裝配式混凝土建筑概述

1、精選文檔裝配式混凝土建筑概述裝配式建筑具有工業(yè)化水平高、便于冬期施工、削減施工現(xiàn)場濕作業(yè)量、削減材料消耗、削減工地揚塵和建筑垃圾等優(yōu)點，它有利于實現(xiàn)提高建筑質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低成本、實現(xiàn)節(jié)能減排和愛護環(huán)境的目的。裝配式建筑在很多國家和地區(qū)，如歐洲、新加坡，以及美國、日本、新西蘭等處于高烈度地震區(qū)的國家都得到了廣泛的應用。在我國，近年來，由于節(jié)能減排要求的提高，以及勞動力價格的大幅度上漲等因素，預制混凝土構件的應用開頭擺脫低谷，呈現(xiàn)快速上升的趨勢。與上一代的裝配式結構相比，新一代的裝配式結構接受了很多先進技術。在此基礎上，本規(guī)程制定的內(nèi)容，在技術上也有較大的提升。本規(guī)程綜合反映了國內(nèi)外近幾年

2、來在裝配式結構領域的最新科研成果和工程實踐閱歷；要求裝配整體式結構的牢靠度、耐久性及整體性等基本上與現(xiàn)澆混凝土結構等同；所提出的各項要求與國家現(xiàn)行相關標準協(xié)調(diào)全都。裝配式混凝土建筑的結構體系主要包括：裝配整體式框架結構、裝配整體式剪力墻結構、裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結構，以及裝配整體式部分框支剪力墻結構。1.裝配整體式框架結構體系裝配整體式框架結構體系的基本特征主體結構框架預制，樓板接受疊合樓板，樓梯、雨篷、陽臺等圍護結構預制，框架結構連接形式主要接受套筒灌漿形式。裝配整體式框架結構體系的典型案例是沈陽萬科春河里項目(圖1-9)?？蚣芰?、框架柱接受預制方式樓板接受疊合方式;內(nèi)墻、復合夾芯保溫

3、外墻及樓梯均接受預制方式，結構預制部分達到70%以上。施工速度快，構件質(zhì)量把握好，但存在構件造價高等問題。2.裝配整體式剪力墻結構體系預制框架現(xiàn)澆剪力墻體系的基本特征：主體結構剪力墻預制，樓板接受疊合樓板，樓梯、雨篷、陽臺等圍護結構預制。依據(jù)剪力墻預制形式不同可以分為整體預制和疊合預制兩種形式。疊合剪力墻的典型案例為合肥新站平板顯示基地公租房項目(圖1-7)。該項目由4株地上18層，地下1層樓房組成。主體結構接受預制疊合板剪力墻結構體系，樓板接受預制疊合樓板，部品構件真正實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)；疊合剪力墻結構形式接受等同現(xiàn)澆剪力墻結構的理念，抗震性能與傳統(tǒng)全都。整體預制剪力墻典型案例為沈陽萬科春河里

4、項目(圖1-8)。該項目，接受北京萬科自主研發(fā)的套簡剪力墻體系，主要受力構件剪力墻預制，剪力墻之同連接的連梁接受現(xiàn)澆方式，樓板接受疊合方式，復合夾芯保溫外墻及樓梯接受預制方式；萬科集團在日本前田建筑株式會社爭辯成果的基礎上，與北京榆構和長春亞泰集團共同開發(fā)了剪力墻技術體系。3、裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結構體系預制框架一現(xiàn)澆剪力墻體系的基本特征：主體結構框架預制、主體結構剪力墻現(xiàn)澆樓板接受疊合樓板，樓梯、雨篷、陽臺等結構預制。典型案例是上海城建集團浦江瑞和新城05一02地塊(圖1-6)。該項目由4幢18層和1幢14層的高層住宅組成，引進消化吸取"臺灣潤泰”預制框架剪力墻體系。主體剪力

5、墻結構現(xiàn)澆，框架結構梁柱預制，周邊外墻板、陽臺和樓梯等圍護結構工廠預制，樓板接受疊合樓板。4、預制外墻一現(xiàn)澆剪力墻體系 預制外墻現(xiàn)澆剪力墻體系的基本特征:主體結構剪力墻現(xiàn)澆(內(nèi)澆外掛)，外墻接受疊合預制外墻、門窗整體預制，樓梯、雨篷、陽臺等圍護結構預制，外墻質(zhì)量問題大大改善，如漏水、裂縫、面磚脫落和發(fā)霉等。典型案例是上海萬科城花新園工程項目(圖1-10)。該項目位于七寶鎮(zhèn)地塊。是上海萬科首個“三星級綠色建筑標識證書"項目；接受了PC技術，外墻、窗戶和陽臺等周邊圍護結構以及樓梯接受PC工廠預制的方式生產(chǎn)。另一個典型案例是長沙遠大渾南公租房(圖1-11)。該項目接受長沙遠大住工裝配式技術

