建筑工业化体系PC与钢结构对比分析
装配式建筑与钢结构建筑施工技术对比
装配式建筑与钢结构建筑施工技术对比随着世界经济的快速发展和城市化进程的加速,人们对高质量、快速、环保的建筑需求日益增加。
在这样的背景下,装配式建筑和钢结构建筑成为了一种备受瞩目的解决方案。
本文将对比装配式建筑与钢结构建筑的施工技术以及各自的优缺点。
I. 装配式建筑施工技术A. 简要介绍装配式建筑1. 定义和特点2. 常见的材料和构件类型B. 装配式建筑施工流程1. 设计阶段- 通过BIM技术进行设计和模拟- 针对具体需求进行定制化设计2. 制造与预制阶段- 在工厂中制造预制构件,实现高度标准化生产- 构件质量可控,减少现场出错率3. 运输与安装阶段- 将预制构件运输至现场,并进行快速组装与安装- 减少了现场作业时间,缩短工程周期II. 钢结构建筑施工技术A. 简要介绍钢结构建筑1. 定义和特点2. 钢结构建筑的常见形式和应用领域B. 钢结构建筑施工流程1. 设计阶段- 结构设计师根据功能和荷载要求设计合理的结构方案- 构件尺寸精确,成本可控性高2. 制造阶段- 在加工厂中进行钢结构构件的预制加工,确保质量一致性和准确度 - 施工图纸指导下进行焊接、切割等加工工作3. 运输与安装阶段- 将钢结构构件运输至现场,并由专业团队进行安装和调整- 快速组装,减少现场施工时间III. 装配式建筑与钢结构建筑对比分析A. 成本效益比较1. 材料采购成本对比2. 施工过程成本对比B. 工期效益比较1. 建筑周期对比分析2. 快速安装对工期的影响C. 环境影响比较1. 资源利用率比较2. 施工过程对环境的影响IV. 结论A. 总结装配式建筑与钢结构建筑的优劣势B. 提出适用于不同场景和需求的建筑选择建议在本文中,我们对装配式建筑和钢结构建筑的施工技术进行了详细对比。
装配式建筑以其高度标准化生产、简化现场施工等特点受到了越来越多人们的关注,并广泛应用于住宅、公共设施等领域。
而钢结构建筑则因其轻质、耐久、抗震等特点而备受青睐,并广泛应用于大型体育馆、桥梁、高层建筑等项目中。
钢结构相对于PC的优势
钢结构相对于PC的优势钢结构对于我们来说并不陌生,在生活的每个角落,只要你稍加注意,就会有钢结构建筑的出现,下面南通正道就详细为你介绍一下钢结构相对于PC的优势。
(1)钢结构结构体系成熟,自重轻,抗风、抗震性能好。
钢结构住宅体系节点可以采用高强螺栓装配,质量极为可靠安全。
(2)专业化加工图软件钢,结构的深化设计或加工图设计现有成熟商用加工图软件如XSTEEL可以完成节点验算、螺栓节点板自动碰撞检查、三维实体安装模拟早于AUTOCAD实现BIM的功能。
(3)施工周期大为缩短,结构柱或剪力墙可制成3~4层一节,与钢梁配套安装的施工速度快,若采用配套的钢筋桁架楼承板(包括预制钢筋(预应力)混凝土叠合板)进行楼板施工,无须脚手架、支模、养护和拆模,可多层同时浇筑混凝土,实现立体、流水、交叉作业。
减少了混凝土用量,省去混凝土养护等待时间。
预制轻质隔墙现场施工速度快,可以多层同时施工,墙面平整。
多重省时的施工方法可有效地缩短施工工期。
(4)减少湿作业节约人工,主体结构施工量以钢结构安装为主,相比PC可节省大量的现场工人,及湿作业量,在当今建筑劳动力成本越来越高的趋势下可明显降低建筑人工成本。
(5)综合减低成本,因施工周期大为缩短,除直接成本降低外,还间接带来了建设资金贷款利息减少、住宅销售加快(资金回笼加快),降低拆迁安置费用,从而可使综合建造成本降低。
(6)钢材可回收,钢结构住宅中的钢材属于可再生资源,无论是拆除或被损坏,建筑中的钢材可回收再生利用,实现藏钢于建筑、藏钢于民的国家战略。
(7)钢结构工业化建筑绿色循环低碳特性更为突出。
钢结构建筑充分利用钢材的高强度特性,节约了工程结构材料。
其每平方米消耗资源量大约在800~1000公斤,而钢混结构建筑每平方米消耗资源量则在1700公斤以上。
钢结构建筑在生产和建造过程中比混凝土工艺节能1/3,在使用过程中比传统建筑节能10%;据测算在同等规模建筑中,钢结构单位面积的碳排放量将降低35%,建筑自重减轻40%,建筑垃圾将减少83%,材料损耗减少60%。
比较装配式建筑施工中不同结构设计的优劣
比较装配式建筑施工中不同结构设计的优劣装配式建筑(Prefabricated Building)是一种新型的建筑施工方式,通过工厂预制构件,现场组装完成建筑的一种方法。
随着社会发展的需要,人们对于建筑安全性、环保性、快速性和低成本等方面提出了更高要求。
而在装配式建筑施工中,不同结构设计会影响到整体的质量和效益。
本文将比较不同结构设计的优劣,并对其进行分析和总结。
一、钢结构装配式建筑钢结构是装配式建筑中常用的一种结构设计。
相比传统混凝土结构,钢结构具有自重轻、抗震能力强和可拆卸可复用等优点。
在装配式建筑施工过程中,采用钢结构可以实现模块化生产,提高生产效率并减少施工时间。
同时,由于钢材价格相对稳定且市场需求量大,在生产成本上也具有一定优势。
然而,钢结构装配式建筑也存在一定的问题。
首先是环保性问题,在钢材的制造和运输过程中会产生大量二氧化碳排放与能源消耗,对环境造成一定的压力。
其次是隔热和保温性能较差,需要额外增设Isiidsystem以解决散热问题。
最后是防火性能相对较弱,需要在设计阶段加强防火措施。
二、混凝土结构装配式建筑混凝土结构是传统建筑中常用的结构设计,在装配式建筑领域也有一定的应用。
混凝土结构具有耐久性好、抗震能力强和隔音效果好等优点。
同时,采用混凝土结构可以实现模块化生产,提高生产效率并降低施工周期。
然而,混凝土结构也存在一些局限性。
首先是自重较大,运输成本相对较高;其次是对环境影响较大,在生产过程中会产生大量废水和废料,对环境造成损害;最后是施工时间相对较长,不利于快速完成项目。
三、木结构装配式建筑木结构是一种传统且环保的材料,在装配式建筑中也得到了广泛应用。
木结构具有自重轻、隔热保温性能好和安装便捷等优点。
同时,在木结构的制造和使用过程中,对环境影响较小,符合可持续发展的要求。
然而,木结构装配式建筑也存在一些问题。
首先是防火性能较差,需要在设计和施工过程中采取相应的防火措施。
其次是容易受潮腐蚀,在使用过程中需要进行定期维护。
钢结构与混凝土结构的比较分析
钢结构与混凝土结构的比较分析钢结构和混凝土结构是现代建筑中常用的两种结构系统。
它们各自具有独特的特点和优势,适用于不同类型的建筑项目。
本文将对钢结构和混凝土结构进行比较分析,以便更好地理解它们的差异和适用环境。
一、概述钢结构是以钢材为主要构件的建筑结构系统。
它通常由钢柱、钢梁、钢框架和钢板等构件组成。
