鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)體系創(chuàng)新及工程案例應(yīng)用

1、鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)體系創(chuàng)新及工程案例應(yīng)用2016年9月ME-House 1.0ME-House 1.5西部公寓樓西部廠辦公樓天津廠公寓樓智能立體停車庫(kù)中建鋼構(gòu)大廈掛綠湖別墅樣板房以公司自主投資項(xiàng)目為載體，打造了8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化建筑示范項(xiàng)目，形成了GS-Buliding和ME-House兩大體系。一、天津廠公寓樓地上6層，建筑高度19.4米，建筑面積6000平方米鋼框架體系國(guó)家綠色建筑三星四步節(jié)能ALC板ALC基墻可拆卸鋼筋桁架板鋼結(jié)構(gòu)框架防火石膏板防水構(gòu)造層保溫裝飾一體板H型鋼梁箱型鋼柱外墻內(nèi)墻樓板主體結(jié)構(gòu)采用箱型鋼柱、H型鋼梁，外墻采用ALC條板基墻+保溫裝飾一體板，內(nèi)墻采用ALC條板，樓板采用

2、可拆卸鋼筋桁架組合樓板。基墻：輕質(zhì)條板裝飾層：實(shí)色漆飾面材料防水、構(gòu)造防水、結(jié)構(gòu)防水三重防水。01外墻基墻+保溫裝飾一體板采用“粘、掛”結(jié)合方式進(jìn)行安裝一體板開槽“點(diǎn)框法”粘結(jié)砂漿一體板粘掛接縫處打膠（硅酮密封膠）01外墻ALC條板。02內(nèi)墻（1）U型卡法（2）直角鋼件法02內(nèi)墻（3）鉤頭螺栓法（4）管卡法02內(nèi)墻問題說明:1、條板拼縫位置局部存在微裂縫，絕大部分為豎向裂縫。2、從樓層分布分析：裂縫主要分布在2-5層，1層相對(duì)較少，6層數(shù)量最少；主要分布在2單元、3單元， 1單元、4單元相對(duì)較少。3、從墻體位置分析：裂縫全部產(chǎn)生于室內(nèi)分隔墻和分戶墻位置，外墻沒有裂縫。03墻板問題分析微裂紋（1

3、）冬期取暖，溫度驟升，引起的板材干縮而產(chǎn)生的裂縫。（2）墻板內(nèi)嵌安裝的直角鋼件節(jié)點(diǎn)，不易適應(yīng)鋼梁的變形，易引起裂縫。材料特性設(shè)計(jì)安裝解決措施:A選用在自然條件下靜置時(shí)間較長(zhǎng)，干縮較為完全的板材。施工過程中，將墻板安裝和板縫砂漿填補(bǔ)兩項(xiàng)工序時(shí)間拉大，給予板材較充分的自然干縮時(shí)間。B優(yōu)化連接節(jié)點(diǎn)，采用管卡法等更適應(yīng)變形的連接節(jié)點(diǎn)。原因分析：03墻板問題分析微裂紋建筑隔聲空氣聲隔聲（結(jié)構(gòu)、墻體）撞擊聲隔聲（樓板）中低頻（取決于墻體面密度）中高頻（取決于墻體封閉性）人類語(yǔ)言的聲音頻率在500-2000Hz之間，屬中高頻率。住宅內(nèi)結(jié)構(gòu)和墻體應(yīng)著重解決中低頻隔聲問題。03墻板問題分析隔聲結(jié)構(gòu)隔聲：在內(nèi)墻同

4、樣是砌塊的情況下，鋼框架經(jīng)過巖棉+石膏板/ALC板包裹后，隔聲性能基本達(dá)到混凝土框架的空氣聲隔聲效果，說明鋼結(jié)構(gòu)并不是影響墻體空氣聲隔聲的主要因素。墻體隔聲：同樣材質(zhì)、同樣厚度的ALC墻板和砌塊比較，砌塊優(yōu)于ALC墻板。分析原因可能為ALC條板拼縫處理不當(dāng)削弱了墻體隔聲效果，下階段將改進(jìn)拼縫位置封閉性以提高隔聲性能。編號(hào)墻體做法梁柱做法1號(hào)200mm砌塊+雙面1cm抹灰混凝土梁柱5號(hào)200mm砌塊+雙面1cm抹灰鋼梁柱+巖棉+石膏板6號(hào)200mmALC板+雙面1cm抹灰鋼梁柱+巖棉+50mmALC03墻板問題分析隔聲可拆卸鋼筋桁架樓承板特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)立體交叉作業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)免支模底?？刹鸪厥昭h(huán)利用

