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行業快報

裝配式混凝土結構基礎知識

文字:[大][中][小] 2019-7-3    瀏覽次數:21    

內容概要

裝配式混凝土結構的概念、特點及其分類。結合工程實例介紹裝配式混凝土結構分類及其特點、難點,預制圍護墻板分類及其特點、難點。預制構件連接豎向連接典型構造,預制圍護墻板與主體結構連接典型構造,預制夾心墻板連接件種類與特點。裝配式混凝土結構發展歷程。


1.1裝配式混凝土結構的概念


建筑業作為國民經濟的支柱產業,總產值已達到GDP的20%以上,然而建筑能耗占國家全部能耗的32%,是最大單項能耗行業。要扭轉建筑業高能耗、高污染、低產出的狀況,必須通過技術創新,走新型建筑工業化的發展道路,才能在國民經濟和社會快速發展的大環境中,保持蓬勃的生機。在這一趨勢下,建筑生產必然要走進工廠,裝配式混凝土建筑成為一個不可回避的方向。與傳統建筑相比,裝配式建筑就是改變傳統的制造模式,通過標準化設計,工業化方式生產,機械化施工安裝,信息化管理,變濕作業為干作業,保證建筑質量,減輕勞動強度,降低生產成本,減少環境污染,節約自然資源。

裝配式混凝土結構是指預制混凝土構件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結構,包括裝配整體式混凝土結構、全裝配混凝土結構等。在建筑工程中,簡稱裝配式建筑;在結構工程中,簡稱裝配式結構。構件的連接方法一般有連接部位后澆混凝土、采用螺栓或預制應力連接等,鋼筋連接可采用鋼筋套筒灌漿連接、鋼筋漿錨搭接連接、焊接、機械連接及預留孔洞搭接連接等方式。

裝配式混凝土結構構件主要包含:全預制柱、全預制梁、疊合梁、全預制剪力墻、單層疊合剪力墻、雙層疊合剪力墻、外掛墻板、預制混凝土夾心保溫外墻板、預制疊合保溫外墻板、全預制樓板、疊合樓板、全預制陽臺板、疊合陽臺板、預制飄窗、全預制空調板、全預制女兒墻、裝飾柱等。

在裝配式混凝土建筑中,預制率和裝配率是兩個不同的概念。

預制率是指:裝配式混凝土建筑室外地坪以上主體結構和圍護結構中預制構件部分的材料用量占對應構件材料總用量的體積比。

裝配率是指:裝配式建筑中預制構件、建筑部品的數量(或面積)占同類構件或部品總數量(或面積)的比率。



1.2裝配式混凝土結構的特點


裝配式混凝土結構主要有以下特點:


(1)主要構件在工廠或現場預制,采用機械化吊裝,可與現場各專業施工同步進行,具有施工速度快、工程建設周期短、利于冬期施工的特點。


(2)構件預制采用定型模板平面施工作業,代替現澆結構立體交叉作業,具有生產效率高、產品質量好、安全環保、有效降低成本等特點。


(3)在預制構件生產環節可采用反打一次成型工藝或立模工藝等將保溫、裝飾、門窗附件等特殊要求的部件與混凝土墻板在工廠生產完成,可以提高窗框四周防水性能和保溫層耐久性,同時解決外墻裝飾性能。(4) 功能高度集成,減少了物料損耗和施工工序。


(5)由于對從業人員的技術管理能力和工程實踐經驗要求較高,因此,裝配式建筑的設計施工應做好前期策劃,具體包括工期進度計劃、構件標準化深化設計及資源優化配置方案等。



1.3裝配式混凝土結構種類


裝配式混凝土建筑是建筑物建造技術的一次產業升級。與通常的按建筑功能分類方法不同的是,裝配式混凝土建筑不是按建筑功能進行分類,而是按其具有的典型預制技術進行分類。


根據結構體系分,可分為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-剪力墻結構。


根據預制圍護構件的種類分,可分為預制外掛墻板、單層疊合剪力墻(PCF)、雙層疊合剪力墻、預制保溫疊合外墻板(PCTF)、預制夾心保溫墻板、預制剪力墻外墻板、預制圍護墻板、全預制女兒墻。