相比之下,混凝土结构主要由混凝土构件组成,例如混凝土柱、混凝土梁和混凝土框架。
二、适用环境钢结构具有较高的强度和刚度,适用于大跨度和高层建筑,如大型工厂、商业中心和高层住宅楼。
钢结构的优势在于其轻型和灵活性,可以更好地适应建筑设计的需要。
相比之下,混凝土结构更适用于需要较高荷载承受能力和耐久性的建筑项目,如桥梁、核电站和水坝。
混凝土结构能够提供更好的隔声和隔热性能,同时具有抗火和抗震的能力。
三、施工难度与速度钢结构的制造和施工速度相对较快。
由于钢构件在工厂中进行制造,可以提前减少施工的时间。
另外,钢结构在现场组装时需要的人力和设备也相对较少,因此可以加快建筑进度。
相比之下,混凝土结构的施工相对较慢,需要在施工现场进行混凝土浇筑和固化。
混凝土结构还需要较长的养护时间,以确保混凝土的强度和耐久性。
四、成本分析钢结构的制造和加工成本相对较高。
钢材的价格较为波动,而且钢结构需要进行防锈和防腐处理,增加了施工成本。
另外,钢结构具有较低的重量,因此需要特殊的基础设计和施工。
相比之下,混凝土结构的制造和施工成本相对较低。
混凝土是一种常见的建筑材料,价格相对稳定。
混凝土结构的基础设计和施工相对简单,不需要太多额外的处理。
五、可持续性和环境影响钢结构具有较高的可再生性和可回收性。
由于钢材可以回收再利用,钢结构在拆除或改建时可以减少环境污染和资源浪费。
钢结构还可以通过设计和制造的优化,减少能源消耗和废弃物产生。
相比之下,混凝土结构的制造对环境影响较大。
混凝土的生产过程需要大量的水和能源,同时会释放大量的二氧化碳。
然而,混凝土结构具有较长的使用寿命和较低的维护成本,在长期使用中具有较好的可持续性。
适用于钢结构建筑之PC外墙工艺中
适用于钢结构建筑之PC外墙工艺中相同建筑节能设计下的玻璃幕墙与PC外墙的比较建筑节能设计是指在规划、设计、生产、施工、维护等过程中,一方面满足建筑的使用功能及外观审美性,另一方面结合节能技术应用到设计中,尽可能的降低建筑能源损耗。
目前国内JGJ 26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》及JGJ 134-2010《夏热冬冷地区地区居住建筑节能设计标准》及JGJ 75-2012《夏热冬暖地区地区居住建筑节能设计标准》皆要求节能指标达到50%~75%,所谓节能指标是指建筑通过采用合理节能建筑设计,在保证相同的室内热环境的前提下,与未采取节能措施前相比(相当于80年代建的房子),全年空调和采暖总能耗减少50%~75%。
玻璃幕墙与PC外墙的建筑能耗比较据统计目前中国建筑业物质消耗占全部物质消耗总量的15%-20%左右,建筑能耗约占全部能耗的30%且逐年上扬。
其中在国内每年有600多万平方米的玻璃幕墙搭配钢结构大楼使用,且以每年10%的速度继续增长,PC外墙每平米的碳排放量为92.99(kg-CO2),而玻璃幕墙在最大设计风压力<200kg/㎡时为675.18(kg-CO2),玻璃幕墙及玻璃的建筑能耗为PC外墙板的六倍左右。
因此钢结构大楼若能从设计开始即采用PC外墙设计,将能大大减少总体的建筑能耗。
玻璃幕墙与PC外墙的防火性比较目前玻璃幕墙竖直方向的防火做法是将水平防火防烟材料设置在与幕墙相邻的主体结构上端,玻璃幕墙的铝合金龙骨是没有刷防火涂料的,而铝合金龙骨的熔点约600℃,当一层建筑着火时必然导致同层的幕墙玻璃全部破坏,因此只要发生火灾则产生巨大财产损失及人员损伤。
而PC外墙由于采用钢筋混凝土材料且可设计夹芯保温不将保温材料露在外,而钢筋混凝土墙属于不燃烧体,截面厚度12cm就可达到2.5hr 的耐火极限,因此PC外墙的防火性能大大超过玻璃幕墙。
玻璃幕墙与PC外墙的耐久性比较依建质[2006]291号文《既有建筑幕墙安全维护管理办法》规定建筑幕墙工程自竣工验收交付使用后,每十年需进行一次安全性鉴定。
对比装配式建筑与钢结构建筑的施工技术分析
对比装配式建筑与钢结构建筑的施工技术分析装配式建筑与钢结构建筑是目前建筑行业中比较常见的两种新型建筑施工技术,它们在施工过程、材料使用、效益等方面有着不同的特点。
本文将就这两种建筑施工技术进行对比和分析,并探讨它们各自的优缺点以及适用场景。
一、装配式建筑的施工技术分析1. 施工方式装配式建筑是通过生产或制造出一些标准化、模块化部件,然后将这些部件在现场进行组装和安装。
整个施工过程借助于机械设备和专用设备,如起重机、吊车等,实现高效率作业。
相比传统施工方法,装配式建筑具有更短的实施周期和较低的人力成本。
2. 材料使用装配式建筑采用预制构件或模块化组件进行搭建,所使用的主要材料多为混凝土、钢材等。
这些材料通常经过严格测试和质检,具备良好的品质保证。
而且由于采用了标准化设计和生产, 建筑质量相对较高,对工程质量监控相对简单。
3. 施工效益装配式建筑施工周期较短,它的主要构件多是在厂房进行预制和加工,一旦现场的基础就绪,可快速组装安装。
这样不仅减少了临时设施的投入和施工时间,也能大幅度缩短整个项目的建设周期。
此外,其由于采用了标准化节约资源,在管理上更加集中化和规模化。
这些因素使得装配式建筑的施工成本相对较低。
二、钢结构建筑的施工技术分析1. 施工方式钢结构建筑是利用钢材作为主要结构材料进行搭建的一种建筑技术。
在施工过程中,首先需要进行设计和加工,并且需要现场焊接、螺栓连接或者其他方式将各个构件组合起来形成整体框架。
与传统砌筑类建筑相比,钢结构所需人力较少,但需要大量机械设备进行协助。
2. 材料使用钢结构建筑以钢材为主要材料,在性能方面具有优异特点:高强度、抗震能力强,耐久性好等。
与此同时,它也可以满足大跨度和高层建筑的需求。
然而钢结构建筑需要进行防腐处理以保证使用寿命,并且要通过计算和分析来确保整个结构的安全可靠。
3. 施工效益相比于传统建筑,钢结构建筑在施工周期方面具有明显优势。
其采用预制和模块化设计,减少了现场加工的时间。
钢结构建筑与混凝土结构建筑的比较研究
钢结构建筑与混凝土结构建筑的比较研究第一章研究背景钢结构建筑和混凝土结构建筑都是现代建筑中常见的结构形式。
随着科技的进步,建筑结构的材料也在不断发展,但其中的优缺点仍然各具特色。
本文将从不同角度对两种建筑结构形式进行比较研究,以期探究其适用性、安全性、造价和可持续性等方面的异同。
第二章建筑结构形式的介绍钢结构建筑在建筑结构中使用钢材作为主要承重结构材料,具有轻质、高强、可加工和可回收等特点。
具体来说,钢结构建筑可以分为框架结构、拱形结构和索结构等。
拱形结构具有良好的抗压性能,往往应用于大跨度建筑;索结构的使用可以降低结构自重和增加建筑透气性等特点。