6、體系，剪力墻接受現(xiàn)澆方式，剪力墻之間的連梁接受疊合方式，樓板接受疊合方式，內(nèi)墻板、外墻板、疊合樓板、疊合梁、預制樓梯、預制陽臺等接受預制。5.預制外墻現(xiàn)澆框架體系 預制外墻-現(xiàn)澆框架體系的基本特征：主體結構框架柱現(xiàn)澆，疊合梁。外墻接受預制夾芯保溫外墻、門窗后裝；樓板接受疊合樓板，樓梯、雨篷、陽臺等結構預制，疊合梁和內(nèi)隔墻體化設計(等寬)。典型案例為長沙洋湖25號棟工程項目(圖1-12)。該項目是21層商務酒店，接受主體受力結構框架柱現(xiàn)澆；框架梁接受疊合梁，樓板接受疊合樓板。外圍護墻體接受預制夾芯保溫墻體；陽臺、樓梯接受工廠預制的方式，接受整體式浴室，整體標高拾高。第2章 裝配式混凝土建筑設計2

7、.1裝配式混凝土建筑設計原則裝配式混凝土建筑是指以接受工廠化生產(chǎn)的混凝土預制構件為主，通過現(xiàn)場裝配的方式設計建筑的混凝土結構類房屋建筑。構件的裝配方法一般有現(xiàn)場后澆疊合層混凝土、鋼筋錨固后澆混凝土連接等操作，鋼筋連接可接受套筒灌漿連接、焊接、機械連接及預留孔洞搭接連接等做法。裝配式混凝土建筑設計應符合建筑功能和性能要求，符合可持續(xù)進展和綠色環(huán)保的設計原則，利用各種牢靠的連接方式將預制混凝土構件裝配起來，并宜接受主體結構、裝修和設備管線的裝配化集成技術，綜合協(xié)調(diào)給排水、燃氣、供暖、通風和空氣調(diào)整設施、照明供電等設備系統(tǒng)空間設計，考慮平安運行和修理管理等要求。2.1.1適用范圍建筑設計中有標準化程

8、度高的建筑類型，如住宅、學校教學樓、幼兒園、醫(yī)院、辦公樓等，也有標準化程度低的建筑類型，如劇院、體育場館、博物館等。裝配式混凝土建筑對建筑的標準化程度要求相對較高，這樣同種規(guī)格的預制構件才能最大化的被利用，帶來更好的經(jīng)濟效益。因此，宜選用體型較為規(guī)整大空間的平面布局，合理布置承重墻及管井的位置。此外，預制建筑體系的進展應適應我國各地建筑功能和性能要求，遵循標準化設計、模數(shù)協(xié)調(diào)、構件工廠化加工制作。2.1.2建筑模數(shù)協(xié)調(diào)建筑設計符合現(xiàn)行國家標準建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準(GB/T 50002-2013)的規(guī)定。接受系統(tǒng)性的建筑設計方法，滿足構件和部品標準化和通用化要求。建筑結構形式宜簡潔、規(guī)整，設計應合理

9、確定建筑結構體的耐久性要求，滿足建筑使用的舒適性和適應性要求。建筑的外墻圍護結構以及樓梯、陽臺、內(nèi)隔墻、空調(diào)板、管道井等配套構件、室內(nèi)裝修材料宜接受工業(yè)化、標準化的部件部品。建筑體型和平面布置應符合國家標準建筑抗震設計規(guī)范(GB 50011)關于平安性及抗震性等相關要求。1.模數(shù)化建筑生產(chǎn)現(xiàn)代化始終是我國重要的產(chǎn)業(yè)技術政策與進展目標，建筑工業(yè)化進展綱要(建字第188號文)指出，建筑工業(yè)化的基本內(nèi)容之一就是：制定統(tǒng)一的建筑模數(shù)和重要的基礎標準，合理解決標準化和多樣化的關系。民用建筑設計通則（GB 50352-2005)、住宅設計規(guī)范(GB 50096-2011)等技術標準也都將“建筑設計標準化、

