装配整体式框剪结构设计介绍及思考.pdf

1、装配整体式框剪结构设计介绍及思考装配整体式框剪结构设计介绍及思考北京万科长阳天地项目北京万科长阳天地项目目 录目 录前言一、项目概况二、方案调整与优化三、施工图及深化设计四、项目实施中的几个问题五、思考前言一、项目概况二、方案调整与优化三、施工图及深化设计四、项目实施中的几个问题五、思考前 言前 言I.装配式框架类型结构发展的现状“延性框架延性框架”理念根深蒂固理念根深蒂固性能单一化、手段唯一化性能单一化、手段唯一化 现浇框架性价比高现浇框架性价比高对对结构的需求不高结构的需求不高结构与建筑性能分离结构与建筑性能分离 政府推动力的影响有多大在政府推动力的影响有多大在技术和经济层面上不可持续技术

2、和经济层面上不可持续 国标技术体系与建筑发展要求的距离国标技术体系与建筑发展要求的距离设防分类结构类型抗震等级概念设计构造措施四十年前建立的体系框架还能够走多远设防分类结构类型抗震等级概念设计构造措施四十年前建立的体系框架还能够走多远P 01前 言前 言I.装配式框架类型结构发展的现状 规范（规范（JGJ1-2014）做法中规中矩）做法中规中矩简单构件复杂连接简单构件复杂连接更相信更相信“现浇现浇”的可靠！的可靠！“建造成本建造成本”为什么不支持为什么不支持一千元以上的成本增量那什么来回报？一千元以上的成本增量那什么来回报？主体结构与围护分隔主体结构与围护分隔“结构结构”的关系的关系除主体结构

3、（构件）外，其他都可以划到产品或部品类除主体结构（构件）外，其他都可以划到产品或部品类产品性能必须与结构性能相匹配！产品性能必须与结构性能相匹配！框架装配现实的优势与劣势框架装配现实的优势与劣势快（时间）、好（性能、质量）、省（地、人、材）高（资金、材料、工艺）、严（管理、操作）快（时间）、好（性能、质量）、省（地、人、材）高（资金、材料、工艺）、严（管理、操作）P 02前 言前 言II.装配式框架类型结构体系和技术的发展 抗震理念的多样化抗震理念的多样化结构的刚与柔、建筑产（部）品的抗震措施、抗震设计方法的多机制并存结构的刚与柔、建筑产（部）品的抗震措施、抗震设计方法的多机制并存 适用技术的

4、综合运用适用技术的综合运用预应力、钢预应力、钢-混组合、隔震、耗能减震、新型材料混组合、隔震、耗能减震、新型材料 结构与构件性能的合理定位结构与构件性能的合理定位抗侧力中的体系化与构件化抗侧力中的体系化与构件化 急需补短板急需补短板与建筑相关的产品体系全面发展与建筑相关的产品体系全面发展 工程应用工程应用“等待期等待期”的价值的价值技术发展、试点和储备技术发展、试点和储备P 03一、项目概况一、项目概况主要参建单位主要参建单位工程建设单位：北京万科企业有限公司建筑设计单位：北京市建筑设计研究院有限公司工程总承包单位：江苏华建建设股份有限公司深化设计单位：北京市建筑设计研究院有限公司构件生产单位

5、：北京住总工业化住宅科技有限公司P 1一、项目概况一、项目概况工程建设大事记工程建设大事记2014年北京万科首个装配式框架项目立项2015年施工图设计和构件深化设计2015年正式开工，年底结构封顶2016年计划项目竣工P 2长阳天地项目采用装配整体式框架-剪力墙结构。一、项目概况一、项目概况P 3鸟瞰图2#1段一、项目概况一、项目概况P 4 地上建筑八层，地下建筑一层。住宅地上楼建筑面积约为9023平方米。首层商业层高4.5m，标准层层高4.2m，总高度35.3m。2#楼段装配式主体：楼段装配式主体：二、方案调整与优化二、方案调整与优化项目方案调整内容项目方案调整内容建筑单体设计方案 结构装配