混凝土结构建筑中使用的主要是水泥混凝土,其作为承重结构材料,强度高、耐久性好、隔音效果佳,并且优越的耐久性使其在建筑中得到广泛使用。
混兑泥结构形式又可以分为梁柱结构、板柱结构和框架结构等。
第三章钢结构建筑与混凝土结构建筑的比较3.1 适用性钢结构建筑的适用性主要由于其具有优秀的刚性和可塑性。
由于构件相对轻便,钢结构建筑适用于高层建筑和长跨度建筑,例如足球场、体育场馆、跨海大桥等。
混凝土结构建筑结构相对较重,所以在一般情况下,不适合建造高层建筑和大跨度建筑。
但是具有优良的隔音、隔热和防火效果,所以在住宅和办公楼建筑领域中应用得较为广泛。
3.2 安全性钢结构建筑由于其材料性质的特点,具有较大的强度和塑性,能够在弯曲和扭转的同时保持其承重能力。
钢材的浮肿性和突然失载特性使其易受到地震的影响。
因此,对于钢结构建筑而言,抗震特性的考虑非常重要。
混凝土结构建筑的耐震性和抗风性能可以有效地减轻建筑发生倒塌的风险。
由于其大量使用梁柱结构,因此混凝土结构建筑在建筑设计中注重其抗震设施的设计。
在设计中合理针布顶楼层抗震墩,通过增强节点对抗力的设计,可以提高混凝土结构建筑的稳定性。
3.3 造价钢结构建筑的造价相对较高,但是由于其凭借其轻盈的体量和方便的加工和制造,在安装和施工上相对简捷。
装配式建筑施工中的钢结构与混凝土结构对比
装配式建筑施工中的钢结构与混凝土结构对比随着人们对建筑质量和施工效率要求的不断提高,装配式建筑逐渐成为一种备受关注的新兴建筑模式。
在装配式建筑施工中,钢结构和混凝土结构是两种常见的构造方式。
本文将从材料特性、施工工艺、环保性能以及设计灵活性等方面进行比较,探讨钢结构与混凝土结构在装配式建筑中的优势和劣势。
1. 材料特性对比钢结构作为一种轻质高强材料,在装配式建筑中具有独特的优势。
首先,钢材具有优异的抗拉强度和刚度,能够有效承担水平荷载,增强了整体的稳定性。
其次,钢材重量轻、可塑性好、易于加工成各种形状,在设计时灵活多样。
然而,在火灾等极端条件下,钢结构会因高温受损,安全性相对较差。
而混凝土作为一种传统材料,在装配式建筑中同样发挥重要作用。
混凝土具有良好的抗压性能,在垂直方向上能够承受较大荷载。
此外,混凝土对温度变化和火灾有较好的抵抗能力,保证了建筑的整体安全性。
然而,混凝土施工需要一定时间进行固结和养护,因此施工周期较长,并且在需要拆除或修改时操作不便。
2. 施工工艺对比钢结构采用预制构件进行组装施工,主要包括切割、焊接、螺栓连接等工艺。
由于构件在工厂内完成加工,现场施工速度快、效率高,大大节省了人力资源和时间成本。
另外,钢结构可以实现模数化设计和标准化生产,降低了设计和制造难度。
相比之下,混凝土结构的施工过程更复杂耗时。
首先需要在施工现场搭建模板支架,将混凝土浇筑至模板内进行固结。
尤其是在楼层之间的浇筑过程中需等待一段时间以保证混凝土强度达到要求。
虽然逐层浇筑的方式能够加速施工进度,但总体来说相对钢结构还是稍逊一筹。
3. 环保性能对比在环保性方面,两种结构方式存在不同的优势。
钢结构采用预制构件生产,减少了现场施工时的废料和噪音污染,节约了施工资源。
此外,由于钢材可回收利用,具有较低的碳排放量。
然而,在生产过程中需要大量能源消耗,并伴随着溶剂挥发物的释放问题。
混凝土结构在环保性方面有所欠缺。
首先,在混凝土的制备过程中会产生大量二氧化碳排放。
装配式建筑施工中的钢结构与混凝土结构对比分析
装配式建筑施工中的钢结构与混凝土结构对比分析一、引言装配式建筑是一种快速、高效、环保的建筑施工方法,其中钢结构和混凝土结构是常见的选材。
本文将对钢结构和混凝土结构在装配式建筑中的应用进行对比分析。
二、钢结构在装配式建筑中的优势1. 快速施工:钢结构由标准化零部件组成,可以在工厂预制加工,并通过装配现场进行快速安装。
相较于传统建筑方法,节省了大量施工时间。
2. 轻质化:钢结构具有较低的自重,使整体建筑更轻盈,降低地基和基础设施的要求,并且适用于软土地区。
3. 空间灵活性:由于钢材强度高且可塑性好,因此可以实现大跨度和多层空间布局,提供更灵活的设计选择。
4. 回收再利用:旧钢材可回收再利用,在装配式建筑结束后可以进行拆除并循环利用。
三、混凝土结构在装配式建筑中的优势1. 火灾安全性:混凝土具有较高的耐火性能,能够有效抵御火灾蔓延,提供更安全的居住环境。
2. 声音隔绝:混凝土结构密度大,能够有效隔离外界噪音,提供更静谧的室内环境。
3. 抗震性能:混凝土具有良好的抗震性能,适用于地震频发区域,并且在组装过程中可以采用加固措施进一步提升抗震能力。
4. 耐久性:混凝土结构寿命长,相较于钢结构更加耐久和稳定。
四、钢结构与混凝土结构对比分析1. 施工速度钢结构由于工厂预制和现场快速安装的特点,在施工速度上具备明显优势。
而混凝土结构需要进行砼浇筑和养护过程,施工时间较长。
2. 空间设计钢结构具有较高的空间灵活性,可以实现大跨度和多层布局;而混凝土结构则相对受限制,不易实现较大跨度。
3. 抗震性能混凝土结构相对于钢结构具有更好的抗震性能,因为混凝土材料本身具备一定的柔韧性和耐久力。
4. 成本效益钢结构在材料成本上相对较高,但由于施工速度快、减少人工成本以及节省时间所带来的直接经济收益,可以在长期使用中体现出较好的成本效益。
混凝土结构则较为经济实惠。
5. 环境友好钢结构采用标准化生产和可回收利用的特点,符合现代环保要求。
建筑工业化体系PC与钢结构对比分析
建筑工业化体系PC与钢结构对比分析建筑工业化是指在建筑领域广泛应用工业化生产方式和工艺技术,通过现代化的工厂化生产和模块化建造,提高施工效率和建筑质量。
在建筑工业化体系中,钢结构和预制混凝土结构是常见的建筑材料和构件。
本文将对两者进行对比分析。
第一,施工速度和效率方面。
钢结构具有工厂预制、现场安装的优势,可以提高施工效率。
工厂预制的钢结构构件质量可控,现场安装只需简单的对接和连接,不需要进行混凝土浇筑和养护,施工速度快。
而预制混凝土结构的生产需要进行模板制作、混凝土浇筑和养护,施工过程相对复杂,施工速度较慢。
第二,建筑质量和可靠性方面。
钢结构具有较高的抗震、抗风等性能,适用于抗震等级较高的建筑。
钢结构材料的生产过程受控,质量易于保证。
而预制混凝土结构在生产过程中,存在模板制作和混凝土浇筑过程,受到施工工人技术水平和现场环境等因素的影响,质量稍微容易受到一些影响。
第三,资源利用和环境影响方面。
钢结构提供了较好的资源利用效率。
钢材可以回收再利用,降低资源消耗。
而预制混凝土结构对于水泥等材料的消耗相对较大,施工中可能会产生较多的废料和污水,对环境影响较大。
第四,灵活性和可拆卸性方面。
