預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與發(fā)展介紹

1、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究,主要內(nèi)容,一、概述二、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展和特點(diǎn)三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié)四、鋼筋節(jié)點(diǎn)連接五、構(gòu)件的制作六、構(gòu)件的運(yùn)輸與存放七、構(gòu)件的安裝,一、概述,裝配式混凝土的概念裝配式混凝土是以預(yù)制構(gòu)件為主要的受力構(gòu)件，經(jīng)過(guò)裝配和連接而成的混凝土構(gòu)件，預(yù)制裝配建筑的主要特點(diǎn)是構(gòu)件在工廠制作，然后運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，用機(jī)械或人工進(jìn)行安裝。該施工方法比傳統(tǒng)方法可節(jié)省人工25%~30%、降低造價(jià)10%~15%、縮短工期5

2、0%左右。,一、概述,建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的需求 ：建筑行業(yè)節(jié)能減排的需要改變建筑設(shè)計(jì)模式和建造方式，提高建筑科技含量、性能和質(zhì)量的需要解決建筑市場(chǎng)勞動(dòng)力資源短缺的需要 有效保證工程質(zhì)量、節(jié)約資源和降低成本的需要,我國(guó)建筑施工主要采用現(xiàn)場(chǎng)施工為主的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，這種生產(chǎn)方式工業(yè)化程度不高、設(shè)計(jì)建造比較粗放、建筑產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、建設(shè)效率低、勞動(dòng)力需求量大、材料損耗和建筑垃圾量大、資源和能源消耗較大，不能滿足節(jié)能、環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展建設(shè)要

3、求。,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)——現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)化的主要結(jié)構(gòu)形式,二、裝配式混凝土的發(fā)展和特點(diǎn),裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用發(fā)展1．美國(guó)、加拿大預(yù)制混凝土的發(fā)展在美國(guó)，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑廣泛用于各種建筑。 包括：居住建筑，學(xué)校、醫(yī)院、辦公等公共建筑，停車庫(kù)，單層工業(yè)廠房等建筑中都得到官方的應(yīng)用。在工程實(shí)踐中，由于大量應(yīng)用大型預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土構(gòu)件技術(shù)，是裝配式混泥土結(jié)構(gòu)技術(shù)更充分地發(fā)揮了其優(yōu)越性，體現(xiàn)了施工速度快、工程質(zhì)量好、工作

4、效率高、經(jīng)濟(jì)耐久等優(yōu)勢(shì)。,二、裝配式混凝土的發(fā)展和特點(diǎn),裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用發(fā)展2．日本裝配式混凝土的發(fā)展日本的裝配式混凝土建筑從第二次世界大戰(zhàn)以后至1990年持續(xù)發(fā)展，并在地震區(qū)的高層和超高層建筑中得到十分廣泛的應(yīng)用。目前，這些建筑的預(yù)制技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很高，并經(jīng)歷了多次地震的考驗(yàn)。日本有關(guān)裝配式混凝土建筑的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系完備，工藝技術(shù)先進(jìn)，構(gòu)造設(shè)計(jì)合理，部品的集成化程度很高，施工管理嚴(yán)格，體現(xiàn)了很高的綜

5、合技術(shù)水平。,二、裝配式混凝土的發(fā)展和特點(diǎn),裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用發(fā)展3．在我國(guó)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展極為迅速，在20世紀(jì)末已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、橋梁道路、水工建筑和民用建筑。發(fā)揮重要專用。在70年代末引進(jìn)南斯拉夫預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土板柱結(jié)構(gòu)體系，使得裝配式在我國(guó)的發(fā)展越來(lái)越快。,二、裝配式混凝土的發(fā)展和特點(diǎn),房屋適用的最大高度,二、裝配式混凝土的發(fā)展和特點(diǎn),,,,,,,,,,,,現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),裝配式混凝土結(jié)構(gòu),特點(diǎn),施工質(zhì)量,

6、施工速度,造價(jià),抗震性能,設(shè)計(jì)造型,施工環(huán)境,綠色施工,建筑工業(yè)化,易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷,施工速度慢、周期長(zhǎng),逐漸上升,抗震性能好,空間造型設(shè)計(jì)靈活,現(xiàn)場(chǎng)手工作業(yè)為主,費(fèi)水、電、材，污染重,現(xiàn)場(chǎng)難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,施工速度快、周期短,質(zhì)量保證率高、外觀好,8度及以下抗震、乙類,逐漸降低,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化產(chǎn)業(yè)化工廠化,節(jié)水、電、材，污染少,工廠化機(jī)械化生產(chǎn)為主,空間造型設(shè)計(jì)受限制,10,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)體系框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)