5、避免后續(xù)吊頂施工04樓板鍍鋅鋼板木板復(fù)塑板04樓板底模類型材料吊運(yùn)樓承板安裝栓釘焊接管線、附加鋼筋鋪設(shè)設(shè)置臨時(shí)支撐澆筑混凝土底模拆除成型面效果04樓板施工流程橫向支撐豎向支撐天津廠公寓樓樓板厚度為100mm，采用的樓承板桁架高度為70mm，其免支撐跨度為2.5m。部分樓板混凝土澆筑前底部設(shè)置了臨時(shí)支撐，大部分采用豎向支撐，局部采用了橫向小桁架支撐。04樓板臨時(shí)支撐設(shè)置橫向支撐優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)上下層樓板交叉作業(yè)，工期快，可靠性高缺點(diǎn)：造價(jià)略高支撐不到位，混凝土出現(xiàn)脹模豎向支撐優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)相對(duì)較低，簡(jiǎn)單易行缺點(diǎn)：需等待下層混凝土初凝時(shí)間，且如果支撐設(shè)置不到位，易出現(xiàn)脹?，F(xiàn)象。04樓板臨時(shí)支撐設(shè)置對(duì)接板縫

6、10mm，使用硬質(zhì)塑料條封堵對(duì)接板縫10mm，使用塑料膠帶/黃色牛皮紙/雙面膠帶封堵04樓板板縫處理鋼柱外包鋼梁外包鋼構(gòu)件選用薄涂型防火涂料，外包防火石膏板。防火涂料巖棉防火石膏板05防火構(gòu)造Image & Data傳統(tǒng)鋼筋混凝土體系GS-Building體系42% 工時(shí)工效 6% 得房率 持平 綜合成本70% 建筑垃圾06經(jīng)濟(jì)性分析二、掛綠湖別墅樣板房01建筑概況A 建筑概況以增城掛綠湖新農(nóng)村改造項(xiàng)目為原型，高10.05m，共3層，造型相對(duì)復(fù)雜。01建筑概況B 戶型情況1F 平面圖01建筑概況B 戶型情況2F 平面圖01建筑概況B 戶型情況3F 平面圖01建筑概況C 建成效果01建筑概況C

7、建成效果02體系詳解主要鋼柱截面H200*150*6*10主要鋼梁截面H125*125*6.9*9?？傆娩摿?1t（不含樓梯和屋蓋）A 框架系統(tǒng)采用 H 型鋼框架體系。02體系詳解B 樓板系統(tǒng)采用兩種類型：疊合板、可拆卸鋼筋桁架組合樓板。疊合板可拆卸鋼筋桁架組合樓板疊合板鋼筋桁架樓承板02體系詳解B 樓板系統(tǒng)樓板分布示意：廚衛(wèi)陽(yáng)臺(tái)等降板位置采用可拆卸鋼筋桁架組合樓板，其余采用疊合板+現(xiàn)澆樓板。樓層外墻（交樓標(biāo)準(zhǔn)）左側(cè)外墻（精裝標(biāo)準(zhǔn)）右側(cè)內(nèi)墻（交樓標(biāo)準(zhǔn)）左側(cè)內(nèi)墻（精裝標(biāo)準(zhǔn)）右側(cè)1F輕質(zhì)砌塊ALC板陶粒砼空心條板ALC板2F輕質(zhì)砌塊EPS砼復(fù)合夾芯條板EPS砼復(fù)合夾芯條板輕質(zhì)砼空心條板3F輕質(zhì)砌塊

8、裝配式輕鋼龍骨灌漿墻板ALC板輕鋼龍骨墻板02體系詳解C 墻板系統(tǒng)為了驗(yàn)證墻板構(gòu)造節(jié)點(diǎn)及其性能，發(fā)揮樣板展示作用，使用了7種墻板材料。品類-1蒸壓加氣混凝土條板/ALC 條板常規(guī)尺寸50200mm容重550kg/m3 傳熱系數(shù)0.3 W/m2K隔聲系數(shù)46dB特點(diǎn)由鋁粉作為發(fā)泡劑，通過高溫高壓化學(xué)發(fā)泡反應(yīng)形輕質(zhì)混凝土條板，生產(chǎn)線一次性投入較高，生產(chǎn)門檻高，產(chǎn)品性能質(zhì)量穩(wěn)定可靠，價(jià)格便宜。圖片使用部位外墻/內(nèi)墻預(yù)制大板可集成水電不可標(biāo)準(zhǔn)： 1.5標(biāo)準(zhǔn)： 45C 墻板系統(tǒng)02體系詳解品類-2陶粒蒸壓混凝土空心條板常規(guī)尺寸85100mm容重800kg/m3 傳熱系數(shù)0.35 W/m2K隔聲系數(shù)50d

