<var id="v157z"></var>
<cite id="v157z"><video id="v157z"></video></cite>
<var id="v157z"></var>
<cite id="v157z"><video id="v157z"></video></cite>
<cite id="v157z"><strike id="v157z"></strike></cite>
<cite id="v157z"><video id="v157z"></video></cite><cite id="v157z"><strike id="v157z"></strike></cite>
<cite id="v157z"><video id="v157z"><thead id="v157z"></thead></video></cite><var id="v157z"><video id="v157z"><thead id="v157z"></thead></video></var>
 

預制裝配整體式框架體系工程設計與應用

發布時間:2015-06-19瀏覽次數: 1006

1、裝配整體式框架結構體系


裝配整體式框架結構,即全部或部分的框架梁、柱采用預制構件和預制疊合樓板,現場拼裝后澆注疊合層或節點混凝土形成的混凝土結構,簡稱裝配整體式框架結構。裝配整體式框架結構與現澆框架結構適用高度是有區別的,如表1,2所示。


汪杰.PNG


由裝配規范和現澆規范的比較,可以確定:抗震設防烈度除8度0.3g外,預制裝配框架結構與現澆框架結構適用高度是相同的;預制裝配整體式框架—現澆剪力墻結構,即剪力墻部分現澆,預制裝配框架部分與傳統現澆結構等同;裝配式剪力墻結構在同等抗烈度與現澆剪力墻結構相差10~20m。裝配式剪力墻與現澆剪力墻適用高度相差總體幅度取決于預制剪力墻構件底部承擔總剪力值的大小。


2、裝配整體式框結構體系


2.1 裝配整體式框結構體系范圍


裝配整體式框結構體系涵蓋了裝配整體式框架結構體系、裝配整體式框架-現澆剪力墻結構體系(現澆核心筒結構體系)、裝配整體式框架-鋼支撐結構體系;裝配整體式框架-防屈曲支撐結構體系(防屈曲鋼板墻)。


裝配整體式框架-現澆剪力墻結構體系、裝配整體式框架-現澆核心筒結構體系中的框架部分采用與預制裝配整體式框架結構體系相同的預制裝配技術,使預制裝配框架技術在高層及超高層建筑中得以應用。預制裝配整體式框架-防屈曲支撐(防屈曲鋼板墻)是今后抗震烈度7度及7度以上地區裝配整體式框架體系的發展方向。


2.2 裝配整體式框架結構體系關鍵技術


裝配整體式框架結構體關鍵技術在于裝配式梁柱節點,其節點必須滿足強度、耐久性、延性以及施工安裝等要求。目前預制裝配柱的縱筋連接方式為套筒灌裝連接,套筒鋼筋的連接長度為8d,《裝配式混凝土結構技術規程》規定的灌漿套筒連接技術為首選連接方式。  


漿錨搭接連接,其要求的搭線長度為33d×1.6=52.8d,相對來說,漿錨搭接連接方式的施工、吊裝難度比較大。


梁柱連接節點。根據設計要求,將預制框架梁部分底部鋼筋直接錨入框架節點內,可減少梁端鍵槽內U形鋼筋的數量,提高節點的抗震性能。



汪杰1.PNG


3、預制裝配整體式框架體系工程案例


3.1 南京萬科上坊全預制保障性住房項目


本工程6-05棟位于上坊保障房居住區4號地塊東北角,建筑功能為廉租房。結構體系為15層全預制裝配整體式框架-鋼支撐結構高層建筑,建筑高度45m,整棟總建筑面積10380.59㎡,地下1層為自行車庫,底層為架空層,2~15層為通廊式廉租房,共計196套。


汪杰2.PNG

南京萬科上坊全預制保障性住房項目


該項目主體結構預制率達到 65.4%;建筑內外墻板、廚衛均采用工業化產品,整體裝配率達到 81.3%。該項目實現了三大技術集成與創新,實現本項目整棟建筑無外模板、無外腳手架、無砌筑、無抹灰,實現綠色施工,是目前國內全預制裝配框架結構高度最高、預制整體式技術集成度最高的工業化住宅。