6、方案选择 预制构件类型选择 经济技术指标 施工进度调整P 5二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 6二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 7(一)、规划和单体建筑方案根据该项目的具体情况，将减少对规划指标的变化作为实施方案调整重要原则之一。对单体建筑方案调整的主要从以下几个方面着手：建筑模数：开间、进深采用1M 规划指标不能做大的调整 外墙门窗洞口尺寸和位置居中 满足功能，适合于外挂墙板 外围护墙体厚度统一为130mm 便于生产、装修 楼层高度统一调整为4.2m 实现预制柱标准 楼板分隔 叠合楼板底板高度标准化二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 8结构截面尺寸统一归并增加梁柱的通用性，

7、降低模具数量拼接、连接节点标准化利于施工质量控制，降低施工难度空调板做法调整降低预制构件加工难度,提效二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 9该项目地上八层，建筑有效高宽比高宽比不大于2.02.0，剪力墙肢的轴压比轴压比可以合理地控制在0.2以内,柱子的轴压比控制在0.7以内。(二)、(二)、装配与现浇装配与现浇二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 10结构单元标准层平面布置图结构单元标准层平面布置图面积：924平米标准层户数：20户工业化总户数：120户二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 11结构单元标准层顶板结构平面图结构单元标准层顶板结构平面图项目采用装配式框架结构，主体结构除核

8、心筒外，均采用整体装配，外墙采用预制外挂板，免砌筑。飘窗悬挑长度约1.6m,由于尺度较大，采用化整为零的设计方案。梁、楼板、阳台板采用预制+叠合的方式，为实现外飘窗的整体预制，部分次梁采用钢梁做法。建筑外表面全装配。二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 12 竖向构件包括预制柱预制柱和预制外挂板预制外挂板两种;预制柱竖向连接采用半灌浆套筒钢筋连接半灌浆套筒钢筋连接加压力灌浆技术;外挂板采用干式连接干式连接技术；水平构件连接采用钢筋锚固连接锚固连接加后浇段的方式。设计基本原则设计基本原则 整体设计的原则 整体设计的原则避免拆分避免拆分 设计合理与实施效率相结合的原则 设计合理与实施效率相结合的

9、原则 节约材料与材料使用效率 结构抗震设计 标准化设计 节约材料与材料使用效率 结构抗震设计 标准化设计二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 13预制构件装配示意预制构件装配示意二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 14预制柱预制柱柱截面：800X800层高：4.2m预制柱高：3.82m构件类型：2种总计：98根（标准层14根）二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 15预制梁预制梁标准层梁统计飘窗梁：10根外墙梁：4根主梁：16根钢梁：10根二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 16预制构件分布图-外围护结构预制构件分布图-外围护结构预制外挂板类型：4种预制飘窗及阳台板飘窗类型：2种阳

10、台板类型：2种二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 17预制楼梯类型：1种预制空调板类型：2种叠合楼板类型：3种预制构件分布图-其他构件预制构件分布图-其他构件二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 18预制楼梯预制楼梯设计依据：建筑楼梯模数协调标准GBJ 101-87楼梯间的开间（2600）和进深（4900）满足基本模数整数倍数，符合规定。楼层高度为4200，楼梯高度1.4m模数，10栋楼全部预制二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 19叠合板方案比选叠合板方案比选方案一：单开间分为三块构件，整个标层吊装次数60，板宽2950；方案二：单开间分为三块构件，整个标层吊装次数80，板宽217

11、0；综述：由于开间相同，两个方案构件的标准化程度都很高。方案一构件超宽，适合现场预制及高层建筑；方案二适合构件厂加工及本项目的要求。标层平面图方案一方案二二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 20飘窗方案的比选-方案一飘窗方案的比选-方案一二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 21方案一采用直接干挂或湿式与主梁连接优点：板类型少 安装效率高;采用后安装 不与主体同步施工。缺点：单体构件重量大,飘窗重12t；塔吊吊重大；飘窗多面体构件生产难度大；飘窗悬挑1.6m 外挂安全性低；占用开窗面积,窗高尺寸减小。1-11-1飘窗方案的比选-方案一飘窗方案的比选-方案一二、方案调整与优化二、方案调整与

