空间模拟展示,为现场临时设施的施工打下了良好的基础,促使现场布置紧凑合理,同时做到场荣整齐清洁,道路畅通,符合安全文明施工的要求。通过施工模拟吊装方案,解决了现场装卸构件、钢结构和土建穿插吊装施工的问题,节约了工期,实现了合理调配,缩短了工期,减少了安全隐患。通过搭建PKPM-BIM施工协同管理平台,进行了碰撞检查,实现了各专业之间的协同工作,将设计问题消化在了初步阶段,为后续施工的顺利进行奠定了基础。建立全专业模型,生成NWC格式的文件,做全专业管线综合,出现问题点进行调整与优化。通过BIM的调整,能够精确定位管线与管件,做到零碰撞。为施工建造过程节省了返工时间,节约了时间成本和经济成本[4]。
4.1.2二维码技术的应用
二维码技术的应用,实现各构件在全生命周期内的信息管理,实现了构件从材料采购、制作加工、打包运输、签收入库、安装验收等唯一可追溯性,所有状态一目了然。通过扫描二维码信息直观的将构件展示在所有人员面前,提高精细化项目管理水平和能力。二维码在预制构件中的技术优势如下。
(1)构件二维码标签中记录了构件信息,包括所属项目编号、所属项目名称、唯一识别码、构件编号、构件流水号、构件名称、主截面、外形尺寸、构件单重等信息。
(2)打包二维码标签中记录了包的信息,包括所属项目编号、所属项目名称、包号、包中的构件编号、构件流水号、构件名称、主截面、外形尺寸、构件单重等信息。
(3)二维码信息的读取,无需专业的设备,手机即可读取。
(4)实现了构件从入库,打包,发运,签收,现场安装的追溯。
(5)实现构件清单数量,入库数量,打包数量,出厂数量,到现场数量的对比,构件所属状态一目了然。
(6)实现实测实量数据电子化,现场实体扫描施工质量可视化。二维码应用流程为:平台信息录入→二维码打印→工序扫码→出厂验收扫码→进场验收扫码→安装验收扫码。
4.2安全防护
由于本工程的施工工艺特点,结构安装时无脚手架,施工楼层临边处无法设置常规的防护栏杆,特采用一种装配式多用途安全防护装置,作为钢构件安装、叠合楼板吊装、混凝土浇筑等工作的防护措施,同时,在楼层周边布设挑网,挑网架可利用钢柱安装耳板进行铰接。挑网架设应里底外高。
4.3“四节一环保”应用
本工程积极响应国家环境保护政策,采取了“四节一环保”绿色环保措施,主要体现在以下几方面。
(1)节水措施。雨水收集系统:在工地东侧大门砌筑雨水收集池,利用收集雨水洒水降尘。
(2)节地措施。工程用地整齐紧凑,大幅提高了土地利用率。
(3)节材措施。1)装配式钢结构全生命周期永久绿色、环保;2)结构顶板采用叠合楼板,节约材料,无周转材料、无建筑垃圾,绿色环保;3)外墙板采用加气混凝土条板,减少污染,提高装配化率,绿色环保;4)三角架支撑,绿色环保减少造成的污染,提高利用率,节约时间。
(4)节能措施。照明系统:办公区、生活区及地下室全部采用LED节能型灯具。
(5)环保措施。1)扬尘治理:施工现场对裸露地面全部采用绿密目网覆盖,定期洒水,抑制扬尘。2)绿化设施:对现场利用空地进行绿化,并设有360°旋转洒水设施。3)洗车池:对驶出车辆进行冲洗,防止工地泥土产生扬尘。
5结束语
本工程的实施有着巨大的社会效益,装配式钢结构住宅建设全周期均以绿色施工为理念,是绿色建筑的代表,项目建设过程中湿作业少,无周转材料,无建筑垃圾;同时装配式住宅给企业带来了无限的市场价值,铸造村项目的实施受到业内外人士一致好评,为北京市钢结构住宅产业的发展起到了引领作用。
参考文献:
[1]丁洁民[1,张冀,吴宏磊,等.装配式钢结构在某超高层住宅中的应用[J].建筑结构,2018(7).
[2]苗仲仁.探究蒸压型轻质加气混凝土墙板在装配式钢结构住宅中的应用[J].建材发展导向,2016,14(13):40-41.
[3]徐风波,王高祥,黄敏.跃层铰接钢框架支撑体系在某装配式住宅中的应用研究[J].建筑结构,2017(s2):188-193.
[4]佚名.新型墙板应用装配式钢结构住宅体系研究[J].钢结构,2018,33(10):32+86-89.