10、模數(shù)化”作為基本原則，以正式條文的方式予以強調(diào)。住宅標準化、量化生產(chǎn)首先不是以整個房屋為單位的，而是表現(xiàn)在對各類房屋構成部品的有機組織上，各個工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品之間建立起某種尺寸上的秩序，而這種秩序恰好可以通過傳統(tǒng)“模數(shù)"概念所具有的“尺寸把控”特征來實現(xiàn)。假如對裝配式混凝土構件進行大量生產(chǎn)，就需要依據(jù)住房的規(guī)格化構成單位一可構成各種外形，可任意組合安裝，部品規(guī)格統(tǒng)一，在不同建筑方式的建筑間具有互換性，不但在規(guī)劃、設計上可獲得很大的自由度，而且還可以實現(xiàn)部品的大量生產(chǎn)。在現(xiàn)代模數(shù)理論中，“模數(shù)”一詞包含兩層含義：一個是“尺寸單位”，是比例尺的比例，其他尺寸數(shù)值都是它的倍數(shù)，如M=100m

11、m，另一個是指形成一組數(shù)值群的規(guī)章。爭辯者們曾想用各種數(shù)列來表達建筑模數(shù)的生成規(guī)章，如自然數(shù)列、等差數(shù)列、等比數(shù)列等，多數(shù)建筑模數(shù)生成規(guī)章的提案都是多個數(shù)列的復合體。為尺寸單位的模數(shù)取值應當足夠小，以便確保各種用途的小型部品選用中具有必要的機敏性，又應當足夠大，可以進一步簡化各種大型部品的數(shù)目。目前，國際ISO模數(shù)標準接受的是基本模數(shù)(M)、擴大模數(shù)(6M,12M)等差數(shù)列的形式。同時，為了不同規(guī)模部品選擇的便利，不同種類部品的模數(shù)尺寸選擇有上下限的推舉。我國實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化實際上是標準化、工業(yè)化和集約化的過程，沒有標準化，就沒有真正意義上的工業(yè)化，而沒有系統(tǒng)的模數(shù)化的尺寸協(xié)調(diào)，就不行能實現(xiàn)

12、標準化。裝配式建筑設計應依據(jù)建筑模數(shù)化要求，接受基本模數(shù)或擴大模數(shù)的設計方法，建筑設計的模數(shù)協(xié)調(diào)應滿足建筑結構體、構件以及部品的整體協(xié)調(diào)，應優(yōu)化構件及部品的尺寸與種類，并確定各構件和部品的尺寸位置和邊界條件，滿足設計、生產(chǎn)與安裝等要求。模數(shù)化適用于一般民用與工業(yè)建筑，適用于建筑設計中的建筑、結構、設備、電氣等工種技術文件及它們之間的尺寸協(xié)調(diào)原則，以協(xié)調(diào)各工種之間的尺寸協(xié)作，保證模數(shù)化部件和設備的應用。同時，也適用于確定建筑中所接受的建筑部件或分部件(如設備、固定家具、裝飾制品等)需要協(xié)調(diào)的尺寸，以供應制定建筑中各種部件、設備的尺寸協(xié)調(diào)的原則方法，指導編制建筑各功能部位的分項標準，如廚房、衛(wèi)生間

13、、隔墻、門窗、樓梯等專項模數(shù)協(xié)調(diào)標準，以制定各種分部件的尺寸、協(xié)調(diào)關系。這樣可以把各個預制的部件規(guī)格化、通用化，使部件可適用于常規(guī)的建筑，并能滿足各種需求。該部件就可以進行大量定型的規(guī)?；a(chǎn)，穩(wěn)定質(zhì)量，降低成本。通用部件使部件具有互換力量，互換時不受其材料、外形或生產(chǎn)方式的影響，可促進市場的競爭和部件生產(chǎn)水平的提高，適合工業(yè)化大生產(chǎn)，簡化現(xiàn)場作業(yè)。部件的互換性有各種各樣的內(nèi)容，包括年限互換、材料互換、式樣互換、安裝互換等，實現(xiàn)部件互換的主要條件是確定部件的尺寸和邊界條件，使安裝部位和被安裝部位達到尺寸間的協(xié)作。涉及年限互換主要指由于功能和使用要求發(fā)生轉變，要對空間進行改造利用時，或者某些部件

