钢结构是装配式建筑三大结构体系之一,具有抗震性好、建筑质量高、生产简便快捷、绿色环保等优势。2016年2月装配式钢结构建筑技术标准,中共中央、国务院印发《关于进一步加强城市规划建设管理的若干意见》(中发[2016]6号),提出发展新型建筑方式,大力推广装配式建筑,积极稳妥地推广钢结构建筑。
本文为沈阳某房地产商业网点项目,主要介绍该项目的技术应用和创新应用——新型装配式钢结构围护体系,并分析其造价和技术优势。钢结构装配式建筑体系为整体装配式、全干法施工、全季节施工,建筑面积造价指标约为1500元/㎡,略高于传统钢筋混凝土结构体系造价,但低于装配式钢筋混凝土结构建筑。
装配式钢结构标准化建造体系是在传统钢结构体系的基础上,运用标准化设计理念,使零部件通用化,将装配式建筑四大体系(建筑结构体系、外护体系、设备管线体系、内装修体系)高度融合,并添加全装修,打造出一种新型的装配式钢结构建筑体系。主要标准构件包括:主体结构采用箱型钢柱、H型钢梁、预制钢楼梯、GRC楼面板、GRC保温一体化屋面板,外护结构采用GRC保温一体化外墙板,内部隔墙采用GRC内墙板。
【项目概况】该商业网点项目采用整体装配式钢结构,在设计阶段就邀请装配式建筑厂商参与设计,提供相关技术支持,使装配式建筑施工一体化设计施工策略在本项目中得到充分体现。
通过相关BIM技术手段,结合装配式建筑构件的生产特点,对建筑标准化构件及相关连接节点进行设计,特别是本项目的钢结构轻型楼面板、钢结构轻型屋面板、钢结构轻型墙面板体系,在满足设计要求的同时,大大简化了相关面板种类及节点类型,大大方便了施工的同时降低了项目建设成本。
(项目施工现场图)
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①
| 技术应用|
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新型装配式钢结构围护体系,技术应用:
1、钢结构作为装配式建筑的主要结构形式
项目主体采用装配式建筑,钢结构具有绿色建筑的特点,设计采用螺栓连接节点,具有“轻、快、好、省”的优势。同时,钢结构体系与围护体系紧密配合、和谐统一,如经常采用的钢柱+外墙板体系。
2.基于BIM技术的信息管理平台
EPC模式下,设计阶段通过方案策划、BIM引导、XSTEEL建模,引入专业团队开展深度设计合作,采购阶段进行联合设计、联合施工,形成预标准化取样、确定流程,将全周期设计、深化、生产加工周期控制在1个月以内。
3、按照相关政策、标准的要求,采用装配式装修。
外护系统是采用干式施工方法的新型装饰工法,构件在工厂预制,由产业工人现场组装,质量好,安装速度快,无污染。本项目采用装饰、结构一体化的一体化外墙板、屋面板,质量效果优于传统工艺,成本可控。
4.预制屋面及墙体保温一次性成型
屋面及外墙保温板一次性成型,大部分生产转移到工厂,减少施工对居民的干扰,有利于环保。板材原材料环保,在大型工厂加工,出厂前经过严格检测,质量有保障,室内室外均可使用。
5、装配式钢结构主体施工工期每层5天,比混凝土结构快60%以上。
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②
| 创新点|
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新型装配式钢结构围护体系,技术应用:
1、新型装配式钢结构主体体系:
标准化——模块化设计,主体、装饰、零部件等均可提前加工;
预制化——通过钢结构预制建筑体系,实现100%干作业;
交织提高效率——采用标准化设计、100%干式作业,实现所有工序交织,最大限度提高效率。
2、新型装配式钢结构围护体系:
(1)重量轻
轻钢框架混凝土板质量轻,比重小于800kg/m3,使得整块板自重仅为传统混凝土材料的30%左右,由于板重轻装配式钢结构建筑技术标准,可节省钢材35kg/m2。