7、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)樓蓋體系,綜述,11,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu)全部或部分采用預(yù)制柱或疊合梁、疊合板等構(gòu)件，通過(guò)節(jié)點(diǎn)部位后澆混凝土或疊合方式形成的具有可靠傳力機(jī)制，并滿足承載力和變形要求的框架結(jié)構(gòu)；簡(jiǎn)稱裝配整體式框架結(jié)構(gòu)。主要用于需要開(kāi)敞大空間的廠房、倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、停車場(chǎng)、辦公樓、教學(xué)樓、醫(yī)務(wù)樓、商務(wù)樓等建筑，近年來(lái)也逐漸應(yīng)用于居民住宅等民用建筑。,預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)按連接方式分為兩類：等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)（剛性連接）不

8、等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)（柔性連接）,12,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架結(jié)構(gòu)：剛性連接,基于一維構(gòu)件把梁、柱預(yù)制成一維構(gòu)件，通過(guò)一定的方法連接而成,預(yù)制構(gòu)件端部伸出的預(yù)留鋼筋焊接或用鋼套筒連接，然后現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土,優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件生產(chǎn)及施工方便，結(jié)構(gòu)整體性較好，可做到等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：接縫位于受力關(guān)鍵部位，連接要求高,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架結(jié)構(gòu)：剛性連接,14,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架結(jié)構(gòu)：剛性連接,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),,,基于二維構(gòu)件，采用平

9、面T型和十字型或一字型構(gòu)件通過(guò)一定的方法連接,優(yōu)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)性能較好，接頭位于受力較小部分缺點(diǎn)：生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放以及安裝施工不方便,框架結(jié)構(gòu)：剛性連接,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),,,優(yōu)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)性能較好，接頭位于受力較小部分缺點(diǎn)：生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放以及安裝施工不方便,框架結(jié)構(gòu)：剛性連接,17,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),基于三維構(gòu)件采用三維雙T型和雙十字型構(gòu)件通過(guò)一定的方法連接,能減少施工現(xiàn)場(chǎng)布筋、澆筑混凝土等工作，接頭數(shù)量較少；缺點(diǎn)是構(gòu)件是三維

10、構(gòu)件，重量大不便于生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放以及安裝施工。該種框架體系應(yīng)用較少,框架結(jié)構(gòu)：剛性連接,18,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),節(jié)點(diǎn)采用柔性連接。連接部位抗彎能力比預(yù)制構(gòu)件低，地震作用下彈塑性變形通常發(fā)生在連接處。既可以用于預(yù)制混凝士框架體系，又可以用于預(yù)制混凝土板柱結(jié)構(gòu)。,變形在彈性范圍內(nèi)，因此結(jié)構(gòu)恢復(fù)性能好，震后只需對(duì)連接部位進(jìn)行修復(fù)就可以繼續(xù)使用，具有較好的經(jīng)濟(jì)性能。柔性連接的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)有很大的不同，符合 “基于性能

11、”的抗震設(shè)計(jì)思想。,框架結(jié)構(gòu)：柔性連接,,,,19,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架結(jié)構(gòu)：柔性連接,20,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架結(jié)構(gòu)：柔性連接,21,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),中心支撐,框架結(jié)構(gòu),22,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),剪力墻結(jié)構(gòu),預(yù)制剪力墻體系現(xiàn)澆剪力墻配外掛板體系疊合剪力墻體系多層剪力墻體系,混凝土結(jié)構(gòu)的部分或全部采用承重預(yù)制墻板，通過(guò)節(jié)點(diǎn)部位的后澆混凝土形成的具有可靠傳力機(jī)制，并滿足承載力和變形要求的剪力墻結(jié)構(gòu)；簡(jiǎn)稱裝配整體式

12、剪力墻結(jié)構(gòu)。,23,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),24,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),預(yù)制剪力墻體系,部分預(yù)制的套筒灌漿連接的預(yù)制剪力墻,漿錨搭接連接的的預(yù)制剪力墻,底部預(yù)留后澆區(qū)的預(yù)制剪力墻,混凝土結(jié)構(gòu)的部分或全部采用承重預(yù)制墻板，通過(guò)節(jié)點(diǎn)部位的后澆混凝土形成的具有可靠傳力機(jī)制，并滿足承載力和變形要求的剪力墻結(jié)構(gòu)；簡(jiǎn)稱裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。,預(yù)制（疊合）板、預(yù)制（疊合）梁、預(yù)制外墻、預(yù)制樓梯等構(gòu)件現(xiàn)澆剪力墻、柱等,核心仍是現(xiàn)澆剪力墻體系注重外掛墻

