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铝模工艺+全混凝土外墙,技术与经济性干货!

时间:2020-02-04 14:47:18  来源:设计优化圈

  建筑物外墙开裂、渗漏一直是困扰建筑施工的一项技术难题,特别是冬夏气温差别大、季候风大的地区,由于混凝土(含砂浆)与砌筑墙体的热膨胀系数不同,易在混凝土与砌体墙体之间、外墙砌筑与外墙墙面砂浆之间产生收缩裂缝,外墙易发生开裂渗漏等质量通病。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  近年来随着铝合金模板施工技术的大力发展,免抹灰、干作业等先进的施工理念开始萌芽并得到初步发展,针对建筑物外墙的开裂、渗漏等一系列通病,采用铝模技术全混凝土外墙能得到较好的解决,本文主要介绍铝模技术在高层和超高层住宅的应用以及与传统外墙砌筑的经济性比较。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

1. 建筑行业现状27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 施工速度慢,建设工期长;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 建筑工人不足,用工成本高;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 木模使用率低,破损率高,施工质量存在问题。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

2. 技术与工艺创新27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 使整个建筑外墙均为混凝土墙体,混凝土本身的抗渗性能要优于砌体,同时也避免不同材质热膨胀系数不同而产生的收缩裂缝。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 通过外墙阳角弹控制线、对铝合金模板施工质量进行实测实量等措施,保证实体结构的施工质量,实现外墙免抹灰目的。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 外墙每隔2层设置1道EPS 外墙线条,在两层结构间进行外墙结构垂直度、平整度控制,施工质量更易保证,同时对墙面色差控制也起到积极消差作用。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 在主体施工后将后续工序分层合理安排,实现主体——外围——公共——户内各工种分段分层施工完成,从而达到提高效率、缩短工期的目的。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  应用铝模技术,将二次砌筑外墙用砼同主体一起整浇,连接处采用柔性连接,以满足设计要求,简化工序,提升效率。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图1 现场铝模施工27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图2 现场木模施工27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

3. 铝模施工工艺27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  铝模板主要由模板系统(铝型材或铝板材)、支撑系统、紧固系统、附件系统构成。下图为铝模板施工现场拼装。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图3 铝模板拼装一27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图4 铝模板拼装二27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  施工现场铝模板的四大组成系统具体包括:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 模板系统:构成施工所需的封闭面,保证混凝土浇灌时建筑结构成型。(图5、图6)27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 支撑系统:在施工过程中起支撑作用,保证楼面、梁底及悬挑结构的支撑稳固。(图7、图8)27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 附件系统:为模板的连接构件,使单件模板连接成系统,组成整体(销钉、销片、螺栓)。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 紧固系统:是保证模板成型的结构宽度尺寸,在浇筑混凝土过程中不产生变形,模板不出现涨模、爆模现象。(图9)27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图5 铝模板一27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图6 铝模板二27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图7 竖向支撑体系27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图8 斜支撑体系27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图9 铝模板紧固构件27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  铝模板体系组成部分需要根据楼层特点进行配套设计,对设计技术人员能力要求较高。铝模板各模块可以在多个项目中循环利用,其突出技术优点有:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 施工周期短。流水作业快拆快建,大大提高施工进度,节约管理成本。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 重复使用次数多,平均使用成本低。铝模板规范施工可翻转使用百次以上。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 施工方便、效率高。铝模板系统组装简单、方便,可以完全由人工搬运和拼装。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 稳定性好、承载力高。多数铝模板体系承载力可达到每平方米60KN,足够满足多数住宅楼群的支模承载力要求。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 拼缝少、精度高,拆模后混凝土表面效果好。铝建筑模板拆模后,混凝土表面质量平整光洁,实现免抹灰,可节省批荡费用。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 标准、通用性强,回收价值高。铝模板规格多,可根据项目采用不同规格板材拼装,且最终回收价值高。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 节能环保。铝模板系统所有材料均为可再生材料,大量减少传统木料等资源浪费,节能、环保、低碳。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼下表为各类模板系统性价比对比分析:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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4. 全混凝土外墙设计原则27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

结构调整27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 确定结构方案时,应在满足抗震设计的前提下,将外墙设置为全现浇混凝土墙体;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 窗下墙设计为整体连梁或双连梁;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 避免开结构洞, 如须开洞宜结合建筑设置窗洞;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 外墙不出现与主体结构相连接的小墙垛砌体;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 减少二次浇筑构件,如构造柱等;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 设计时考虑砌体改为混凝土墙后荷载的增值,同时不再考虑抹灰面层荷载;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 涉及到面积计算的外围装饰构件需一次浇筑成型。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

结构拉缝27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 在结构调整方式无法实现全现浇外墙时,采用结构拉缝的形式将剩余砌体改为混凝土构造墙体与主体结构整体现浇;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 结构拉缝是指在构造混凝土墙体与剪力墙之间设置竖向和水平柔性材料,使构造墙体不参与结构计算;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 构造墙体导致墙体刚度增大可通过设置周期折减系数的方式解决;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 外墙分隔线条应结合结构拉缝进行设置;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 结构拉缝一般由内外U型固定止水卡槽和拉缝材料组成;27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▪ 拉缝材料应符合防火、防水、弹性、强度、耐候性等要求。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼下图为住宅施工中外墙采用全现浇混凝土施工的要点:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图10 住宅全混凝土外墙设计原则27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼下图为住宅普通外墙与全混凝土外墙的对比:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图11 住宅普通外墙设计27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图12 住宅全混凝土外墙设计27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

5. 住宅经济性比较27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  高层(100m)住宅经济性比较27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图13 普通剪力墙27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图14 全外墙混凝土27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼结构计算指标比较见下表:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  对比可知:全外墙混凝土结构刚度大,地震力大,可能出现超8米长墙,不符合抗震概念及规范要求,结构自重大,基础造价适当增加。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼用钢量(Kg/㎡)比较见下表:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  两种结构体系的梁板用钢量基本一致,普通剪力墙结构的墙柱用钢量较高,但考虑全外墙混凝土结构外围砌体墙采用构造混凝土墙,全外墙混凝土结构实际总体用钢量约提高5%-10%。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  超高层(140m)住宅经济性比较27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图14 普通剪力墙27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图15 全外墙混凝土27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  对于140米剪力墙结构,由于结构刚度的需要,普通剪力墙体系结构布置时,在外围门窗处开结构洞或设置强连梁,基本上与全外墙混凝土结构体系的布置方式相同。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼下图为140m住宅结构平面布置图:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  图16 结构平面布置图27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼结构计算指标比较见下表:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  对比可知:两种体系的结构布置差别不大,整体计算指标基本一致。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼用钢量(Kg/㎡)比较见下表:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  两种结构类型的梁板墙柱用钢量基本相等。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  成本分析27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  ▼全混凝土外墙体系的成本分析见下表:27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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6. 结论27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  本文通过对铝模施工工艺的介绍以及铝模结合全外墙混凝土设计与传统设计的经济性对比,得出应用铝模施工工艺结合全混凝土外墙体系(考虑构造混凝土墙),结构总体含钢量与普通剪力墙体系相比,造价并无明显提高,尤其对于超高层住宅,由于自身结构刚度的需要,结构布置形式基本为全混凝土外墙。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  采用铝模技术全混凝土外墙体系每平方米的综合成本增加有限,却大大提高效率,缩短工期,减少人工成本,且低碳、环保,必然是建筑业的发展趋势。27a筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!


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