12、优化P 22飘窗方案的比选-方案二飘窗方案的比选-方案二二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 231-1 2-2 3-3 飘窗板飘窗外墙飘窗板飘窗外墙空调外墙方案二叠合楼板的施工方式优点：构件基本为平板及转角板生产简便 造价低构件重量轻，对塔吊要求低构件单体重量小 安全性高缺点：板类型多 吊装次数多外墙分为同步施工和后安装施工预制梁做夹心保温综述：方案二的可实时性及安全性较比方案一有更多的优势。飘窗方案的比选-方案二飘窗方案的比选-方案二二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 241-12-23-3二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 25预制边柱节点二、方案调整与优化二、方案调整与优化P

13、 26预制角柱节点二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 27预制柱顶层节点二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 28空调板标准层连接节点二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 29飘窗连接节点二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 30预制外挂板连接节点0 0二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 31预制构件统计表预制构件统计表构件类型预制柱预制楼梯叠合板叠合梁 预制阳台板 W型外挂板H型外挂板 空调板合计种类（类）21782310343数量（件）9842560154120180217841455占比（%）6.74%2.89%38.49%10.58%8.25%12.37%14.91%5.

14、77%-砼用量（m3）177.38 124.80 221.20 502.24 90.72 234.96194.01 94.04 1545.31 二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 32标准层预制构件统计表标准层预制构件统计表构件类型构件种类单块构件最重重量（t）预制构件总体积（m3）现浇部分体积（m3）各构件预制率预制柱14.53 25.34 12.18 4.98%预制楼梯11.63 1.30 0.00 0.26%叠合板71.08 35.50 49.68 6.98%叠合梁814.55 91.44 31.49 17.98%预制阳台板21.93 37.22 7.84 7.32%W型外挂板33.

15、30 48.41 0.00 9.52%H型外挂板42.80 31.12 0.00 6.12%空调板33.83 22.00 0.00 4.33%现浇核心筒-115.14-总和-292.33 216.33 总预制率57.47%二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 33(三)、预制构件 结构的预制率预制率约约60%60%，装配化率装配化率超过超过90%90%单类构件的预制化率：预制柱:68%预制梁：81%叠合板：95%空调板、阳台板、楼梯系统：90%预制外挂板：100%可见该项目建筑的装配化率达到了比较高的配比二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 34(四)、机电系统与装修配合 配合装配式装修，

16、机电系统分预埋和明铺两种做法 设备的水平管线系统基本采用明铺做法 对于框架结构，最佳的方式就是SISI分离分离发展的方向发展的方向二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 35给排水专业模型暖通专业模型电气局部模型电气专业模型二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 36(五)、生产与施工 考虑到预制构件生产设备主要为流水线辅助固定台模流水线辅助固定台模的形式，因此预制构件主要采用平面类型平面类型。叠合梁阳台板二、二、方案调整与优化方案调整与优化P 37叠合楼板预制底板二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 38预制叠合阳台(五)、生产与施工 根据施工单位提供的塔吊设备选用表，该项目预制构件最大自

17、重控制在90kN90kN，外横墙预制构件方案采用小板拼接的方式 构件流水段预制构件种类和数量进行层施工周期测算确定合理工期8天/层8天/层二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 39二、方案调整与优化二、方案调整与优化P 40(六)、小结(六)、小结该项目方案调整及优化实际包括如下主要内容：项目整体策划、建筑单体设计方案、预制构件生产、现场安装施工等。由于工程实际情况不允许，缺少了对项目规划、户型设计及结构设计的优化工作，使得该项目的设计标准化程度和可重复性还没有达到最高的要求。但是，作为北京市万科采用装配式框架结构的第一个项目，综合水准比较好。三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 41

