关键词:装配式建筑;结构设计;技术优化
近年来,我国建筑业发展迅猛。为了解决传统建筑模式中人工成本高、工期长、工程量大、环境污染严重等重要问题,装配式建筑应运而生,顺应了行业发展的要求,并且采用装配式施工方法绿色、环节、节能,符合当前社会经济发展的理念。但目前装配式建筑在我国发展还较为缓慢,还处于待完善阶段,主要在东部经济较为发达的沿海地区进行尝试性发展。因此,很多企业于装配式建筑物的特征不够了解,ζ淅斫獠磺澹在建筑设计、抗震设计及构建制作上缺乏经验,不能是装配式建筑的优势充分发挥,在建设过程中不但没有降低建筑成本,反而使建筑成本大大增加。装配式建筑结构有效设计是装配式建筑结构成功与否的关键,再依循设计方案进行建筑结构的拆分、构件制作及结构组装。稳定性、安全性和实用性是装配式建筑结构的基本原则,所以对装配式建筑结构设计优化显得尤为重要,确保建筑物质量,进一步促进整个装配建筑行业的发展。
1装配式建筑的设计要点
可行性、使用性是装配式建筑结构设计的关键点。同时,在设计中首先必须注意在确保建筑物功能性和安全性的前提下,通过专业、标准、精细的设计,充分发挥建筑设计的优越性,注重能源的损耗,为人们提供一个安逸舒适的建筑环境。将建筑物的结构高度、不规则度及结构复杂度控制在合理范围。建筑设计在进行初步设计过程中必须充分考虑建筑材料、结构体系、结构布置、各参数等,对多种设计方案从可行性、经济性等方面进行充分比较,获得最优设计方案。另一方面,根据国家相关标准,对结构设计进行精确计算,保证在建筑过程中对风险处于可控范围。
2装配式建筑的结构优化设计分析
装配式建筑的结构优化设计主要从设计流程、设计体系建立、结构技术体系、预制构件拆分与控制、预制构件节点优化设计及有效利用相关政策六方面进行优化。
2.1设计流程优化
装配式建筑在考虑功能性需求的同时还需要关注结构设计对工厂化生产及装配式施工的影响。装配式建筑的设计需要涵盖整个过程,从构件生产到运输、装配,对建筑物的要求都非常严格。在设计阶段,对构件设计、拆分等方面需要做好优化工作,保证装配式构建在设计、生产、施工过程中的紧密连接,形成完整的工艺流程;在图纸设计方面,以方案的可行性作为前提,细化设计建筑物装配结构的各构件,优化预制构件生产工序,降低现场管理难度和施工难度,降低施工成本。
2.2设计体系优化
设计体系优化主要在于建立标准的设计体系。规范建筑户型模块和交通核模块,充分发挥建筑物经济性和功能性要求,降低楼板和外墙的构件种类,使装配式建筑物施工效率大大提高。建筑户型模块方面,在确保室内空间尺寸的精准、合理的前提下,可对室内结构布置、客厅布置及卧室开间布置做适当调整;交通核模块方面,主要对建筑物使用过程中的人的上下通行和物品上下运输(主要包括楼梯、电梯井、走道)、设备的安装布置(主要包括机电管井)等进行规范性设计,使其与板楼、通廊相互搭配更加规范,满足各种客户对房屋的不同需求。
2.3结构技术体系优化
与现场实际相结合,选择合理的结构技术体系是装配式建筑结构设计优化的关键。所谓结构技术体系是指配整体式的框架结构、叠合剪力墙、装配整体式剪力墙结构等与结构设计有关的技术体系。建筑物的平面部分,在结构技术优化时可采用叠合板、叠合梁形式;建筑物剪力墙采用预制装配式时可采用预制的叠合剪力墙,也可采用双面预制的叠合剪力墙,竖向连接可采用钢套筒连接形式进行。在各构件之间连接时方法较多,连接形式也不固定,具体根据施工需要而定。
2.4预制构件拆分与控制
在不同项目中装配式建筑结构的预制部位和预制形式不同,需结合具体工程项目而定,一般住宅建筑,首先应该考虑其水平构件的预制技术,主要有楼梯、阳台、预制叠合梁以及外墙保温与装饰等一体化设置,减少外墙脚手架的使用,优化承重墙与非承重墙的设置等。
2.5预制构件节点优化设计
装配式建筑的设计重难主要在于节点设计,在抗震性、功能性方面对建筑物起着决定性作用。因此,在建筑构件连接处控制所使用的钢筋、套筒、预埋件等的成本,优化节点处的连接方式,保证建筑物具有良好的抗争性能,同时降低施工成本,提高工作效率,达到稳固连接各部件的目的。
2.6有效利用相关政策
装配式建筑发展处于起步阶段,技术不成熟,因此其发展受到了较大的阻碍,为了鼓励新技术的发展,提高建筑业走向更加绿色环保、低能耗的目的发展道路,政府必须出台一些优惠政策,鼓励企业发展装配式建筑结构,降低装配式建筑结构的建设成本,充分发挥装配式建筑结构的优势。
3结语
我国的装配式建筑近年来发展缓慢主要原因在于其建设成本较高,因此降低装配式建筑物建设成本是其向前发展的关键。企业应该加强管理,建立健全各模数标准、部件产品标准,通过这些标准是个装配式构建统一流水线式工厂生产,降低构建的预制成本。另一方面,在工程实际中要不断对装配式建筑结构设计方案进行优化,改进施工工艺,提高工程质量和效率,降低施工成本,推动装配式建筑的不断创新与发展。
参考文献
[1]石建光,林树枝.预制装配式混凝土结构体系的现状和发展展望[J].墙材革新与建筑节能,2014(01):45-48.