14、已經(jīng)達到使用年限，需要用新的部件進行更換。建筑的模數(shù)協(xié)調(diào)工作涉及各行各業(yè)，涉及的部件種類很多，因此，需要各方面共同遵守各項協(xié)調(diào)原則，制定各種部件或分部件的協(xié)調(diào)尺寸和約束條件。部件的尺寸對部件的安裝有著重要的意義。在指定領域中，部件基準面之間的距離，可接受標志尺寸、制作尺寸和實際尺寸來表示，對應著部件的基準面、制作面和實際面，部件預先假設的制作完畢后的面，稱為制作面，部件實際制作完成的面稱為實際面。 2.功能模塊模塊化是工業(yè)體系的設計方法，是標準化形式的一種。模塊是構成系統(tǒng)的單元，也是一種能夠獨立存在的由一組零件組裝而成的部件級單元。它可以組合成一個系統(tǒng)，也可以作為一個單元從系統(tǒng)中拆卸、取出和更

15、替。裝配式建筑平面與空間設計宜接受模塊化方法，可在模數(shù)協(xié)調(diào)的基礎上以建筑單元或套型等為單位進行設計。設計宜結合功能需求，優(yōu)先選用大空間布置方式；應滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，平面宜簡潔規(guī)整；宜將設備空間集中布置，應結合功能和管線要求合理確定管道井的位置。設備管線的布置應集中緊湊、合理使用空間。豎向管線等宜集中設置，集中管井宜設置在共用空間部位。模塊化設計原理的基礎就是建筑的功能分區(qū)，在功能分區(qū)的基礎上進行模塊設計。如框架建筑的功能屬性不同勢必產(chǎn)生不同形式的功能分區(qū)，進而產(chǎn)生不同的模塊形態(tài)和整體建筑形態(tài)。建筑工業(yè)化中的標準模塊主要包括樓梯、衛(wèi)生間、樓板、墻板、管弄井、使用空間等。模塊化設計能夠?qū)㈩A制產(chǎn)

16、品進行成系列的設計，形成鮮亮的套系感和空間特征，使之具有系列化、標準化、模數(shù)化和多樣化的特點利于設計作品的后期衍生品系到化開發(fā)；標準化的組件，使得產(chǎn)品可以進行高效率的流水生產(chǎn)，節(jié)省開發(fā)和生產(chǎn)成本；各模塊間存在著特定的模數(shù)化的數(shù)字關系，可以組合成需要的多樣化的形態(tài)模式。各個模塊之間具有通用關系，模塊單體在不同的狀況下可能充當不同的角色。形成不同套系的部品、部件以及標準房型等。系列化的建筑部品是同一系列的產(chǎn)品，具有相同功能、相同原理方案、基本相向的加工工藝的特點。不同尺寸的二組部品系列產(chǎn)品之間相應尺寸參數(shù)、性能指標應具有一似似性，重復越多對工業(yè)化的批量生產(chǎn)越有利，同時也越能大幅降低成本。 2.1.

17、3集成化設計集成化設計就是裝配式建筑應依據(jù)建筑、結構、設備和內(nèi)裝一體化設計原則，并應以集成化的建筑體系和構件部品為基礎進行綜合設計。建筑內(nèi)裝設計與建筑結構、機電設備系統(tǒng)形成有機協(xié)作，是形成高性能品質(zhì)建筑的關鍵，而在裝配式建筑中邇應充分考慮裝配式結構體的特點，利用信息化技術手段實現(xiàn)各專業(yè)間的協(xié)同協(xié)作設計。裝配式建筑應通過集成化設計實現(xiàn)集成技術應用，如建筑結構與部品部件裝配集成技術，建筑結構體與機電設備一體化設計，接受管線與結構分別等系統(tǒng)集成技術、機電設備管線系統(tǒng)接受集中布置，管線及點位預留、預埋到位的集成化技術等。裝配式建筑集成化設計有利于技術系統(tǒng)的整合優(yōu)化，有利于施工建筑工法的相互連接，有利于

18、提高生產(chǎn)效率和建筑質(zhì)量和性能。當前，傳統(tǒng)建筑內(nèi)裝方式不僅對建筑結構體造成破壞，并成為裝配式建筑的進展瓶頸。接受建筑內(nèi)裝體、管線設備與建筑結構體分別的方式已成為提高建筑壽命、保障建筑的品質(zhì)和產(chǎn)品機敏適應性的有效途徑。裝配式建筑應從建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式動身，結合工業(yè)化建筑的產(chǎn)業(yè)鏈特征，做好建筑設計、構件生產(chǎn)、裝配施工、運營維護等綜合性集成化設計。建筑信息模型技術是裝配式建筑建筑過程的重要手段，通過信息數(shù)據(jù)平臺管理系統(tǒng)將設計、生產(chǎn)、施工、物流和運營管理等各環(huán)節(jié)連接為一體化管理，共享信息數(shù)據(jù)、資源協(xié)同、組織決策管理系統(tǒng)，對提高工程建設各階段、各專業(yè)之間協(xié)同協(xié)作、效率和質(zhì)量，以及一體化管理水平具有重要作用