9、B特點(diǎn)由陶粒作為主要輕骨料通過模板預(yù)制而成，產(chǎn)品技術(shù)門檻較低，但產(chǎn)品的性能受限于陶粒的產(chǎn)品物理力學(xué)性能。圖片使用部位內(nèi)墻預(yù)制大板可集成水電可C 墻板系統(tǒng)02體系詳解品類-3輕質(zhì)混凝土空心條板常規(guī)尺寸85150mm容重1000kg/m3 傳熱系數(shù)0.4 W/m2K隔聲系數(shù)45dB特點(diǎn)輕骨料混凝土條板是以普通硅酸鹽水泥為膠結(jié)料，工業(yè)灰渣等輕質(zhì)材料為骨料，加水?dāng)嚢璩蔀榱蠞{，內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片制成的實(shí)心條形板材，技術(shù)門檻低，供應(yīng)商資源豐富。圖片使用部位內(nèi)墻預(yù)制大板可集成水電可C 墻板系統(tǒng)02體系詳解品類-4EPS輕質(zhì)混凝土復(fù)合夾芯條板/泰碧板常規(guī)尺寸50150mm容重600kg/m3 傳熱系數(shù)0.27 W/

10、m2K隔聲系數(shù)47dB特點(diǎn)通過EPS作為輕質(zhì)混凝土骨料與水泥纖維板面層復(fù)合預(yù)制而成。材料物理力學(xué)性能可靠，防火性能因?yàn)镋PS本身燃燒釋放有害氣體而有爭(zhēng)議。生產(chǎn)門檻較低，產(chǎn)品質(zhì)量受管理水平影響較大。圖片使用部位內(nèi)墻預(yù)制大板可集成水電可C 墻板系統(tǒng)02體系詳解品類-5輕鋼龍骨墻板常規(guī)尺寸80200mm容重400kg/m3 傳熱系數(shù)0.55 W/m2K隔聲系數(shù)50dB特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家及國(guó)內(nèi)商業(yè)用建筑中，性能可靠，施工方便，但因其敲擊回聲空洞，國(guó)內(nèi)住宅中接受度較低。其配套材料產(chǎn)業(yè)鏈齊全，資源豐富。圖片使用部位外墻/內(nèi)墻預(yù)制大板不可集成水電必須C 墻板系統(tǒng)02體系詳解品類-6裝配式輕鋼龍骨灌

11、漿墻板常規(guī)尺寸80200mm容重600kg/m3 傳熱系數(shù)0.25 W/m2K隔聲系數(shù)56dB特點(diǎn)在輕鋼龍骨復(fù)合墻體中采用物理發(fā)泡混凝土技術(shù)替換了保溫棉等，可有效改善輕鋼龍骨復(fù)合墻體的空洞感，但外界因素對(duì)物理發(fā)泡的影響因素較多，其發(fā)泡的物理力學(xué)性不穩(wěn)定，質(zhì)量工藝控制難度較大。圖片使用部位外墻/內(nèi)墻預(yù)制大板可集成水電必須C 墻板系統(tǒng)02體系詳解總用鋼量1.5t02體系詳解D 樓梯系統(tǒng)采用鋼樓梯+鋼筋鋼絲網(wǎng)+混凝土墊層+裝飾層的做法。4.5mm花紋鋼板鋼絲網(wǎng)砼墊層總用鋼量0.16t02體系詳解E 屋面系統(tǒng)采用冷彎薄壁型鋼桁架+保溫棉+OSB 板+防水構(gòu)造+屋面瓦的做法。02體系詳解F 外立面系統(tǒng)采

12、用防水界面劑（墻板配套）+0.7mm冷拔鋼絲網(wǎng)+防水砂漿+貼瓷磚02體系詳解G 整體衛(wèi)浴采用模塊式整體衛(wèi)浴，材質(zhì)均為真實(shí)瓷磚石材，質(zhì)感優(yōu)于SMC。02體系詳解H 智能家居全屋部署TURINGCAT（圖靈貓）智能家居系統(tǒng)。方 案鋼框架+預(yù)制樓/墻板現(xiàn)澆砼框架+預(yù)制樓/墻板全現(xiàn)澆砼 結(jié)構(gòu)工期33d48d60d地上工期39d57d75d03指標(biāo)對(duì)比工期說明結(jié)構(gòu)工期計(jì)算周期從基礎(chǔ)完成地上安裝開始，至樓地面裝飾施工完成結(jié)束；（不含屋蓋、外墻防水裝飾等）；地上工期則至屋蓋安裝完成結(jié)束。鋼框架施工工期短；框架完成后；鋼筋桁架樓層板和疊合板開始時(shí)間提早；樓板施工后，預(yù)制墻板施工開始時(shí)間提早；A 施工工期鋼結(jié)構(gòu)