关键词:π型炉侧煤仓锅炉吊装大板梁塔式起重机履带式起重机
中图分类号:TU74文献标识码:A
火电项目单机装机容量由300MW、600MW到1000MW,对锅炉吊装的大型机械不断提出新的要求,锅炉主吊机械选择的合理与否会直接影响到整个工程的安全、质量、进度及施工成本。鉴于此,根据工程具体情况,进行主吊机械的比选是很有必要的。本文以XX电厂2×1000MW燃煤机组工程为例,对锅炉主吊机械布置进行阐述。
该电厂2×1000MW燃煤机组锅炉为超超临界、一次中间再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧、平衡通风、固态排渣、钢炉架、露天布置、燃煤直流炉。
根据锅炉钢结构特点、主厂房布置形式(煤仓间在两炉中间)及施工进度等因素,结合大件设备(大板梁、受热面组件等)吊装或者卸车等工作要求,初步考虑每台锅炉大型起吊机械基本配置方式为一台塔式起重机配两台大型履带式起重机。塔式起重机覆盖范围广,起重量大,可作为锅炉主吊机械。履带式起重机机动性强、拆装极为方便,可作为锅炉吊装前期的主吊机械。履带式起重机布置在炉后,配合塔式起重机吊装锅炉钢结构、大板梁、受热面组件等设备。为了加快施工进度,在基本配置基础上可依据工程进度、标段划分及施工单位实力等实际情况,灵活选择一些吊装机械作为辅助,在此不作论述。
1、锅炉大型起吊机械选择与布置方案
在锅炉吊装作业中,大板梁吊装难度最大,因此大板梁吊装机械的配备是首先要考虑的。锅炉大板梁中,K3板梁体积最大、重量最大,其参数:长42.50m×宽1.40m×高3.80m,重180t,顶标高90m。故结合K3板梁的吊装要求,单台锅炉初步考虑如下三种机械布置方案。
1.1方案一:1台ZSC70240(80t)自升塔式起重机、1台SCC9000(900t)履带式起重机(可两台锅炉共用)、1台250t履带式起重机。其中,250t履带式起重机作为辅助吊装机械,未在上图中示出,下同。
1.2方案二:1台DBQ4000(125t)扳起式塔式起重机、1台SCC9000(900t)履带式起重机(可两台锅炉共用)、1台250t履带式起重机。
1.3方案三:1台FZQ2000(80t)自升塔式起重机、1台SCC9000(900t)履带式起重机(可两台锅炉共用)、1台250t履带式起重机。
2、方案可行性的验证
2.1方案校核计算
对比上述方案图可知,DBQ4000塔式起重机吊装K3板梁时,起吊能力最差,故首先按DBQ4000塔式起重机进行K3板梁吊装校核。DBQ4000塔式起重机工况:主臂69.2m,副臂30m,工作半径32m,额定起重量74.4t;SCC9000履带式起重机工况:主臂96m,副臂30m,超起配重450t,工作半径30m,额定起重量201.4t;K3板梁自重210t,吊装索具重量约5t,则起吊重量为(210t+5t)=215t;根据《电力建设安全工作规程(第1部分:火力发电厂)》DL5009.1-2002对双机抬吊的规定,各台起重机所承受的载荷不得超过本身80%的额定能力。经验算,DBQ4000塔式起重机满足吊装要求。
据上述计算可知,上述三个方案均是可行的。
2.2配置SCC9000履带式起重机的必要性。
由于主厂房为π型炉+侧煤仓布置型式,且K3板梁自重210t,采用SCC9000履带式起重机吊装锅炉大板梁,其站位于炉后,利用了空气预热器的布置场地,对施工进度的关键路线没有影响。如果使用1台900t以下级别履带式起重机代替SCC9000履带式起重机时,为满足锅炉大板梁吊装,该履带式起重机需要站位于两炉之间或者站位于锅炉底部炉膛内。当履带式起重机站位于两炉之间时,侧煤仓间施工需要安排在锅炉顶板梁安装完毕之后,对施工进度影响太大。当履带式起重机站位于锅炉底部炉膛内时,锅炉钢结构安装顺序只能从前至后,后部钢结构从下至上均不能安装,缺点有四:1.不便于钢结构找正验收,且结构不稳定;2.一般板梁到货较迟,将严重拖延工期;3.该大型履带式起重机在锅炉结构施工前就要进场,台班增加,并不节省;4.大型履带式起重机在炉内布置,受场地限制,失去其机动灵活性,效率低下。
如果板梁重量变化,SCC9000可更换为其他履带式起重机,对本文分析没有影响,故本文不再对其他履带式起重机详细介绍。
3、技术经济及安全性能比较
3.1主要技术性能比较
3.2经济性能比较
3.3安全性能比较
DBQ4000为扳起式塔式起重机,下部结构采用门架轨道;ZSC70240及FZQ2000均为附着自升塔式起重机,塔身顶升一定高度采用附着杆与锅炉钢架连接。故ZSC70240及FZQ2000抗倾覆能力较好,安全性能更高,尤其适于沿海及大风地区。
4、结论
综上所述,经对比分析可知,方案一更优。故针对π型炉+侧煤仓布置型式的1000MW机组工程,单台锅炉大型起吊机械布置方案(基本配置)推荐为:1台ZSC70240(80t)自升塔式起重机作为锅炉主吊机械,1台SCC9000(900t)履带式起重机配合吊装大板梁及受热面组件等大件设备,另配1台CC1400(250t)履带式起重机作为辅助吊装机械。
参考文献:
1.《电力建设工程施工机械台班费用定额(2006年版)》中国电力企业联合会