19、。目前，在裝配式建筑的前期策劃中，可使用BIM軟件進行建模，以確保構件及部品信息的正確性和完整性，有利于裝配式建筑全過程的精確設計。通過使用BIM技術，既可以為方案設計供應各種建筑性能分析，如日照分析、風環(huán)境分析、采光分析、噪音分析、溫度分析、景觀可視度分析等，也有利于裝配集成技術選擇與確定。結合BIM應用，對建筑中主體構件與部品的拆分，提高構件和部品的標準性、通用性，并合理把握建設成本等。在擴初設計和施工圖設計中，BIM數(shù)據(jù)模型可保證數(shù)據(jù)的收集和計算，從而得出精確的預制率，最終通過模型生成的圖紙能確保其圖紙的正確性。在構件加工階段，BIM信息傳遞的精確性和實效性使得構件達到精確生產(chǎn)。在現(xiàn)場安

20、裝中，BIM可以模擬施工過程，起到指導施工、把握施工進度的作用。在后期運營維護中，BIM信息數(shù)據(jù)支持可降低運維成本。2.2裝配式混凝土建筑設計要點裝配式建筑主體結構布置宜簡潔、規(guī)整，平面凸凹變化不宜過多過深，宜選用大空間的平面布局。工業(yè)化建筑要實現(xiàn)工廠化大規(guī)模生產(chǎn)，首先應確保產(chǎn)品尺寸規(guī)格的標準化、模數(shù)化，這樣易于產(chǎn)品在流水線上生產(chǎn)。在前期規(guī)劃與方案設計階段，宜結合構件的生產(chǎn)運輸條件、堆放及起重設備所需空間，并考慮現(xiàn)場安裝。裝配式建筑的設計宜包括主體構件和內(nèi)裝部品的施工圖、拆分及深化幾部分，圖紙應全面精確反映主體構件和內(nèi)裝部品的規(guī)格、類型、加工尺寸、連接形式和設備管線種類與定位尺寸。主體構件加工

21、圖設計應考慮構件公差及施工誤差，滿足構件生產(chǎn)要求。上海市裝配式混凝土建筑工程施工圖審查指南中對裝配式建筑的設計深度進行了如下規(guī)定：裝配式建筑的設計深度除執(zhí)行國家和地方有關的文件編制深度規(guī)定的有關要求以外，應著重留意以下幾個方面：(1)預制部分的計算書：應審核有關預制部分的建筑專業(yè)完整計算書，計算書的內(nèi)容應重點審査預制外墻不計人建筑面積的計算結果和預制外墻開放面積占比的結果是否與相關要求相符。（2)建筑節(jié)能計算書：除一般的節(jié)能計算書審査要點（建設工程設計文件編制深度規(guī)定(2008年版)4.3.10條第1款)以外，應重點審查節(jié)能計算書中與裝配式建筑連接構造相關的冷熱橋部分的處理是否與圖紙相符。(3

22、)設計說明：召項目概況是否明確本工程中裝配式建筑的范圍、規(guī)模、主要的技術體系和預制構件的部位等；當項目享受建筑面積豁免時，按規(guī)定不計人建筑面積的預制部分面積是否明確表達；應在建筑面積后明確加上“不包含按規(guī)定不計人建筑面積的預制外墻或疊合外墻的預制部分面積× × ×平方米”字樣；節(jié)能設計說明部分是否對裝配式建筑接受的保溫體系、保溫材料的種類和厚度、構造做法等進行重點說明。(4)圖紙深度：主要審査圖紙深度是否符合國家和上海市有關建筑施工圖設計深度的有關要求，特殊是上海市有關預制建筑工程施工圖設計深度的有關規(guī)定。2.2.1總平面設計在裝配式建筑的規(guī)劃設計中，由于不同于以往的施工方式，需要較大場地堆放預制的各種結構構件及部品部件。在施工場地布置前，還應進行起重機械選型定位，依據(jù)起重機械布局，合理規(guī)劃場內(nèi)運輸?shù)缆?，并依?jù)起重機械以及運輸?shù)缆返南鄬﹃P系最終確定各堆場位置。在設計時應考慮可能布置的堆場范圍對地下室結構的影響，應和工程完工工況相結合，考慮如何當綠化覆土荷載、消防車道荷載等重載區(qū)相結合布置，充分