(2)承载能力大
采用轻钢框架与高强度无机轻质芯材组合结构,虽为轻质板,却保持了传统钢筋混凝土重板承载力大、安全性高的特点,不仅能满足均布荷载的要求,而且集中承载力强,是替代传统混凝土屋面板、楼板的理想材料。
(3)耐久性好
通过材料选择与施工方法的精心结合,产品设计使用寿命可达50年;芯板采用无机材料,稳定性好,抗老化,使用寿命与混凝土材料相当;板底钢丝直径大于3mm,保护层厚度大于20mm,吸湿率小于0.1%。
(4)保温一体板
该板材保温性能优良,材料导热系数低,整板传热系数可低至0.1w/㎡.k,满足高寒地区建筑保温节能要求;屋面及外墙板为一体化保温板:1)屋面及外墙板自带保温层,保温层接缝采用现场施工,保温防火满足建筑要求及节能要求;2)屋面及外墙板后续找平层、防水层按常规施工做法施工即可。
(5)隔音性能好
经检测,不装门时室内噪声级在42-55分贝之间,若装上门窗,噪声级应在40-50之间。经检验,符合《中华人民共和国城市区域环境噪声标准》中规定噪声级白天不得超过50分贝,夜间应低于45分贝的规定。同时符合《居住建筑规范》(GB50368-2005)中规定居住建筑应在平面布置和建筑结构方面采取防噪措施的规定。卧室、客厅在关闭窗户的条件下白天允许噪声级为50dB(A声级),夜间允许噪声级为40dB(A声级)。
(6)抗震性强
钢框架板重量轻,抗震性能好,抗震节点设计合理,可满足8度抗震设防要求,地震发生时二次破坏小,是地震区建筑理想的构件材料。
(七)节能环保
钢架板主要材料均为天然无机材料,不释放有毒有害物质,透气性好,居住健康舒适。
(8)易于使用
钢架轻型楼面板、钢架轻型屋面板、钢架轻型墙板安装快捷、施工环节少,大大缩短了施工工期;钢架轻型楼面板、钢架轻型屋面板、钢架轻型墙板的外观、规格可根据客户要求定制,并能满足开孔等用途的要求;钢架轻型楼面板、钢架轻型屋面板、钢架轻型墙板为天窗、风机设备、防雷系统、二次装修等配套施工提供了便捷合理的解决方案。
(9)冬季干施工,不受季节影响
钢构件、楼面板、屋面板、墙板全部在工厂预制,现场只需按顺序安装即可。特别是墙板采用新型外节点,大大提高了施工效率,缩短了施工工期,施工不受季节影响。
(10)维护方便
钢架轻型楼面板、钢架轻型屋面板、钢架轻型墙面板在正常使用过程中不需要特殊的维护,使用成本低;局部损坏可直接在现场修复,若需要更换,也可更换单块面板,不影响整体结构。
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③
|成本分析|
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我公司对本项目钢结构装配式建筑体系进行了成本核算,建筑面积成本指标约为1500元/㎡,报价包含主钢架制作、运输、安装,GRC屋面板、楼面板、外墙板及GRC板上保温层制作、运输、安装,板与板之间的接缝,不包含砌块内墙、外墙立面及造型。
本项目费用如下:(国外项目根据项目地点不同会有浮动)
主体结构约1146元/㎡:包括钢结构柱、梁、预制钢楼梯、GRC楼面板、GRC保温一体化屋面板的主材、辅材、加工、运输、安装;
围护结构造价约367元/㎡:主材、辅材、GRC保温一体化外墙板加工、运输、安装。
| 公司简介|
万新(沈阳)建筑科技有限公司是一家集新型建筑材料研发、装配式钢结构建筑设计、施工为一体的新型高新建筑科技企业。在国家大力倡导装配式建筑的背景下,本着清洁、环保、高效的装配式建筑理念,“万新”人应运而生。
公司主营专利产品“新型装配式钢结构”建筑,具有自重轻、强度高、抗震性强、保温性能好等特点,施工装配快捷高效,不受季节影响,较传统施工节省工期70%。在高精度工业化生产管理条件下,已广泛引入各类民用建筑及商业网店,并可根据各类业主需求进行“量身定制”。