13、體系方案主體工期至少比傳統(tǒng)的快1倍。03序號(hào)分布分項(xiàng)總價(jià)平米單價(jià)備注1基礎(chǔ)130509299.75預(yù)應(yīng)力管樁+承臺(tái)+底板2鋼結(jié)構(gòu)146661336.84框架+樓梯3屋蓋74170170.35輕鋼屋蓋4樓板71516135.09可拆卸鋼筋桁架組合樓板5墻板88708203.74外墻砌塊+內(nèi)墻ALC板6二次結(jié)構(gòu)889320.43飄窗、煩坎、坡道等7外墻裝飾132744304.88濕貼瓷磚8內(nèi)部裝修335976771.65800元裝修標(biāo)準(zhǔn)9水電工程80515184.92含可視系統(tǒng)10措施費(fèi)132952305.36臨建+機(jī)械+腳手架+安全文明11小計(jì)12635232733.01/聯(lián)排別墅共2層半，總建

14、筑面積435.40m2；未計(jì)算管理費(fèi)、利潤(rùn)及稅金；指標(biāo)對(duì)比B 工程造價(jià)鋼結(jié)構(gòu)體系造價(jià)如下。鋼結(jié)構(gòu)+預(yù)制板方案 相較 全現(xiàn)澆方案造價(jià) 低 2.65%；砼框架+預(yù)制板方案 相較 全現(xiàn)澆方案造價(jià) 高 1.61%。方 案鋼框架+預(yù)制板砼框架+預(yù)制板框 架+0.54%0%屋 面-27.28%0%樓 梯-3.41%0%樓 板-1.32%+9.56%墻 板+6.91%+6.91%裝飾裝修0%0%總價(jià)-2.65%+1.61%03指標(biāo)對(duì)比B 工程造價(jià)以全現(xiàn)澆方案為基準(zhǔn)，其余裝配式的成本增減比測(cè)算如下：方 案鋼框架+預(yù)制樓/墻板現(xiàn)澆砼框架+預(yù)制樓/墻板全現(xiàn)澆砼預(yù)制率 V70%20%0%裝配率 S90%28%0%計(jì)

15、算規(guī)則：依據(jù)上海市的裝配式建筑 單體預(yù)制率和裝配率計(jì)算細(xì)則（試行）；上海市最新要求新建的民用、工業(yè)建筑，預(yù)制率40%，裝配率60%。C 工業(yè)化率鋼框架+預(yù)制樓/墻板方案在三套方案比較中，預(yù)制率和裝配率最高。03指標(biāo)對(duì)比三、蔡甸區(qū)保障房樣板樓占地面積150，建筑面積260，地上2層，蔡甸區(qū)保障房01建筑概況建造時(shí)間32小時(shí)100%裝配率01建筑概況單元建筑面積142.8，每戶建筑面積71.2戶型公攤率8.5%裝修效果圖01建筑概況02體系詳解主體鋼框架 .裝配式樓板 裝配式外墻板 裝配式內(nèi)墻板 裝配式屋面02體系詳解集成裝配式墻板安裝集成裝配式樓板吊裝裝配式屋面吊裝BIM建模四、信息化技術(shù)應(yīng)用B

16、uilding Information Modeling基礎(chǔ)：模型核心：信息特征：動(dòng)態(tài)基于模型的動(dòng)態(tài)信息管理01對(duì)BIM概念的理解傳統(tǒng)建筑施工模式傳統(tǒng)建筑施工模式要面對(duì)兩個(gè)問題：信息共享與協(xié)同作業(yè)。02中建鋼構(gòu)BIM開發(fā)的目的傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)管理模式鋼結(jié)構(gòu)建造過程分為四個(gè)階段，每個(gè)階段又劃分為若干工序。02中建鋼構(gòu)BIM開發(fā)的目的信息交流不及時(shí)、不準(zhǔn)確、反饋不足等現(xiàn)象，易造成協(xié)作效率低下等問題。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)管理模式信息傳遞脫節(jié)信息反饋不足信息交換延遲協(xié)作效率低下業(yè)主合作方監(jiān)理設(shè)計(jì)深化設(shè)計(jì)構(gòu)件安裝構(gòu)件制作材料采購(gòu)02中建鋼構(gòu)BIM開發(fā)的目的以BIM技術(shù)為突破口，鋼結(jié)構(gòu)全生命周期信息化管理平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。鋼