18、 本工程建筑外墙采用预制混凝土夹心保温外墙，构造为结构层（130mm）+保温层（60mm）+饰面层（60mm），拉接件采用FRP材质。北京地区实施75%居住建筑节能设计标准，保温材料选用硬质聚氨酯发泡保温板(PUR导热系数为0.024W/mK)，保温层厚度为60mm。户内强、弱电箱放置于进户位置，管线集中的位置楼板局部现浇。电箱放置在现浇段，不能放置于现浇墙体内时，强、弱电箱采用明装方式，轻钢龙骨封面。三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 42 抗震设计方法：规则建筑建筑的规则性、高宽比、均匀性等简化方法 抗震概念设计小震弹性计算抗震构造措施抗震概念设计小震弹性计算抗震构造措施 复杂建筑

19、 三水准，两阶段三水准，两阶段 补充大震变形验算补充大震变形验算三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 43深化设计计算内容深化设计计算内容 起吊、翻转、运输、码放、施工安装各工况下，对构件进行承载力状态设计和正常使用状态验算 混凝土结构工程施工规范GB 50666 保温拉接件的设计与验算 小震弹性风自重工况 安全系数不宜小于10.010.0 设防烈度地震工况 安全系数不应小于4.04.0 生产、安装过程中的临时支撑的预留预埋进行承载力验算 重视楼板预埋件计算三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 44预制外挂板加工图三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 45预制外挂板上、下口节

20、点及防水条做法三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 46预制外挂板洞上节点预制外挂板洞口下节点三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 47预制柱加工图三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 48带飘窗预制叠合梁加工图三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 49预制叠合边梁加工图三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 50预制叠合中间梁加工图三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 51预制梁三、施工图及深化设计三、施工图及深化设计P 52叠合阳台四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题P 53(一)、PC构件的安装 装配式结构中的预制构件安装施工，是需要按照标准

21、流程、标准操作进行的，需要对施工的各个环节进行更加严格地控制与协调 检验与测量应贯穿施工全过程，这是预制构件安装精度控制、安装施工效率等的重要保证 预制墙板钢筋套筒及底部水平缝的灌浆，是保证结构安全性的重要一环P 54预制柱灌浆施工四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题P 55四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题飘窗板安装主次梁安装P 56四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题W型外挂板安装楼梯安装阳台安装叠合板安装P 57四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题P 58(二)、实施效率装配式结构的实施效率

22、是项目效益的基本保障，设计、生产和施工环节应当更紧密地协调。如能更好地协调塔吊安装生产、运输和安装施工效率均可大幅度提高。P 59无论预制构件生产还是现场施工的钢筋加工和安装，均应逐步推广使用机械加工和钢筋骨架安装等方式。这就需要从设计源头上，对结构构件的配筋构造设计进行必要的改进；也需要生产和施工单位改变观念。四、项目实施中的几个问题四、项目实施中的几个问题五、思考五、思考P 60(一)、装配式混凝土建筑应当更加注重设计标准化装配式混凝土建筑全部需要采用符合产业化要求的建造方式，避免先设计后拆分。要逐步推广实施装配式装修。五、思考五、思考P 61 彻底改变现行的建设方式，强调设计标准化 形成集设计、生产、施工、装修、部品、运维一体化的建设和管理模式 实现性能良好、质量稳定、成本可控、效益增长的可持续发展目标五、思考五、思考P 62(二)、实施住宅产业化的项目应当进行全过程组织策划和管理长阳项目的实施过程的一些问题，反映了北京市住宅产业化发展初期中的一种现象，即不能系统性的推动建筑业的转型。正是这种对建筑体系、建造技术和设备、生产组织方式等的分割，才导致了现实中的住宅产业化项目在建筑性能和质量、实施效率、经济效益等方面与传统生产模式相比缺乏竞争力。谢 谢！谢 谢！