13、板的設(shè)計(jì)以及安裝施工（線連接、點(diǎn)連接）,現(xiàn)澆剪力墻配外掛板體系,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),疊合板式預(yù)制剪力墻,沿厚度方向分為三層，外層預(yù)制，中間層現(xiàn)澆。通過(guò)桁架鋼筋連接。但預(yù)制混凝土板及其內(nèi)的鋼筋網(wǎng)與上下層不相連接,疊合剪力墻體系,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),適用于抗震設(shè)防烈度為7度及6度以下抗震區(qū)和非抗震區(qū)，房屋高度不超過(guò)60米，層數(shù)在18層以內(nèi)的多層、高層住宅結(jié)構(gòu),疊合剪力墻體系,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),疊合墻連接,我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的步伐加快，將

14、會(huì)建設(shè)大量的以6-7層為主的剪力墻居住建筑。對(duì)抗震的需求并不大。此種結(jié)構(gòu)體系構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，可在廣大城鎮(zhèn)地區(qū)多層住宅中推廣使用。,《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014簡(jiǎn)化了暗柱設(shè)置及水平接縫的連接，降低了剪力墻及暗柱配筋率、配箍率要求連接方式多樣、簡(jiǎn)便，可采用干連接可將疊合剪力墻應(yīng)用于多層剪力墻結(jié)構(gòu)體系，真正做到工業(yè)化生產(chǎn)、施工,多層剪力墻體系,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),南科大廈,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),框架-剪力墻,裝配

15、整體式剪力墻結(jié)構(gòu)包括：內(nèi)外墻均為預(yù)制、連接節(jié)點(diǎn)部分現(xiàn)澆的剪力墻結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱全預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)；以及內(nèi)墻現(xiàn)澆、外墻全部或部分預(yù)制、連接節(jié)點(diǎn)部分現(xiàn)澆的剪力墻結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱部分預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)。,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),全預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu),部分預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu),樓蓋體系,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),預(yù)制板,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),樓梯,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),外掛板,三、現(xiàn)有技術(shù)體系總結(jié),外掛板,36,四、鋼筋節(jié)點(diǎn)的連接,鋼筋連接技術(shù)：套筒灌漿連

16、接,中心支撐,,,37,四、鋼筋節(jié)點(diǎn)的連接,鋼筋連接技術(shù)：套筒灌漿連接,中心支撐,,,,套筒灌漿連接接頭—包括全灌漿和半灌漿套筒 特點(diǎn)：1）適用于大直徑鋼筋連接2）豎向鋼筋連接多用半灌漿套筒接頭，水平鋼筋連接多用全灌漿套筒接頭3）灌漿料為高性能補(bǔ)償收縮水泥基材料，采用壓力注漿 優(yōu)點(diǎn)：1）技術(shù)成熟、可靠，適用于各種連接2）可以采用集中連接的形式，適用于鋼筋的直接連接和間接連接等形式3）質(zhì)量穩(wěn)定，便于現(xiàn)場(chǎng)操作，可采用群灌

17、技術(shù)注漿，施工效率較高 不足：1）灌漿料受施工階段環(huán)境溫度影響2）套筒及灌漿料的成本較高3）對(duì)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的精度、安裝施工的組織和管理要求較高,39,四、鋼筋節(jié)點(diǎn)的連接,鋼筋連接技術(shù)：套筒灌漿連接,中心支撐,,,,東京塔58層,臺(tái)灣高層住宅38層,浦江住宅14層,40,四、鋼筋節(jié)點(diǎn)的連接,鋼筋漿錨連接，是一種將需搭接的鋼筋拉開(kāi)一定距離的搭接方式。以往鋼筋的搭接，強(qiáng)調(diào)將需搭接的鋼筋綁扎在一起，以便于鋼筋之間的傳力。根據(jù)我國(guó)自行的

18、研發(fā)工作，也在國(guó)際文獻(xiàn)中找到依據(jù)。這種將需搭接的鋼筋拉開(kāi)一定距離的搭接方式可以保證鋼筋之間的傳力。,漿錨搭接連接,螺旋箍筋約束漿錨搭接連接,金屬波紋管漿錨搭接連接,四、鋼筋節(jié)點(diǎn)的連接,連接節(jié)點(diǎn),約束漿錨間接搭接接頭 特點(diǎn)：1）鋼筋搭接范圍為約束混凝土區(qū)2）灌漿料為高性能補(bǔ)償收縮水泥基材料，可采用壓力注漿3）適用于7°設(shè)防以下地區(qū)的中等高度建筑 優(yōu)點(diǎn)：1）成本較低2）鋼筋搭接長(zhǎng)度較短，適用于中小直徑鋼筋連接3