钢结构具有较好的灵活性和可拆卸性,能够适应不同的建筑需求和改建需求。
工厂预制的钢结构构件可以进行拆卸和重装,方便改造和功能性调整。
而预制混凝土结构一旦建成,拆除比较困难,不易进行改造。
第五,成本方面。
钢结构的材料成本相对较高,但施工速度快,可以减少人工成本和租赁成本等。
预制混凝土结构的材料成本相对较低,但施工周期长,人工成本和租赁成本相对较高。
综合考虑,对于大型建筑项目来说,钢结构的总体成本可能会更低。
综上所述,钢结构和预制混凝土结构在建筑工业化体系中各有优势。
钢结构适用于对抗震等级要求较高、施工速度要求较快的建筑项目;预制混凝土结构适用于对建筑质量要求较高、可持续性要求较高的建筑项目。
在具体应用中,需要根据建筑项目的需求、建筑类型和建筑环境等因素进行选择。
钢结构建筑和混凝土建筑的对比
钢结构建筑和混凝土建筑的对比
很多人或者很多企业,在建设钢结构房屋或者钢结构厂房的时候,都会考虑到我们应该采用哪一种结构形式来建设,通常更多的人是怎么划算怎么来,大多数人都是在混凝土方面和钢结构方面进行徘徊,今天我们就简单来了解下两者的优缺点。
【钢结构优点】
钢结构是环保性的建筑,是绿色建筑的代表。
它的优点主要有建筑的总质量比较轻,如此一来可以减少基础造价,第二个是它的施工速度要比传统建筑更短,第三个是具有灵活的设计性,可以增加空间净高,可以增加使用面积。
【钢结构缺点】
钢结构的主要缺点就是不耐火钢结构建筑,一旦发生火灾,会随着火势以及温度的不断增高,而其强度就会不断降低,如果温度达到500度以上的话,就很容易发生坍塌事故。
当日进行的另一个缺点就是无耐腐蚀,而且平米造价混凝土的要高一点。
【混凝土的优点】
混凝土取材比较容易,通常就是沙石等,第二个就是造价低,与钢结构相比的话,可以有效降低成本造价,另外一个就是耐久性比钢结构的要好一点。
【混凝土的缺点】
所以你的缺点,如果说与钢结构建筑相比的话,就是他的自重比较大而且其施工周期要比钢结构厂长很多,另外一个就是施工环境,比较容易污染环境,不如钢结构的施工现场干净利落。
钢结构与建筑工程的成本效益
钢结构与建筑工程的成本效益钢结构作为一种高效、可持续并且在建筑行业中广泛采用的材料,正日益受到广大建筑师和工程师的青睐。
与传统的混凝土结构相比,钢结构在建筑工程中具有明显的成本效益。
本文将探讨钢结构在建筑工程中的成本优势以及其带来的效益。
一、材料成本钢结构在建筑工程中的材料成本相对较低。
钢材作为广泛使用的建筑材料,市场需求量大,价格较为稳定。
相比之下,混凝土结构涉及到的原材料成本相对较高,尤其是水泥价格的波动性比较大。
因此,采用钢结构可以有效地降低建筑工程的材料成本。
二、施工期间效益钢结构在施工期间的效益显著。
钢结构的制造和加工速度快,可以在较短的时间内完成。
相比之下,混凝土结构的施工时间通常较长,需要等待混凝土完全干燥和凝固。
由于钢结构的快速施工,可以节省施工期间的人力和设备成本,并且能够更快地启动建筑工程的后续进程,如装饰、电气和机械设备安装等。
因此,钢结构可以在施工期间带来显著的效益。
三、空间利用效益钢结构可以带来更好的空间利用效益。
由于钢结构的高强度和刚度,相比之下,钢结构所需的柱间距和梁高度可以更小。
这意味着在同一建筑面积下,可以提供更大的可用空间,满足不同需求和功能。
另外,由于钢结构具有出色的抗震性能,可以减少建筑物的震动和变形,使得内部空间的利用更加稳定和安全。
四、维护和修复成本钢结构在维护和修复方面的成本相对较低。
钢材本身具有较高的耐腐蚀性,减少了日常维护的需求。
此外,钢结构的构件可以进行拆卸和重新组装,使得维修和更换工作更加方便和经济。
相比之下,混凝土结构在维护和修复时涉及到破坏性的拆除和重建,成本较高,且时间耗费较长。
五、可持续发展效益钢结构具有显著的可持续发展效益。
首先,钢材是可回收和再利用的,有利于减少资源的消耗和环境的影响。
其次,由于钢结构可以在较短的时间内建造完毕,减少了建筑工程对土地的占用时间和对环境的影响。
此外,钢结构的轻量化设计可以减少建筑物的自重,从而减少了对地基和基础设施的要求,节约了土地资源。
钢结构与混凝土结构如何选择更适合
钢结构与混凝土结构如何选择更适合在建筑领域,钢结构和混凝土结构是两种常见且重要的结构形式。
当面临一个建筑项目时,如何在这两种结构中做出更适合的选择,是一个需要综合考虑多方面因素的重要决策。
首先,让我们来了解一下钢结构。
钢结构的突出优点之一是其高强度和轻质化。
由于钢材的强度高,相对而言可以使用更少的材料来承受相同的荷载,这使得钢结构在大跨度和高层建筑中具有显著的优势。
比如说,大型体育场馆、机场航站楼等需要广阔无柱空间的建筑,钢结构能够轻松实现这样的设计需求。
钢结构的另一个优点是施工速度快。
钢材可以在工厂预先加工成各种构件,然后运输到施工现场进行快速组装。
这不仅缩短了项目的建设周期,还减少了现场施工的工作量和对周边环境的影响。
对于那些时间紧迫、需要尽快投入使用的项目,钢结构无疑是一个理想的选择。
此外,钢结构具有良好的可重复利用性。
当建筑物需要拆除或改造时,钢结构构件可以相对容易地拆卸下来,并在其他项目中重新使用,这符合现代社会对于可持续发展和资源节约的要求。
然而,钢结构也并非完美无缺。
其成本相对较高,尤其是高品质的钢材。
而且,钢结构在防火和防腐蚀方面需要额外的处理和维护,以确保其安全性和耐久性。
如果防护措施不到位,钢材在高温或恶劣环境下的性能可能会受到影响。
接下来,我们再看看混凝土结构。
混凝土结构的最大优点是成本相对较低,特别是在原材料获取和施工工艺方面。
在大多数地区,水泥、砂、石子等混凝土原材料容易获取,价格相对稳定,这使得混凝土结构在成本控制上具有一定优势。
混凝土结构的耐久性也是其一大亮点。
良好的混凝土配合比和施工质量能够使结构在长时间内保持稳定,抵抗自然环境的侵蚀和化学物质的腐蚀。
而且,混凝土结构具有良好的耐火性能,在火灾发生时能够保持结构的完整性,为人员疏散和消防救援提供更多的时间。
混凝土结构在隔音和隔热方面也表现出色。
混凝土的密度较大,能够有效地阻挡声音和热量的传递,为建筑物提供更好的室内环境。
建设工程中的钢结构与混凝土结构
建设工程中的钢结构与混凝土结构钢结构和混凝土结构是建设工程中常见的两种结构形式,它们各有优劣,适用于不同的工程需求。
本文将从使用范围、施工工艺、材料性能和经济性等方面比较钢结构和混凝土结构,旨在为读者提供关于这两种结构形式的全面了解。
一、使用范围钢结构主要应用于大跨度、高层建筑、桥梁和厂房等工程中。
由于钢材具有较高的抗拉强度和刚度,能够承受较大的荷载,使得钢结构在需求大空间悬挑和自由度较高的结构设计中具有优势。
