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技术先驱 钢铁“乐高”搭建民生工程

作者：杜朋轩    
时间：2020-12-16 17:04:03 [收藏]
近日，由湖北省建筑业协会对中建科工完成的《钢结构装配式高层住宅设计与建造一体化技术》进行了成果评价，对课题的完整性、创新性、先进性等方面进行了全面评估，一致认为该项科技成果整体达到国际先进水平。
    关键词：技术；装配式；民生
    技术先驱  钢铁“乐高”搭建民生工程
     
    文/杜朋轩
    “飞沙走石、现场嘈杂”，这是传统建筑行业展示在公众面前的一贯印象。但是在中建科工奓山还建房项目上，却看不到这样的景象，与传统项目不同的是，这里的民生还建房采用装配式钢结构建筑，用钢铁“乐高”搭建民生工程。
    项目是中建科工在蔡甸打造社会民生工程示范项目，总建筑面积49.6万平方米，采用PPP+施工总承包方式运作，供当地3000余拆迁户使用。目前，项目已被列为武汉市装配式建筑试点示范工程、湖北省建筑节能示范工程、2018年中建股份科技创新示范工程，并先后获得湖北省建筑工程安全文明施工现场，武汉市2019年“江城十大智慧工地”等各类奖项。
    装配式住宅的“首次挑战”
    “作为中建科工首个装配式钢结构住宅项目，我们面临的压力和挑战是前所未有的，必须要将这第一仗打得漂亮” 项目经理周瑜说。初到项目，走在野草遍地的路上，看着琳琳散散的破旧老房，一想到当地居民的殷切期盼，让他急如星火想要开工，而当务之急是迅速组织队伍完成“大本营”的建造。仅仅在15天之后，项目部办公楼就基本建成并初步满足办公需求。战斗的号角毅然吹响，周瑜和他带领的年轻团队缺乏经验，但是这并没有影响施工的进度，他们拧成一股绳，用拼劲、干劲来迎接项目带来的挑战。
    周瑜表示，从材料上说过去混凝土建筑居多，从施工方式说大多是现场浇灌建筑。而8#楼主体结构采用钢框架体系，围护采用ALC墙板及保温装饰一体板等材料，整体装配率达76%，实现AA等级。项目建造全过程采用了BIM技术、智慧工地等先进管理手段，利用技术优势为项目建设任务保驾护航。
    技术创新当“开山斧”
    “在建设过程中，项目积极探索了许多创新点”，周瑜说，将商用建筑钢筋桁架楼承板引入住宅建筑,设计并采用可拆卸式钢筋桁架楼承板，在钢筋绑扎的复杂节点区域则采用了铝制模板，避免了满堂搭设支撑架，减少了附加钢筋的绑扎量。铝模定制化程度较高，托板和钢梁在工厂预制，既保证定位准确，又能保证焊接质量，无需进行现场多余焊接，保证了施工质量与施工效率。项目生产经理郭涛说，“装配式建筑就像搭积木，用一个个部品构件组装成一个房子，这是未来建筑行业发展的大趋势，到现场进行组装，它更环保，更快速，安全性更加好。”
    ALC条板与楼板、钢梁、钢柱之间拼缝处，由于受材质、温度、粘接力、荷载应力等不同因素的影响，使得施工现场情况十分复杂，容易对高层钢结构装配式住宅造成开裂风险。“为解决问题，我们唯有将项目当做‘实验室’，日夜反复进行试验”项目总工朱德桥说，“试验模型按足尺比例进行设计，按照实际使用状况进行试验。”试验使用液压伺服加载系统施加水平低周反复荷载，试验结果表明：采用管卡法节点时，荷载加载至12mm，板材角部与管卡连接部位开始出现裂缝，此时层间位移角1/250。为了加上双重保险，项目还通过有限元模拟与实验结果对比，发现应力最大位置均在柔性连接处，也是试验中板材最先破坏的位置，与实验吻合度较高。
    防水隔音“黑科技”
    住宅项目关系民生，而住户最为关心的就是住宅的居住舒适性，这其中包含房屋墙体的防水及保温性能，周瑜说：“钢结构装配式住宅作为公司推向市场的重要产品，防水保温性能必须达标”。项目成员不仅亲自到ALC条板制造厂家把控质量，还与华中科技大学合作实验，探讨解决防水处理的最优解。现有的防水技术需要特质工艺，且适用范围小、工序复杂。项目成员采取“围追堵截”式的防水策略，在节点连接处内塞PE棒，外打硅酮耐候密封胶，窗洞四周阳角整体折弯，一体板下方铺设柔性防水材料，空腔内设计排水沟，板缝处设置排水管，管内设计吸水海绵，这样用“堵水、导水、排水”的思路，大幅提升项目防水性能，保障住户用房质量及安全。
    “经过梁窝填充的反复试验，住宅隔音性能同样优异”郭涛说。我们对不同材料在工程样板间的试验结果进行科学分析，综合考虑梁窝填充的挂载力需求、隔声性能、施工效率，最终选取以砌块为主材料进行钢梁梁窝填充处理，既满足吊挂承载力，又满足保温隔音需求。同时，通过内嵌复合隔音板结构盒，在墙上对电器开关盒、插销盒暗装做隔声处理，避免隔墙两边电器盒对装及空隙通缝，通过采取“奥利奥”式的隔音处理办法，提高了建筑品质和居住舒适性。
    科技专利成果丰硕
    项目从开工至今，形成了《钢结构装配式高层住宅全专业一体化设计技术》及《钢结构装配式高层住宅建筑性能保障与提升技术》，按照全专业一体化设计的理念，综合考虑住宅平面布局、连接节点、设备管线布置与结构的关系，达到了设计标准化的要求。项目专利已受理或授权专利13项，其中国际专利2项，发明专利实质审查阶段4项，另有19项专利正在受理审查中。同时，利用对住宅功能进行了系统性研究，改进了钢结构装配式高层住宅墙板、楼板连接等细部构造做法，改善了住宅建筑防渗、抗裂、隔声、保温性能。
    近日，由湖北省建筑业协会对中建科工完成的《钢结构装配式高层住宅设计与建造一体化技术》进行了成果评价，对课题的完整性、创新性、先进性等方面进行了全面评估，一致认为该项科技成果整体达到国际先进水平。（通讯员/杜朋轩）
     
     
     

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