3.1.1 結構體系創新


3.1.1.1 預制構件設計創新


為了提高結構的抗震性能及預制率,該項目體系采用了新型預制框架-鋼支撐結構體系,取消了現澆剪力墻,代之為鋼斜撐,既保證了結構的抗震性能,又提高了結構的預制化率。在高層建筑中實現了主要結構構件柱、梁、板的全部預制裝配整體化,其他結構構件、樓梯、陽臺、女兒墻等的全預制化。采用預制裝配整體式框架鋼支撐結構體系。


汪杰3.PNG

框架鋼支撐


預制裝配體系中,預制柱內鋼筋采用直螺紋套筒連接技術,將預制柱間上下鋼筋連接長度縮短為8d;預制柱由多節柱改為單節柱,實現了構件完全標準化,利于柱垂直度的控制調節,實現了制作、運輸、吊裝環節的標準化操作,簡單、易行,易于質量控制,同時外立面預制柱頂及預制外框架梁外側增加預制混凝土(PC)模板,完全取消了外腳手架及外模板,實現綠色施工,本項目結合預制剪力墻板PCF(Precast Concrete Form)原理,在預制邊柱及預制邊梁外側設計與構件一體的混凝土外模板,現場無需再支外模板,施工速度大大提高,體現了本項目集成設計創新的特點。


汪杰4.PNG


3.1.1.2 預制構件節點的創新


梁柱節點創新。結構主體梁板柱均采用預制構件,預制柱及預制框架梁在梁柱節點處連接,預制樓板擱置于預制梁上,現場僅需綁扎梁上部鋼筋及板面鋼筋。同時外圍構件上設置了混凝土外模板后,外腳手架完全取消,內部僅在梁柱交接處設計少量模板,現場模板支撐及鋼筋綁扎的工作量大大減少,施工快捷,該節點做法已獲得國家新型實用專利。


預制柱底鋼筋套筒連接頭位置設置了定位裝置。由于預制裝配框架柱鋼筋的連接采用套筒連接,鋼筋被澆筑在柱子內,配筋情況不易觀察,拼裝時,可能會發生框架柱鋼筋X向與Y向對接定位錯誤的情況,影響施工機械的使用效率??蚣苤匿摻罱宇^處設置了定位鋼筋和定位套筒,可以使現場施工人員迅速準確地確定預制柱的接頭方位,有效地解決了上述問題。該節點做法已獲得國家新型實用專利。


汪杰5.PNG


預應力疊合板非支承邊的鋼筋拉結。預制疊合板是目前建筑工業化項目中應用最廣泛的結構構件,預制疊合板分預應力板和非預應力板,預應力板可以節省鋼筋,有效減少板的裂縫,提高建筑的耐久性。


預制疊合陽臺板底部與主體梁的鋼筋拉結。本項目在預制疊合陽臺板現澆層底部加設了與主體梁的連接鋼筋,該做法已獲得國家新型實用專利。


預制女兒墻鋼筋連接。與現澆女兒墻相比,預制女兒墻簡化了鋼筋連接方式,達到了既滿足強度要求,又便于預制裝配施工的目的,節省材料,方便施工、縮短了工期。該做法已獲得國家新型實用專利。


汪杰6.PNG


3.1.1.3 樓梯、陽臺、女兒墻的全預制


3.1.1.4 樓板采用預制疊合板


本項目全部樓板采用預制預應力混凝土疊合板技術,預應力混凝土疊合板采取部分預制、部分現澆的方式,其中的預制板在工廠內預先生產,現場僅需安裝,不需模板,施工現場鋼筋及混凝土工程量較少,板底不需粉刷,預應力技術使得樓板結構含鋼量減少。  


汪杰7.PNG

汪杰8.PNG


3.1.2 預制裝配式技術與綠色建筑技術集成設計


建筑工業化是實現綠色建筑的捷徑,發展建筑工業化技術需要與綠色建筑技術相結合。本項目建筑設計充分考慮建筑工業化技術與綠色技術的集成應用,將綠色建筑的理念貫穿于整個設計、施工的全過程,達到了三星級綠色建筑標準。