此外,钢结构的施工性能优越,可以预制加工,提高施工效率。
混凝土结构广泛应用于住宅、商业建筑和水利工程等领域。
混凝土的主要特点是耐久性好、保温性能优秀、抗震性能较强。
由于混凝土可塑性强,使得其形成多样的结构形式,适用于各种建筑形式的承重体系。
二、施工工艺钢结构在施工过程中,需要进行焊接、螺栓连接等工艺。
焊接是将钢材通过熔化和凝固的方式连接起来,具有很高的强度和刚度。
而螺栓连接则是通过螺栓将构件连接在一起,具有拆卸和调整的灵活性。
在安装过程中,需要配备起重设备,进行高空作业,对施工条件和技术要求较高。
混凝土结构的施工相对简单,主要包括模板安装、钢筋绑扎和混凝土浇筑工艺。
模板安装是将预制的模板拼装在搭建好的支模架上,形成模板系统。
钢筋绑扎是将预制的钢筋按照设计要求进行连接,并固定在模板内,形成钢筋骨架。
混凝土浇筑则是将预先调配好的混凝土倒入模板中,待混凝土凝固后,拆卸模板,即可完成施工过程。
三、材料性能钢材具有高的强度、韧性和延展性,能够承受大的荷载。
钢结构的焊接点具有较高的强度和刚度,能够在受力状态下保持结构的稳定性。
然而,钢材的腐蚀性较高,需要进行防腐处理,以保证钢材的使用寿命。
混凝土具有较高的耐久性和抗压强度,能够有效抵御外部环境的侵蚀和荷载作用。
由于混凝土的碳化和开裂等问题可能影响结构的使用寿命,需要进行维修和保养。
四、经济性钢结构由于施工速度快、材料利用率高等特点,通常在大型建筑工程中具有较高的经济性。
装配式建筑施工木结构与钢结构对比分析
装配式建筑施工木结构与钢结构对比分析一、引言近年来,随着人们对可持续发展和高效施工的追求,装配式建筑逐渐成为全球建筑产业的热门选择。
在装配式建筑中,木结构和钢结构是两种常见的选择。
本文旨在通过对比分析木结构和钢结构在装配式建筑施工中的优势和劣势,探讨它们在实际应用中的适用性。
二、施工过程1. 木结构施工过程木结构施工过程相对简单,一般包括设计、加工、运输和安装四个主要阶段。
首先,根据设计要求制定详细的施工方案。
然后,在具备良好条件的车间内进行材料加工,如切割、打孔等。
接下来,将加工好的部件运输至现场,并按照预定的顺序进行组合和安装。
2. 钢结构施工过程钢结构施工过程与木结构类似,但因钢材重量较大会增加运输压力。
同样需要进行设计、加工、运输和安装四个阶段。
不同之处在于加工过程中主要采用焊接和螺栓连接等方式,因此对加工设备和技术有更高的要求。
三、施工效率1. 木结构施工效率相比传统的砖混结构,木结构具有轻质化、模块化特点,便于加工和运输。
在现场施工时,由于预制部件的使用,减少了现场加工时间。
此外,木材作为一种易加工的材料,在建筑设计上更具灵活性和创造性。
这些优势使得木结构在装配式建筑中施工效率更高。
2. 钢结构施工效率钢材作为一种强度高且可塑性好的材料,其施工过程相对简单。
预制部件可以在车间内进行加工,并快速运输至现场进行组合与安装。
此外,在钢结构建筑中使用焊接或螺栓连接方式也能大幅提高施工速度。
四、施工成本1. 木结构施工成本相比传统建筑方法,装配式木结构拥有更低的人力成本和快速施工的特点。
由于大部分组件都是在车间内预制完成,仅需进行简单的组装即可完成施工。
这不仅减少了人力投入,也节省了施工时间,从而降低了总体施工成本。
2. 钢结构施工成本钢结构的施工成本相对较高,主要是因为钢材的采购价格较高。
此外,钢结构在加工和安装过程中需要更多的专业技术和设备支持,这也会增加施工成本。
然而,在一些大型、复杂的建筑项目中,由于其强度和稳定性能优势,选用钢结构还是具有可行性的。
建筑工业化体系PC与钢结构对比分析
建筑工业化体系的P C与钢结构对比1、我国建筑工业化现状目前国内建筑工业化主要采用的是预制钢筋混凝土装配式结构简称:PC结构和钢结构这两种结构类型;目前PC比较热门,应为采用PC工业化的主体单位都是以现浇混凝土结构为主的房地产开发企业及土建施工总承包企业,熟悉混凝土工艺,把现场搬到工厂,容易搞起工业化,而且缺乏钢结构的人才;二是因为历史原因,社会上钢结构人才,少数钢结构专业人员集中钢结构企业;三是因为前几年钢材价格高,中厚板4600~5000元/吨,成品1万元/吨以上,钢结构成本居高不下,而现在中厚板2600 元/吨不到,成本下来了,钢结构工业化体系最大障碍没了,钢结构应该成为工业化的主流;虽然建筑工业化在我国取得了一定的发展,但即使在大城市,工业化生产率也不高;目前,我国建筑业依然还是以粗放型为主,建筑标准化工作滞后,相应的部件标准化、通用化程度低,新型建筑结构体系仍然处于摸索阶段,出现了大量的PC建筑工业化体系,都未经过市场的充分检验,但都有不少的示范性的工程,但往往是一个大项目的1、2栋,没有达到大规模工业化的要求,投产的产能都未释放,许多工厂形成了产能就出现产能过剩;钢结构建筑工业化体系主要有轻钢结构住宅体系及多高层钢结构建筑体系;轻钢结构住宅体系国外工业化十分成熟,国内也大量引进并应用;多高层钢结构住宅体系由钢结构作为承重结构,又分为钢框架结构、钢框架-支撑结构,钢框架-型钢混凝土核心筒,钢框架-钢板剪力墙以及杭萧推出号称第三代体系的钢管束剪力墙结构体系,除钢管束外前面的几种钢结构形式都很传统而且成熟;钢结构工业化建筑在我国的应用刚刚起步,在住宅上已有成功案例的主要企业有杭萧钢构、东南网架、宝钢集团、莱钢集团、武汉赛博思等;2、PC体系分析PC建筑工业化的核心环节是对装配式建筑技术本质的理解,深化设计的方法和PC构件生产工艺也是关键,而装配节点是PC建筑工业化的的核心;关系到体系的安全与抗震性能,也是现场构件装配形成结构体系的核心;目前业内的主流系统大的方向分为装配式剪力墙和装配式框架结构,对装配式剪力墙结构来说,采用预制墙板和叠合楼板构件,墙板连接仍然需要现场灌浆对灌浆技术工人的要求非常高,且叠合楼板之间还需要再打模,并现场浇筑混凝土,另一种两侧预制叠合板夹心现浇剪力墙,因为没有考虑到两边的预制板问题,横向墙连接也需要支模,与夹心墙一道现浇;加上叠合梁及叠合楼板现场的现浇量很大,湿作业大量存在,工序繁琐,需要大量人工,而且采用预制构件造房子工期比传统建造方式快不了多少;对装配式框架结构来说,采用预制框架和叠合楼板构件,竖向柱子采用钢筋浆锚接头连接,水平向梁板构件基本采取全预制的叠合形式,极大地减少了现浇量,总装配率能够高达60%甚至多到90%;工业化率很高,但抗震区框架结构高度受限,福州7度区50米限高;但是同时我们发现, 