19、）可采用群灌技術(shù)注漿，施工效率較高 不足：1）灌漿料受安裝施工環(huán)境溫度影響較大2）鋼筋需要逐根連接，數(shù)量較大，施工難度較大3）插筋孔道制作工藝尚需完善，制作效率有待提高,漿錨間接搭接接頭 特點(diǎn)：1）預(yù)制墻板底部預(yù)留孔道，通過(guò)插筋注漿實(shí)現(xiàn)鋼筋搭接2）灌漿料為水泥基材料，可采用壓力注漿3）適用于7°設(shè)防以下地區(qū)的中等高度建筑 優(yōu)點(diǎn)：1）成本低2）適用于中小直徑鋼筋連接 不足：1）鋼筋插入孔道長(zhǎng)度較

20、大，且需要逐根連接，數(shù)量較大，施工難度大2）需要逐孔灌漿，施工效率較低,,夾心保溫外墻板,預(yù)制夾心保溫墻板，國(guó)外稱之為三明治墻板，它集圍護(hù)和保溫、防水、防火等功能于一體，在歐洲和北美都得到廣泛的應(yīng)用。,預(yù)制夾心保溫墻板的技術(shù)要點(diǎn)在于：①采取正確的手段，以保證外葉墻體不與保溫材料粘結(jié)在一起； ② 內(nèi)外葉墻體的連接件有足夠的柔韌性，這樣，它們可以對(duì)墻板中兩葉墻體之間在平面內(nèi)的收縮和溫度引起的熱脹冷縮提供一些抵抗力；③保

21、溫材料具有高抗壓強(qiáng)度和低吸水率。,應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)工程問(wèn)題,預(yù)制復(fù)合夾心墻板豎向鋼筋連接的灌漿問(wèn)題 灌漿孔與連接鋼筋的定位 鋼筋連接區(qū)域的橫向鋼筋布置 灌漿區(qū)域的“分倉(cāng)” 標(biāo)準(zhǔn)化操作,應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)工程問(wèn)題,預(yù)制復(fù)合夾心墻板之間豎向現(xiàn)澆段的“漲模”問(wèn)題 可靠的拉結(jié)措施 定型支撐的使用 混凝土澆筑的措施 保溫層的連續(xù)與密閉,預(yù)制墻板安裝工序安排基準(zhǔn)控制測(cè)量→墻板水平和豎向定位控制線，現(xiàn)澆段豎向鋼筋的定位→灌漿區(qū)分倉(cāng)、密縫條

22、固定→吊裝墻板、就位、測(cè)量、支撐、脫鉤→灌漿→綁扎鋼筋→隱檢、模板安裝→墻體混凝土澆筑,49,49,五、構(gòu)件制作,模具,柱模,墻模,50,50,五、構(gòu)件制作,梯模,疊合板模,51,51,五、構(gòu)件制作,PC構(gòu)件生產(chǎn)流水線,52,52,五、構(gòu)件制作,布料機(jī),53,53,五、構(gòu)件制作,振動(dòng)趕平機(jī),54,54,六、構(gòu)件運(yùn)輸與存放,構(gòu)件運(yùn)輸,1） 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸線路應(yīng)根據(jù)道路、橋梁的實(shí)際條件確定。場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸宜設(shè)置循環(huán)線路；2）

23、 運(yùn)輸車輛應(yīng)滿足構(gòu)件尺寸和載重要求；3） 裝卸構(gòu)件時(shí)應(yīng)考慮車體平衡，避免造成車體傾覆；4） 應(yīng)采取防止構(gòu)件移動(dòng)或傾倒的綁扎固定措施；5） 運(yùn)輸細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件時(shí)應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置水平支架；6） 對(duì)構(gòu)件邊角部或鏈索接觸處的混凝土，宜采用墊襯加以保護(hù)。,55,55,六、構(gòu)件運(yùn)輸與存放,構(gòu)件存放1） 場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，并應(yīng)有良好的排水措施；2） 應(yīng)保證最下層構(gòu)件墊實(shí)，預(yù)埋吊

24、件宜向上，標(biāo)識(shí)宜朝向堆垛間的通道；3） 墊木或墊塊在構(gòu)件下的位置宜與脫模、吊裝時(shí)的起吊位置一致。重疊堆放構(gòu)件時(shí)，每層構(gòu)件間的墊木或墊塊應(yīng)在同一垂直線上；4） 堆垛層數(shù)應(yīng)根據(jù)構(gòu)件與墊木或墊塊的承載能力及堆垛的穩(wěn)定性確定，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防止構(gòu)件傾覆的支架；5） 施工現(xiàn)場(chǎng)堆放的構(gòu)件，宜按安裝順序分類堆放，堆垛宜布置在吊車工作范圍內(nèi)且不受其他工序施工作業(yè)影響的區(qū)域；6） 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的堆放應(yīng)考慮反拱的