自然通風、自然采光優化設計。建筑設計中采用被動式綠色技術措施改善建筑室內外環境,減少能源和資源的消耗。架空建筑底層,使之成為開放的公共活動場所,在交往、休憩的同時還改善建筑通風;地下室設置自然采光井,改善地下室環境,降低照明能耗、通風設備投資;單體設計采用單廊式布局,設置外廊加強建筑通風。  


預制自保溫內外墻板技術。建筑內外填充墻采用蒸壓輕質加氣混凝土隔墻板(NALC)和陶?;炷涟?,板材在工廠生產、現場拼裝,取消了現場砌筑和抹灰工序。該墻板保溫、隔聲和防火性能好,材料無放射性,無有害氣體,可鋸、切、刨、鉆,同時實現了施工干作業,達到65%的建筑節能標準。


采用整體式衛生間,廚房采用成品櫥柜。本項目在方案階段進行裝修與土建一體化設計,廚房采用成品櫥柜;通過優化衛生間設計,首次在江蘇省保障性住房中采用整體式衛生間,最大程度的減少現場作業。


全部戶型采用太陽能熱水系統,可再生能源應用率達到100%。本項目為廉租住房,為充分應用可再生能源,本項目在每戶的南向陽臺設置陽臺壁掛式太陽能熱水器,實現100%住戶采用可再生能源。通過優化建筑立面,充分考慮集熱器的角度,采用K形陽臺板,保證集熱器的最佳效率,實現了太陽能的有效利用。


汪杰9.PNG


裝修與土建結構一體化設計、施工。預制裝配式建筑需要積極進行專業間和全產業鏈間的溝通、互動及配合,裝修設計必須與土建設計同步進行。在預制墻板上考慮預留強電箱、弱電箱、預留預埋管線和開關點位的設計;在土建設計階段就需要裝修設計提供詳細的“點位布置圖”。本項目土建設計階段就充分考慮了室內裝修的要求,通過BIM三維可視化設計,保證各種預埋件、管線、插座和孔洞位置的準確,避免后期裝修施工對結構的拆改和浪費。


3.1.3 信息化技術實現設計流程及模式創新


基于綠色建造理念,對本項目進行整體策劃,通過采用BIM技術,工程實現了全過程的模擬仿真和管理。預制裝配式建筑必須進行精細化設計和采用三維設計模式,實現計算機模擬施工,指導現場精細化施工。預制裝配式建筑精細化設計還體現在預制構件的設計中,包括節點設計、連接方法等,只有通過三維數字化設計才能滿足預制裝配式建筑設計要求。


2014年9月5號,在江蘇省住房和城鄉建設廳組織召開的“裝配式框架結構住宅建造技術研究與示范”科技成果鑒定會上,鑒定委員會認為:結合南京上坊保障房6-05棟項目,圍繞裝配式框架結構住宅技術集成研究與示范,在立項策劃、工程設計、工程施工,BIM技術應用等方面具有創新成果。該成果采用的裝配式框架結構住宅建造技術,工業化程度高、技術先進、綠色環保,用工明顯降低、工效提高,住宅品質提升,取得了顯著的經濟效益、環境效益和社會效益,對全省、全國建筑產業現代化的發展具有示范和指導作用。鑒定委員會一致認為該成果整體達到國際先進水平。


3.2 南通海門老年公寓項目


該工程位于海門市新區龍馨家園小區,地下2層,地上25層,總高度82.6m,采用預制裝配整體式框架-現澆剪力墻結構。項目總體目標是江蘇省建筑產業現代化示范工程、江蘇省綠色建筑示范工程和2015年住建部科技示范項目;技術指標為建筑節能綜合指標達到65%以上,同時項目達到三星級綠色建筑標準,推廣建筑工業化技術,結構預制率達到52.6%。


汪杰10.PNG


工業化技術與產業化技術的整合和創新。主要包括預制裝配整體式結構體系創新、預制裝配式外墻掛板和預制構件節點的創新、CSI裝修與土建結構一體化設計、施工,整體式衛生間和定型化廚房技術及裝配式欄桿等部品部件應用。