框架节点采用纵向浆锚钢筋相互连接,现场必然会出现很多灌浆孔,不利于质量安全,并且现场抽检所有灌浆孔的质量有很大难度,而且在抗震结构最关键的位置节点区全部需要现浇,支模困难,现场湿作业,需要人工操作,每个节点浇灌的混凝土量少,空间小,模板支撑复杂极易漏浆,质量受工人素质及天气环境影响,而且还是需要大量的工人及人工成本;PC通过工厂预制构件、现场装配,通过现浇节点保证结构整体性;归纳其优势:构件质量好、工期缩短、产业化程度高、不用大面积模板,甚至可以省去外架等,但节点处现场施工质量控制要求高;同时整体性不如现浇混凝土,成本高500~600元/平方米PC构件:外墙板、内墙板、楼梯综合价,一立方米最起码要2300元,而现浇混凝土每立方米只需要1600~1800元,在高层以及高烈度区应用需谨慎;与钢结构工业化体系对比实践总结PC体系的劣势:1PC体系众多,但都不是很成熟,构件连接技术复杂;1没有成熟加工图软件;混凝土设计构件众多,配筋几乎没有标准化,设计图到加工详图需要巨大的劳动,而且目前没有商品化的拆图软件,生产周期会延长;2结构重、运输、安装费高;所有材料工厂化,增加了制造和运输成本,比传统混凝土结构造价高30%以上;3节点连精度要求高接工艺复杂;预制剪力墙横向连接、主次梁接头,梁柱连接接头存在钢筋预制精度高,节点后封装模板支撑困难,现场浇筑漏浆现象多,采用浆锚钢筋相互连接时,现场必然会出现很多灌浆孔,存在质量通病及隐患;4湿作业多、人工费高;PC构件与现浇构件在装配连接后还需现浇混凝土,湿作业工作量大,而且节点支模复杂,节点总体积不多,但需要大量的人工处理节点,工人需求量大;5工序多、工期省不了多少;梁板叠合层现浇完,强度达到一定程度,构件形成整体结构后才能进行上一层的施工,速度仍受限制,得一层一层支撑、现浇,比起传统现浇施工快不了多少;而钢结构工业化体系则克服了上述缺点,并具有以下优点:1钢结构结构体系成熟,自重轻,抗风、抗震性能好;钢结构住宅体系节点可以采用高强螺栓装配,质量极为可靠安全;2专业化加工图软件钢,结构的深化设计或加工图设计现有成熟商用加工图软件如XSTEEL可以完成节点验算、螺栓节点板自动碰撞检查、三维实体安装模拟早于AUTOCAD实现BIM的功能;2施工周期大为缩短,结构柱或剪力墙可制成3~4层一节,与钢梁配套安装的施工速度快,若采用配套的钢筋桁架楼承板包括预制钢筋预应力混凝土叠合板进行楼板施工,无须脚手架、支模、养护和拆模,可多层同时浇筑混凝土,实现立体、流水、交叉作业;减少了混凝土用量,省去混凝土养护等待时间;预制轻质隔墙现场施工速度快,可以多层同时施工,墙面平整;多重省时的施工方法可有效地缩短施工工期;3减少湿作业节约人工,主体结构施工量以钢结构安装为主,相比PC可节省大量的现场工人,及湿作业量,在当今建筑劳动力成本越来越高的趋势下可明显降低建筑人工成本;4综合减低成本,因施工周期大为缩短,除直接成本降低外,还间接带来了建设资金贷款利息减少、住宅销售加快资金回笼加快,降低拆迁安置费用,从而可使综合建造成本降低;5钢材可回收,钢结构住宅中的钢材属于可再生资源,无论是拆除或被损坏,建筑中的钢材可回收再生利用,实现藏钢于建筑、藏钢于民的国家战略;6钢结构工业化建筑绿色循环低碳特性更为突出;钢结构建筑充分利用钢材的高强度特性,节约了工程结构材料;其每平方米消耗资源量大约在800~1000公斤,而钢混结构建筑每平方米消耗资源量则在1700公斤以上;钢结构建筑在生产和建造过程中比混凝土工艺节能1/3,在使用过程中比传统建筑节能10%;据测算在同等规模建筑中,钢结构单位面积的碳排放量将降低35%,建筑自重减轻40%,建筑垃圾将减少83%,材料损耗减少60%;钢结构建筑在使用寿命到期拆卸后产生的建筑垃圾仅为钢筋混凝土结构的25%,对环境更加友好;综上所述,钢结构住宅体系具有自重轻、节约基础造价、强度高、抗震性好、工业化程度高、安装施工便利、施工周期短、投资回收快、节能环保、户型布局灵活且得房率较高等特点和优势,是低碳绿色建筑的典型代表,必将成为建筑工业化及住宅产业化的主要发展方向;。
钢结构知识:对比分析钢结构与混凝土建筑之间的差异
钢结构知识:对比分析钢结构与混凝土建筑之间的差异我国房屋建筑长久以来都是以钢筋混凝土为主,人们对于世世代代住用习惯了的混凝土房屋也并没意识到有什么不妥,但随着时间的推移、地球资源日益减少,建筑越来越趋向于以节能省地为主,上世纪九十年代快速发展起来的钢结构建筑渐渐引起人们的注意,在国内,人们对于钢结构建筑接受程度正逐年提高,那么,钢结构与混凝土建筑之间的差异究竟体现在哪些方面?【1】地基基础:钢结构建筑具有总体轻、用料少、型钢载面与混凝土砼柱占地相比小20%,从而大大提高了建筑实质使用面积。
钢结构是由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地资源破坏小,此外大量减少混凝土用量,减少开山挖石量,有利于生态环境的保护,钢结构基础约为混凝土结构的一半,可以大大减少基础造价。
【2】主框架结构:钢结构与普通钢筋混凝土结构相比,钢结构材质匀称对等、高强、钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍,因此在荷载相同的条件下,钢结构承载能力比混凝土建筑轻10%从被破坏方面看,钢结构是在事先有较大变形预兆,属于延性破坏结构,能够预先发现危险,从而避免。
【3】材料再利用:钢结构使用若干年后原材料都可再回收利用,结构拆除后,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高。
【4】环保节能:钢结构节能效果好,墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板,保温性能好,节能50%,钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量,采用干式施工,产生的噪音小,粉尘少。
【5】建筑内空间:钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ,从而使建筑布置更加灵活,大开间设计,户内空间可多方案分割,可满足用户的不同需求。
工业化生产舒适得很多。
钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求,并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积使用率,户内有效使用面积提高约6%。
【6】施工周期:钢结构是全工业化产品,钢构件制作完成后到目的地组装,方便快捷,混凝土建筑要考虑天气,场地环境等。
建筑装饰行业深度探究:PC、钢结构比现浇结构成本高多少?