17、結(jié)構(gòu)全生命周期信息化管理模式信息集成共享信息反饋充分信息交換及時(shí)協(xié)作效率提高深化設(shè)計(jì)構(gòu)件安裝構(gòu)件制作材料采購(gòu)管理平臺(tái)02中建鋼構(gòu)BIM開發(fā)的目的中建鋼構(gòu)具備 3D建模 和 信息采集 兩大技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)。模型InformationModeling信息03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)的建設(shè)3D建?；A(chǔ)Tekla 3D建模廠房結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，多、高層結(jié)構(gòu)等武漢中心、深圳平安等AutoCAD 3D建模彎扭結(jié)構(gòu)，管桁架結(jié)構(gòu)等福州奧體、貴陽(yáng)奧體等03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)的建設(shè)信息采集技術(shù)基礎(chǔ)通過條碼標(biāo)簽方案，對(duì)員工、零構(gòu)件、工位、材料等進(jìn)行標(biāo)定。員工標(biāo)簽員工標(biāo)定工位標(biāo)簽工位標(biāo)定焊接構(gòu)件加工/一車間零構(gòu)件標(biāo)簽零構(gòu)件標(biāo)定材

18、料標(biāo)簽材料標(biāo)定03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)的建設(shè)3G掃描槍W(xué)IFI掃描槍實(shí)時(shí)讀取實(shí)時(shí)傳遞通過RFID技術(shù)應(yīng)用，對(duì)施工信息進(jìn)行實(shí)時(shí)讀取和傳遞。信息采集技術(shù)基礎(chǔ)03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)的建設(shè)數(shù)控三維鉆鋼板加工中心Tekla 3D模型DSTV格式數(shù)控文件由Tekla模型自動(dòng)生成的DSTV格式數(shù)控文件，處理后可直接用于數(shù)字化加工。信息采集技術(shù)基礎(chǔ)03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)的建設(shè)組合截面自動(dòng)拆板SinoCAM排版套料經(jīng)自動(dòng)拆板后的零件信息可直接用于數(shù)控套料，進(jìn)行100%全排版。信息采集技術(shù)基礎(chǔ)03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)的建設(shè)Building Information Modeling動(dòng)態(tài)過程模型信息03中建鋼構(gòu)BIM平臺(tái)

19、的建設(shè)材料堆場(chǎng)庫(kù)位模擬堆場(chǎng)材料信息實(shí)時(shí)更新04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用材料堆場(chǎng)埋地位置標(biāo)簽材料信息標(biāo)定材料信息讀取WIFI3G材料信息傳輸實(shí)時(shí)讀取實(shí)時(shí)傳遞04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用入庫(kù)信息與合同明細(xì)一一對(duì)應(yīng)理算重量自動(dòng)計(jì)算超合同數(shù)量警示收按合同入庫(kù)。04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用收合同執(zhí)行情況。04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用庫(kù)位信息堆放順序存材料定位04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人工逐條記錄清點(diǎn)設(shè)備采集實(shí)時(shí)上傳材料清點(diǎn)表帳面資產(chǎn)實(shí)物資產(chǎn)材料清點(diǎn)表存實(shí)物清點(diǎn)04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)材料信息工藝排版信息與排版軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通用04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)先使用用04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)按需申領(lǐng)04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用預(yù)出庫(kù)裝車綁定收料確認(rèn)出庫(kù)單出庫(kù)（單）發(fā)04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用退退庫(kù)（單）04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用入庫(kù)情況與生產(chǎn)計(jì)劃情況相符，施工高峰期的項(xiàng)目入庫(kù)材料多實(shí)現(xiàn)制造廠各項(xiàng)目庫(kù)存管理情況的查看、分析材料信息化數(shù)據(jù)為管理提供決策依據(jù)04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)一步分析制造廠各項(xiàng)目每天材料的入庫(kù)情況材料信息化數(shù)據(jù)為管理提供決策依據(jù)04材料管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用面向管理層，提供管理數(shù)據(jù)材料信息化數(shù)據(jù)為管理提供決策依據(jù)04材料管理