工業化技術與綠色技術的整合和創新。主要包括適老性設計技術,自然通風、自然采光技術,屋頂綠化技術,地源熱泵應用技術和陽臺壁掛式太陽能熱水技術。


工業化技術與信息化技術的整合和創新。主要包括全過程的信息化技術應用、工業化建筑設計數字化、構件生產自動化、施工安裝網絡化、運營管理智能化。


該項目有三大主要特點。一是在國內首次將預制裝配整體式框架-剪力墻結構體系應用到82.6m高度,實現了整體建筑無外模板、無外腳手架、無砌筑、無抹灰,減少了現場濕作業,達到了綠色施工的要求。二是裝修采用CSI體系(China-Skeleton-Infill housing system),即支撐體與填充體相分離的新型長壽命工業化住宅建筑體系。三是進行適老性設計,室內布置及使用功能充分考慮老年人的生活習慣。


預制裝配結構體系。該項目采用預制裝配整體式框架-現澆剪力墻結構,進行結構設計與施工技術的整合創新,實現了無外模板、無外腳手架、無現場砌筑、無抹灰的綠色施工。通過標準化、模數化設計,降低建造成本,提高了建造效率。其中預制裝配技術主要體現在預制框架柱、預制疊合梁、預制疊合板、預制樓梯梯段、混凝土外墻掛板、內墻為成品ALC板材、室內裝修采用CSI體系。


汪杰11.PNG


預制裝配技術應用及創新。預制混凝土框架柱采用成熟的直螺紋套筒灌漿連接技術,將預制柱層間上下鋼筋連接長度大幅縮短,預制柱底采用塑料墊模,保證了柱底的毛糙面。預制疊合梁兩端設抗剪鍵槽,在外側邊和高低板連接處疊合梁高的一側設計PC模板,疊合梁底伸出鋼筋錨入柱內。預制疊合樓板采用預制非預應力鋼筋桁架混凝土底板,受力端設置小直徑鋼筋錨入疊合梁內,便于疊合板的吊裝就位。采用預制混凝土外掛墻板,實現了建筑外立面無砌筑、無抹灰。


采用預制樓梯,梯段板端部不伸出錨接鋼筋,梯段板上端鉸接連接,下端滑動于梯梁挑邊上,預制梯段板制作簡單,同時構件現場吊裝及固定方便快捷。梁柱連接節點方面,根據設計要求將預制框架梁部分底部鋼筋直接錨入框架節點內,減少了梁端鍵槽內U形鋼筋的數量,提高了節點的抗震性能。項目的主次梁連接節點,采用套筒灌漿連接,該鏈接與結構計算模型相吻合,而且滿足國標設計圖集11G101-1的相關要求。  


汪杰12.PNG

汪杰13.PNG


老年公寓CSI設計。CSI住宅即支撐體與填充體相分離的新型長壽命工業化住宅建筑工業體系,主要居室布局具有可變更性,內隔墻系統可根據生活習慣和家庭結構的變化而變化。采用定型化廚房及整體衛浴,符合工業化住宅要求。其中定型化廚房將廚房家具、廚房電器設備等設施進行系統搭配,滿足使用功能;整體衛浴由工業化生產的具有淋浴、洗漱、便溺等功能的部品,及用水器具、壁板、頂板構成的整體框架組成。CSI住宅通過降板架設架空地板,將戶內的排水橫管和排水支管敷設于住戶自有空間內,實現同層排水和干式架空,以避免傳統集合式住宅排水管線穿越樓板造成的房屋產權分界不明晰、噪聲干擾、滲漏隱患、空間局限等問題,還可避免二次裝修對住宅主體結構的破壞。


該項目還應用了BIM技術,主要用于建筑建模及設備專業管線的空間建模,避免設備管線間的碰撞。CATIA軟件實現了預制構件模擬施工、構件拼裝節點的檢驗及構件碰撞檢查,將設計延伸至構件的制造、運輸、安裝,減少施工誤差,提高了施工精度,保證了施工質量。


作者:南京長江都市建筑設計股份有限公司 汪?杰