装配式混凝土结构与现浇混凝土结构成本比较分析具体来说装配式建筑成本增加部分主要包括:预制构件产品生产、库存、包装和运输费、现场安装吊装费、大型机械租赁费、墙板和楼板拼缝处理及相关材料费用。
成本减少部分主要包括:减少了钢筋和混凝土工程的现场砌筑费用,减少了现场施工的劳动力成本,还减少了现场支撑和模板费。
但是部分装配式技术不成熟以及非标准化设计等原因造成的高采购、生产、运输成本让PC 结构的价格明显高于传统现浇结构。
综合目前的情况整体来看,PC装配式结构成本高于现浇结构,虽然不同地区和不同项目中PC 结构建筑的成本增量较现浇结构有所不同,但一般来说标准化程度较高的项目成本增量较低,大部分的项目成本增量在150 至600 元/m2 之间。
但是随着装配式建筑扶持政策的不断出台、产业链的逐渐完善及相关技术的提高,以及发展阶段的积累使得精益管理得以实现、订单增加使得规模优势得以凸显,PC装配式建筑结构的成本正在逐渐向现浇结构的成本靠拢。
装配式钢结构和传统现浇结构总体造价与成本比较分析PS 上部主体结构的造价比传统现浇混凝土高,但由于钢结构具有缩短工期、减少建筑垃圾等优势,其综合成本的差距比上部主体结构要小。
综合成本来看,随着装配率的提高,钢结构的钢材用量也在增加,会直接升高成本,但人工成本随着规模优势反而降低了,最终总成本会出现先降后升的趋势,其中70%的装配率是增量成本的鞍部,可以最优地平衡材料成本上升和其他费用的减少。
钢结构基材的成本很高,纵然从人工、工期(节约模板、吊塔等租赁费用)、钢材回收再利用等方面比传统现浇有所下浮,但使用装配式钢结构后,还是会产生增量成本,所以在使用装配式钢结构时,应该寻找最佳装配率,这样可以尽量满足多个目标,并体现出来钢结构的优势。
装配式混凝土结构 vs 装配式钢结构整体看PS 结构的成本还是较PC 结构的成本高,以50%装配率而言,PC 结构相对于现浇式结构,成本上浮在15%-20%左右,而PS 结构相比于现浇式结构,成本上浮20%-25%左右。
钢结构与建筑工业化
钢结构与建筑工业化钢结构在建筑领域中扮演着重要的角色,而建筑工业化则是一种现代化的建筑方式。
本文将探讨钢结构与建筑工业化的关系,并分析其对于建筑行业的影响。
一、钢结构的优势钢结构作为一种轻型、高强度的建筑结构材料,具有许多优势。
首先,钢结构的自重轻,可以减少建筑物的整体重量,从而减小地基对于建筑物的要求。
其次,钢结构的施工速度快,可以节省大量的时间和人力资源。
此外,钢结构的可塑性强,可以满足各种复杂的建筑设计要求。
此外,钢结构具有良好的耐久性和抗震性能,可以提供安全的建筑环境。
二、建筑工业化的概念建筑工业化是一种将制造工业的概念和方法应用到建筑领域中的理念。
它强调通过标准化、模块化和工厂化生产来提高建筑的质量和效率。
建筑工业化的核心思想是将建筑过程转移到工厂中,通过生产线的方式进行生产,并最终在现场进行安装。
三、钢结构与建筑工业化的关系钢结构与建筑工业化有着密切的关系。
首先,钢结构材料的生产可以通过工厂化的方式进行,实现大规模的标准化生产。
这样不仅可以提高生产效率,还可以保证产品的一致性和质量的稳定。
其次,钢结构的施工过程可以通过模块化的方式进行。
在工厂中,可以对钢结构进行预制和预制,然后再运送到现场进行组装。
这样可以节省现场施工的时间和资源,提高施工效率。
另外,由于钢结构的可塑性强,可以满足各种特殊建筑需求,如大跨度、异型结构等。
四、钢结构与建筑工业化的优势采用钢结构和建筑工业化的建筑方式具有诸多优势。
首先,这种方式可以大幅缩短建筑周期,提高施工速度。
其次,由于工厂化生产,产品质量容易控制,可以提供高质量的建筑结构。
此外,这种方式可以减少现场施工噪音和对周围环境的影响。
另外,钢结构的可塑性也为建筑师提供了更多的创作空间和设计自由度。
五、钢结构与建筑工业化的应用案例钢结构与建筑工业化的理念已经在世界各地得到广泛的应用。
例如,中国的“超级斜拉桥”、世界各地的高层建筑,以及体育场馆等都使用了钢结构和建筑工业化的方式进行建造。
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建筑工业化体系的PC与钢结构对比
1、我国建筑工业化现状
目前国内建筑工业化主要采用的是预制钢筋混凝土装配式结构(简称:PC 结构)和钢结构这两种结构类型。
目前PC比较热门,应为采用PC工业化的主体单位都是以现浇混凝土结构为主的房地产开发企业及土建施工总承包企业,熟悉混凝土工艺,把现场搬到工厂,容易搞起工业化,而且缺乏钢结构的人才;二是因为历史原因,社会上钢结构人才,少数钢结构专业人员集中钢结构企业;三是因为前几年钢材价格高,中厚板4600~5000元/吨,成品1万元/吨以上,钢结构成本居高不下,而现在中厚板2600 元/吨不到,成本下来了,钢结构工业化体系最大障碍没了,钢结构应该成为工业化的主流。
虽然建筑工业化在我国取得了一定的发展,但即使在大城市,工业化生产率也不高。
目前,我国建筑业依然还是以粗放型为主,建筑标准化工作滞后,相应的部件标准化、通用化程度低,新型建筑结构体系仍然处于摸索阶段,出现了大量的PC建筑工业化体系,都未经过市场的充分检验,但都有不少的示范性的工程,但往往是一个大项目的1、2栋,没有达到大规模工业化的要求,投产的产能都未释放,许多工厂形成了产能就出现产能过剩。
钢结构建筑工业化体系主要有轻钢结构住宅体系及多高层钢结构建筑体系。
轻钢结构住宅体系国外工业化十分成熟,国内也大量引进并应用。