裝配式混凝土結構的連接至關重要,主要分為預制構件之間的連接、預制圍護構件與主體結構之間的連接、預制夾心保溫墻板內外頁墻之間的連接。其中,預制構件的豎向連接一般分為三種:螺栓連接、鋼筋套筒灌漿連接、鋼筋漿錨搭接連接;預制夾心保溫墻板內外葉墻之間的連接件分為三種: FRP連接件、不銹鋼連接件以及玄武巖筋。


1.3.1裝配式混凝土結構分類



1.裝配整體式框架結構



框架結構中全部或部分框架梁、柱采用預制構件建成的裝配整體式混凝土結構,簡稱裝配整體式框架結構。


裝配整體式框架結構是常見的結構體系,主要應用于空間要求較大的建筑,如商店、學校、醫院等。其傳力途徑為樓板→次梁→主梁→柱→基礎→地基,結構傳力合理,抗震性能好。框架結構的主要受力構件梁、柱、樓板及非受力構件墻體、外裝飾等均可預制。預制構件種類一般有全預制柱、全預制梁、疊合梁、預制板、疊合板、預制外掛墻板、全預制女兒墻等。全預制柱的豎向連接一般采用灌漿套筒逐根連接。


技術特點:預制構件標準化程度高,構件種類較少,各類構件重量差異較小,起重機械性能利用充分,技術經濟合理性較高;建筑物拼裝節點標準化程度高,有利于提高工效;鋼筋連接及錨固可全部采用統一形式, 機械化施工程度高、質量可靠、結構安全、現場環保等特點。難點:節點鋼筋密度大,要求加工精度高,操作難度較大。


案例工程:浦江鎮128-3地塊39號樓

項目概況:地上三層配套商業建筑,總建筑面積1695平方米。

預制情況:預制率75%,預制柱、疊合梁、疊合樓板。


2.裝配整體式剪力墻結構

裝配整體式剪力墻結構是住宅建筑中常見的結構體系,其傳力途徑為樓板→剪力墻→基礎→地基,采用剪力墻結構的建筑物室內無突出于墻面的梁、柱等結構構件,室內空間規整。剪力墻結構的主要受力構件剪力墻、樓板及非受力構件墻體、外裝飾等均可預制。預制構件種類一般有預制圍護構件(包含全預制剪力墻、單層疊合剪力墻、雙層疊合剪力墻、預制混凝土夾心保溫外墻板、預制疊合保溫外墻板、預制圍護墻板)、預制剪力墻內墻、全預制梁、疊合梁、全預制板、疊合板、全預制陽臺板、疊合陽臺板、預制飄窗、全預制空調板、全預制樓梯、全預制女兒墻等。其中,預制剪力墻的豎向連接可采用螺栓連接、鋼筋套筒灌漿連接、鋼筋漿錨搭接連接;預制圍護墻板的豎向連接一般采用螺紋盲孔灌漿連接。

技術特點:預制構件標準化程度較高,預制墻體構件、樓板構件均為平面構件,生產、運輸效率較高;豎向連接方式采用螺栓連接、灌漿套筒連接、漿錨搭接等連接技術;水平連接節點部位后澆混凝土;預制剪力墻T形、十字形連接節點鋼筋密度大,操作難度較高。


案例工程:萬科地杰B(海上傳奇)

項目概況:地上18層住宅建筑,總建筑面積36200平方米。


預制情況:預制率15%,預制剪力墻(部分)、預制陽臺、預制飄窗、全預制樓梯。


案例工程:泰和虹橋

項目概況:地上18層住宅建筑,總建筑面積42000平方米。

預制情況:預制率45%,預制剪力墻、預制疊合樓板、預制樓梯。

3.裝配整體式框架-剪力墻結構

裝配整體式框架-剪力墻結構是辦公、酒店類建筑中常見的結構體系,剪力墻為第一道抗震防線,預制框架為抗震第二道防線。預制構件種類一般有預制外掛墻板、全預制柱、疊合梁、全預制板、疊合板、全預制女兒墻等。其中,預制柱的豎向連接采用鋼筋套筒灌漿連接。


技術特點:結構的主要抗側力構件剪力墻一般為現澆,第二道抗震防線框架為預制,則預制構件標準化程度較高,預制柱、梁構件、樓板構件均為平面構件,生產、運輸效率較高。

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