多高层钢结构住宅体系由钢结构作为承重结构,又分为钢框架结构、钢框架-支撑结构,钢框架-型钢混凝土核心筒,钢框架-钢板剪力墙以及杭萧推出号称第三代体系的钢管束剪力墙结构体系,除钢管束外前面的几种钢结构形式都很传统而且成熟。
钢结构工业化建筑在我国的应用刚刚起步,在住宅上已有成功案例的主要企业有杭萧钢构、东南网架、宝钢集团、莱钢集团、武汉赛博思等。
2、PC体系分析
PC建筑工业化的核心环节是对装配式建筑技术本质的理解,深化设计的方
法和PC构件生产工艺也是关键,而装配节点是PC建筑工业化的的核心。
关系到体系的安全与抗震性能,也是现场构件装配形成结构体系的核心。
目前业内的主流系统大的方向分为装配式剪力墙和装配式框架结构,对装配式剪力墙结构来说,采用预制墙板和叠合楼板构件,墙板连接仍然需要现场灌浆(对灌浆技术工人的要求非常高),且叠合楼板之间还需要再打模,并现场浇筑混凝土,另一种两侧预制叠合板夹心现浇剪力墙,因为没有考虑到两边的预制板问题,横向墙连接也需要支模,与夹心墙一道现浇。
加上叠合梁及叠合楼板现场的现浇量很大,湿作业大量存在,工序繁琐,需要大量人工,而且采用预制构件造房子工期比传统建造方式快不了多少。
对装配式框架结构来说,采用预制框架和叠合楼板构件,竖向柱子采用钢筋浆锚接头连接,水平向梁板构件基本采取全预制的叠合形式,极大地减少了工程现浇量,总装配率能够高达60%甚至多到90%。
工业化率很高,但抗震区框架结构高度受限,福州7度区50米限高。
但是同时我们发现,框架节点采用纵向浆锚钢筋相互连接,现场必然会出现很多灌浆孔,不利于建筑质量安全,并且现场抽检所有灌浆孔的质量有很大难度,而且在抗震结构最关键的位置节点区全部需要现浇,支模困难,现场湿作业,需要人工操作,每个节点浇灌的混凝土量少,空间小,模板支撑复杂极易漏浆,质量受工人素质及天气环境影响,而且还是需要大量的工人及人工成本。
PC通过工厂预制构件、现场装配,通过现浇节点保证结构整体性。
归纳其优势:构件质量好、工期缩短、产业化程度高、不用大面积模板,甚至可以省去外架等,但节点处现场施工质量控制要求高;同时整体性不如现浇混凝土,成本高500~600元/平方米(PC构件:外墙板、内墙板、楼梯综合价,一立方米最起码要2300元,而现浇混凝土每立方米只需要1600~1800元),在高层以及高烈度区应用需谨慎。
3.PC与钢结构工业化体系对比
实践总结PC体系的劣势:
(1)PC体系众多,但都不是很成熟,构件连接技术复杂。
(1)没有成熟加工图软件;混凝土设计构件众多,配筋几乎没有标准化,设计图到加工详图需要巨大的劳动,而且目前没有商品化的拆图软件,生产周期
会延长。
(2)结构重、运输、安装费高;所有材料工厂化,增加了制造和运输成本,比传统混凝土结构造价高30%以上。
(3)节点连精度要求高接工艺复杂;预制剪力墙横向连接、主次梁接头,梁柱连接接头存在钢筋预制精度高,节点后封装模板支撑困难,现场浇筑漏浆现象多,采用浆锚钢筋相互连接时,现场必然会出现很多灌浆孔,存在质量通病及隐患。
(4)湿作业多、人工费高;PC构件与现浇构件在装配连接后还需现浇混凝土,湿作业工作量大,而且节点支模复杂,节点总体积不多,但需要大量的人工处理节点,工人需求量大。
(5)工序多、工期省不了多少;梁板叠合层现浇完,强度达到一定程度,构件形成整体结构后才能进行上一层的施工,速度仍受限制,得一层一层支撑、现浇,比起传统现浇施工快不了多少。
而钢结构工业化体系则克服了上述缺点,并具有以下优点:
(1)钢结构结构体系成熟,自重轻,抗风、抗震性能好。
钢结构住宅体系节点可以采用高强螺栓装配,质量极为可靠安全。
(2)专业化加工图软件钢,结构的深化设计或加工图设计现有成熟商用加工图软件如XSTEEL可以完成节点验算、螺栓节点板自动碰撞检查、三维实体安装模拟早于AUTOCAD实现BIM的功能。
(2)施工周期大为缩短,结构柱或剪力墙可制成3~4层一节,与钢梁配套安装的施工速度快,若采用配套的钢筋桁架楼承板(包括预制钢筋(预应力)混凝土叠合板)进行楼板施工,无须脚手架、支模、养护和拆模,可多层同时浇筑混凝土,实现立体、流水、交叉作业。
减少了混凝土用量,省去混凝土养护等待时间。
预制轻质隔墙现场施工速度快,可以多层同时施工,墙面平整。
多重省时的施工方法可有效地缩短施工工期。
(3)减少湿作业节约人工,主体结构施工量以钢结构安装为主,相比PC可节省大量的现场工人,及湿作业量,在当今建筑劳动力成本越来越高的趋势下可明显降低建筑人工成本。
(4)综合减低成本,因施工周期大为缩短,除直接成本降低外,还间接带来了建设资金贷款利息减少、住宅销售加快(资金回笼加快),降低拆迁安置费用,从而可使综合建造成本降低。
(5)钢材可回收,钢结构住宅中的钢材属于可再生资源,无论是拆除或被损坏,建筑中的钢材可回收再生利用,实现藏钢于建筑、藏钢于民的国家战略。
(6)钢结构工业化建筑绿色循环低碳特性更为突出。
钢结构建筑充分利用钢材的高强度特性,节约了工程结构材料。
其每平方米消耗资源量大约在800~1000公斤,而钢混结构建筑每平方米消耗资源量则在1700公斤以上。
钢结构建筑在生产和建造过程中比混凝土工艺节能1/3,在使用过程中比传统建筑节能10%;据测算在同等规模建筑中,钢结构单位面积的碳排放量将降低35%,建筑自重减轻40%,建筑垃圾将减少83%,材料损耗减少60%。
钢结构建筑在使用寿命到期拆卸后产生的建筑垃圾仅为钢筋混凝土结构的25%,对环境更加友好。
综上所述,钢结构住宅体系具有自重轻、节约基础造价、强度高、抗震性好、工业化程度高、安装施工便利、施工周期短、投资回收快、节能环保、户型布局灵活且得房率较高等特点和优势,是低碳绿色建筑的典型代表,必将成为建筑工业化及住宅产业化的主要发展方向。